專利名稱：具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)器人、機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自 由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由動平臺、靜平臺以及連接兩平臺的2- 6條支路組成。相對于串聯(lián)機(jī) 構(gòu)，并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有剛度大、承載能力強(qiáng)、精度高、自重負(fù)荷比小等優(yōu)點(diǎn)。而少自由度(自由度 小于6)并聯(lián)機(jī)構(gòu)相對于6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)來說，又具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、運(yùn)動學(xué)求解相對 簡單等特點(diǎn)。因而少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)在工業(yè)機(jī)器人、虛軸數(shù)控并聯(lián)機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)、運(yùn)動 模擬器及醫(yī)用機(jī)器人等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。在現(xiàn)有的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中，大部分為三移動一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)，不能滿足更廣 泛的應(yīng)用要求，如實(shí)現(xiàn)兩維轉(zhuǎn)動兩維平動的四自由度操作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可作 為并聯(lián)機(jī)器人、虛軸并聯(lián)機(jī)床、虛軸坐標(biāo)測量機(jī)、游戲桿操縱裝置的可選機(jī)型，克服了現(xiàn)有 兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度機(jī)構(gòu)類型不足的問題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī) 構(gòu)，包括靜平臺、動平臺和連接靜平臺與動平臺的四條支路，第一條支路包括從靜平臺到動 平臺依次連接的轉(zhuǎn)動副a、移動副a和萬向鉸a，第二條支路包括從靜平臺到動平臺依次連 接的轉(zhuǎn)動副b、移動副b和萬向鉸b，第三條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的球副a、 移動副c和球副b，第四條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的球副C、移動副d和球副 d，第一條支路中萬向鉸a的軸線a和第二條支路中萬向鉸b的軸線c同軸，第一條支路和 第二條支路構(gòu)成平面回路。本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，其中的第一條支路中萬向鉸a的軸線b、第二條支路中萬向鉸b的軸線d、第一條 支路中轉(zhuǎn)動副a的軸線及第二條支路中轉(zhuǎn)動副b的軸線互相平行且垂直于第一條支路和第 二條支路構(gòu)成的平面回路。本實(shí)用新型的有益效果是(1)本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高；(2)本機(jī)構(gòu)中的動平臺具有兩維移動兩維轉(zhuǎn)動輸出，且非期望輸出運(yùn)動為常數(shù)；(3)本機(jī)構(gòu)受力特性好。綜上所述，本實(shí)用新型技術(shù)方案具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，為并聯(lián) 機(jī)器人、數(shù)控并聯(lián)機(jī)床、坐標(biāo)測量機(jī)等技術(shù)領(lǐng)域提供了 一種新機(jī)型。
圖1是本實(shí)用新型具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的另一種實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.靜平臺，2.動平臺，3.轉(zhuǎn)動副a，4.移動副a，5.萬向鉸a，6.轉(zhuǎn)動副b， 7.移動副b，8.萬向鉸b，9.球副a，10.移動副c，11.球副b，12.球副c，13.移動副d， 14.球副d，15.軸線a，16.軸線b，17.軸線c，18.軸線d。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例，如圖1所 示，包括靜平臺1、動平臺2和連接靜平臺1與動平臺2的四條支路，第一條支路包括從靜平 臺1到動平臺2依次連接的轉(zhuǎn)動副a3、移動副a4和萬向鉸a5，第二條支路包括從靜平臺1 到動平臺2依次連接的轉(zhuǎn)動副b6、移動副b7和萬向鉸b8，第三條支路包括從靜平臺1到動 平臺2依次連接的球副a9、移動副ClO和球副bll，第四條支路包括從靜平臺1到動平臺2 依次連接的球副cl2、移動副dl3和球副dl4，第一條支路和第二條支路設(shè)置在同一側(cè)。其 中，第一條支路和第二條支路構(gòu)成平面回路，第一條支路中萬向鉸a5的軸線al5和第二條 支路中萬向鉸b8的軸線cl7同軸，第一條支路中萬向鉸a5的軸線bl6、第二條支路中萬向 鉸b8的軸線dl8、第一條支路中轉(zhuǎn)動副a3的軸線及第二條支路中轉(zhuǎn)動副b6的軸線互相平 行且垂直于第一條支路和第二條支路構(gòu)成的平面。本實(shí)用新型具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的另一種實(shí)施例，如圖2 所示，包括靜平臺1、動平臺2和連接靜平臺1與動平臺2的四條支路，第一條支路包括從 靜平臺1到動平臺2依次連接的轉(zhuǎn)動副a3、移動副a4和萬向鉸a5，第二條支路包括從靜平 臺1到動平臺2依次連接的轉(zhuǎn)動副b6、移動副b7和萬向鉸b8，第三條支路包括從靜平臺1 到動平臺2依次連接的球副a9、移動副ClO和球副bll，第四條支路包括從靜平臺1到動平 臺2依次連接的球副cl2、移動副dl3和球副dl4，第一條支路和第二條支路沿對角線設(shè)置。 其中，第一條支路和第二條支路構(gòu)成平面回路，第一條支路中萬向鉸a5的軸線al5和第二 條支路中萬向鉸b8的軸線cl7同軸，第一條支路中萬向鉸a5的軸線bl6、第二條支路中萬 向鉸b8的軸線dl8、第一條支路中轉(zhuǎn)動副a3的軸線及第二條支路中轉(zhuǎn)動副b6的軸線互相 平行且垂直于第一條支路和第二條支路構(gòu)成的平面。本實(shí)用新型的工作過程為，控制四條支路上的移動副a4、移動副b7、移動副ClO和 移動副dl3的輸入，動平臺2即可實(shí)現(xiàn)兩移動和兩轉(zhuǎn)動輸出，其中兩個移動自由度是動平臺 2可在第一條支路和第二條支路構(gòu)成的平面上移動，其中兩個轉(zhuǎn)動自由度是動平臺2可以 繞萬向鉸a5的軸線al5及軸線bl6所在的平面內(nèi)的任何直線作為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。將本機(jī)構(gòu)所 述的每條支路的移動副由液壓驅(qū)動，將刀具或操作手安裝在動平臺上，便可作為數(shù)控機(jī)床、 機(jī)器人和測量機(jī)的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括靜平臺(1)、動平臺(2)和連接靜平臺(1)與動平臺(2)的四條支路，第一條支路包括從靜平臺(1)到動平臺(2)依次連接的轉(zhuǎn)動副a(3)、移動副a(4)和萬向鉸a(5)，第二條支路包括從靜平臺(1)到動平臺(2)依次連接的轉(zhuǎn)動副b(6)、移動副b(7)和萬向鉸b(8)，第三條支路包括從靜平臺(1)到動平臺(2)依次連接的球副a(9)、移動副c(10)和球副b(11)，第四條支路包括從靜平臺(1)到動平臺(2)依次連接的球副c(12)、移動副d(13)和球副d(14)，所述的第一條支路中萬向鉸a(5)的軸線a(15)和第二條支路中萬向鉸b(8)的軸線c(17)同軸，所述的第一條支路和第二條支路構(gòu)成平面回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述的第一條支路中萬向鉸a(5)的軸線b (16)、第二條支路中萬向鉸b (8)的軸線d(18)、 第一條支路中轉(zhuǎn)動副a (3)的軸線及第二條支路中轉(zhuǎn)動副b (6)的軸線互相平行且垂直于第 一條支路和第二條支路構(gòu)成的平面回路。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種具有兩移動兩轉(zhuǎn)動的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括靜平臺、動平臺和連接靜平臺與動平臺的四條支路，第一條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的轉(zhuǎn)動副a、移動副a和萬向鉸a，第二條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的轉(zhuǎn)動副b、移動副b和萬向鉸b，第三條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的球副a、移動副c和球副b，第四條支路包括從靜平臺到動平臺依次連接的球副c、移動副d和球副d。本實(shí)用新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，動平臺具有兩維移動兩維轉(zhuǎn)動輸出，且非期望輸出運(yùn)動為常數(shù)，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，受力特性好，可作為并聯(lián)機(jī)器人、虛軸并聯(lián)機(jī)床、虛軸坐標(biāo)測量機(jī)、游戲桿操縱裝置的可選機(jī)型。
文檔編號B25J11/00GK201573206SQ20102030050
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者劉敬平, 李玉中, 范彩霞 申請人:焦作大學(xué)