專利名稱:一種高精度數(shù)控機床主軸頭的制作方法
【專利摘要】一種高精度數(shù)控機床主軸頭，主要包括機架、動平臺，連接機架、動平臺的四條運動支鏈。每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，上連桿與機架通過轉(zhuǎn)動副或球副連接，上連桿、中連桿通過轉(zhuǎn)動副或球副連接，中連桿、下連桿通過轉(zhuǎn)動副或球副連接，上連桿與動平臺通過轉(zhuǎn)動副或球副連接；四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿相互連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固聯(lián)，另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接。本實用新型可實現(xiàn)機床輸出軸的三自由度轉(zhuǎn)動，且具有轉(zhuǎn)動工作空間大、極限加工能力強等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于機床主軸頭中。
【專利說明】
_種局精度數(shù)控機床主軸頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高精度數(shù)控機床主軸頭。
【背景技術(shù)】
[0002]五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精度高，專門用于加工復(fù)雜曲面的機床，而其關(guān)鍵部件主軸頭對機床加工復(fù)雜曲面的靈活度及精確度具有重要的決定作用。相比傳統(tǒng)的串聯(lián)形式的主軸頭，并聯(lián)形式的主軸頭具有剛度高、結(jié)構(gòu)緊湊、無積累誤差、運動部件質(zhì)量輕，具有較高的動態(tài)響應(yīng)特性等優(yōu)點，成為了國內(nèi)外研究的熱點。例如德國DSTechnologie公司基于3-PRS機構(gòu)研發(fā)的三自由度Sprint Z3并聯(lián)主軸頭，已成功應(yīng)用與于復(fù)雜空間曲面零件的加工。然而，現(xiàn)有的并聯(lián)主軸頭構(gòu)型較少，且已公開的并聯(lián)主軸頭的工作空間普遍較小，嚴重限制了主軸頭的極限加工能力，不利于并聯(lián)主軸頭在數(shù)控機床中的進一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高精度數(shù)控機床主軸頭，可實現(xiàn)機床輸出軸的三自由度轉(zhuǎn)動，且具有轉(zhuǎn)動工作空間大、極限加工能力強等優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0005]本發(fā)明主要包括機架、動平臺、連接機架、動平臺的四條運動支鏈，其有兩種連接方式:
[0006]第一種連接方式:每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，第一運動支鏈A中的下連桿A—端與動平臺通過第一球副A連接，下連桿A另一端與中連桿A—端通過第二轉(zhuǎn)動副A連接，中連桿A另一端與上連桿A—端通過第三轉(zhuǎn)動副A連接，上連桿A另一端與機架通過第四球副A連接;第二運動支鏈B中的下連桿B—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副B連接，下連桿B另一端與中連桿B—端通過第二球副B連接，中連桿B另一端與上連桿B—端通過第三球副B連接，上連桿B另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副B連接;第三運動支鏈C中的下連桿C 一端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副C連接，下連桿C另一端與中連桿C 一端通過第二球副C連接，中連桿C另一端與上連桿C 一端通過第三球副C連接，上連桿C另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副C連接;第四運動支鏈D中的下連桿D—端與動平臺通過第一球副D連接，下連桿D另一端與中連桿D—端通過第二轉(zhuǎn)動副D連接，中連桿D另一端與上連桿D—端通過第三轉(zhuǎn)動副D連接，上連桿D另一端與機架通過第四球副D連接。
[0007]所述四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿相互連接，每條運動支鏈與中心連桿之間均由一個耦合連桿連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固聯(lián)，耦合連桿另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，四個親合連桿與中心連桿連接的四個轉(zhuǎn)動副的軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L;所述第二轉(zhuǎn)動副A軸線、第一轉(zhuǎn)動副B軸線、第一轉(zhuǎn)動副C軸線、第二轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點G;所述第三轉(zhuǎn)動副A軸線、第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第三轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。
[0008]所述中心連桿的一端通過第一萬向鉸與機床輸出軸連接，且第一萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿的另一端通過第二萬向鉸與主軸電機的輸出軸連接，且第二萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重合。所述機床輸出軸與動平臺之間設(shè)有動平臺軸承，動平臺軸承的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸固聯(lián)，動平臺軸承的外環(huán)與動平臺固聯(lián)。所述主軸電機與機架固聯(lián)，主軸電機的輸出軸與機架之間設(shè)有機架軸承，機架軸承的內(nèi)環(huán)與主軸電機的輸出軸固聯(lián)，機架軸承的外環(huán)與機架固聯(lián)。
[0009]所述第二運動支鏈中的上連桿B通過第六轉(zhuǎn)動副B與移動導(dǎo)桿B的一端連接，移動導(dǎo)桿B的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副B與滑塊B連接，滑塊B與機架通過移動副B連接，且移動副B為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第六轉(zhuǎn)動副B軸線、第七轉(zhuǎn)動副B軸線相互平行，移動副B的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副B軸線垂直;所述第三運動支鏈中的上連桿C通過第六轉(zhuǎn)動副C與移動導(dǎo)桿C的一端連接，移動導(dǎo)桿C的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副C與滑塊C連接，滑塊C與機架通過移動副C連接，且移動副C為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第六轉(zhuǎn)動副C軸線、第七轉(zhuǎn)動副C軸線相互平行，移動副C的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副C軸線垂直。
[0010]第二種連接方式:每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，第一運動支鏈A中的下連桿A—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副A連接，下連桿A另一端與中連桿A—端通過第二轉(zhuǎn)動副A連接，中連桿A另一端與上連桿A—端通過第三轉(zhuǎn)動副A連接，上連桿A另一端與機架通過第四球副A連接;第二運動支鏈B中的下連桿B—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副B連接，下連桿B另一端與中連桿B—端通過第二球副B連接，中連桿B另一端與上連桿B—端通過第三球副B連接，上連桿B另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副B連接;第三運動支鏈C中的下連桿C 一端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副C連接，下連桿C另一端與中連桿C 一端通過第二球副C連接，中連桿C另一端與上連桿C 一端通過第三球副C連接，上連桿C另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副C連接;第四運動支鏈D中的下連桿D—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副D連接，下連桿D另一端與中連桿D—端通過第二轉(zhuǎn)動副D連接，中連桿D另一端與上連桿D—端通過第三轉(zhuǎn)動副D連接，上連桿D另一端與機架通過第四球副D連接。
[0011]所述四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿相互連接，每條運動支鏈與中心連桿之間均由一個耦合連桿連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固聯(lián)，耦合連桿另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，四個親合連桿與中心連桿連接的四個轉(zhuǎn)動副的軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L;所述第一轉(zhuǎn)動副A軸線、第二轉(zhuǎn)動副A軸線、第一轉(zhuǎn)動副B軸線、第一轉(zhuǎn)動副C軸線、第一轉(zhuǎn)動副D軸線、第二轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點G ；所述第三轉(zhuǎn)動副A軸線、第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第三轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。
[0012]所述中心連桿的一端通過第一萬向鉸與機床輸出軸連接，且第一萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿的另一端通過第二萬向鉸與主軸電機的輸出軸連接，且第二萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重合。所述機床輸出軸與動平臺之間設(shè)有動平臺軸承，動平臺軸承的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸固聯(lián)，動平臺軸承的外環(huán)與動平臺固聯(lián)。所述主軸電機與機架固聯(lián)，主軸電機的輸出軸與機架之間設(shè)有機架軸承，機架軸承的內(nèi)環(huán)與主軸電機的輸出軸固聯(lián)，機架軸承的外環(huán)與機架固聯(lián)。
[0013]所述第二運動支鏈中的上連桿B通過第六轉(zhuǎn)動副B與移動導(dǎo)桿B的一端連接，移動導(dǎo)桿B的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副B與滑塊B連接，滑塊B與機架通過移動副B連接，且移動副B為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第六轉(zhuǎn)動副B軸線、第七轉(zhuǎn)動副B軸線相互平行，移動副B的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副B軸線垂直;所述第三運動支鏈中的上連桿C通過第六轉(zhuǎn)動副C與移動導(dǎo)桿C的一端連接，移動導(dǎo)桿C的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副C與滑塊C連接，滑塊C與機架通過移動副C連接，且移動副C為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第六轉(zhuǎn)動副C軸線、第七轉(zhuǎn)動副C軸線相互平行，移動副C的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副C軸線垂直。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0015](I)機床輸出軸相對機架的轉(zhuǎn)動工作空間大，使得機床主軸頭具有更高的靈活性和適應(yīng)性，增強了機床的極限加工能力；(2)機床輸出軸的三個自由度運動解耦，便于機床運動學(xué)控制；(3)主軸電機置于機架上，通過雙萬向鉸傳動驅(qū)動機床輸出軸，減輕了運動部件的質(zhì)量，提高了主軸頭的響應(yīng)能力；(4)主軸頭中的四條運動支鏈之間相互耦合，提高了整體結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，可適用于高速、重型機床主軸頭技術(shù)領(lǐng)域中。
【附圖說明】

[0016]圖1是本發(fā)明實施例1立體結(jié)構(gòu)示意簡圖.
[0017]圖2是本發(fā)明實施例1立體結(jié)構(gòu)示意簡圖.
[0018]圖3是本發(fā)明實施例2立體結(jié)構(gòu)示意簡圖.
[0019]圖4是本發(fā)明實施例2立體結(jié)構(gòu)示意簡圖.
[0020]圖5是本發(fā)明實施例局部結(jié)構(gòu)示意簡圖.
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，在所有實施例中，所述Rij表示一個轉(zhuǎn)動副，Si j表示一個球副，其中i，j為自然數(shù)。
[0022]實施例1
[0023]如圖1、圖2及圖5所示，是本發(fā)明公開的第I個實施例，一種高精度數(shù)控機床主軸頭，主要包括動平臺1、機架2、連接動平臺1、機架2的四條運動支鏈，四條運動支鏈的具體連接方式如下:
[0024]第一運動支鏈由下連桿A5、中連桿A6和上連桿A7組成，下連桿A5—端與動平臺I之間通過球副SI I連接，下連桿A5另一端與中連桿A6通過轉(zhuǎn)動副Rl 2連接;上連桿A7—端與機架2之間通過球副S14連接，上連桿A7另一端與中連桿A6通過轉(zhuǎn)動副R13連接;第二運動支鏈由下連桿B5、中連桿B6和上連桿B7組成，下連桿B5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副R21連接，下連桿B5另一端與中連桿B6通過球副S22連接;上連桿B7—端與機架2之間通過轉(zhuǎn)動副R24連接，上連桿B7另一端與中連桿B6通過球副S23連接;第三運動支鏈由下連桿C5、中連桿C6和上連桿C7組成，下連桿C5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副R31連接，下連桿C5另一端與中連桿C6通過球副S32連接;上連桿C7—端與機架2之間通過轉(zhuǎn)動副R34連接，上連桿C7另一端與中連桿C6通過球副S33連接;第四運動支鏈由下連桿D5、中連桿D6和上連桿D7組成，下連桿D5—端與動平臺I之間通過球副S41連接，下連桿D5另一端與中連桿D6通過轉(zhuǎn)動副R42連接;上連桿D7—端與機架2之間通過球副S44連接，上連桿D7另一端與中連桿D6通過轉(zhuǎn)動副R43連接。
[0025]四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿3相互連接，每條運動支鏈與中心連桿3之間均由一個耦合連桿連接，其中第一耦合連桿AS—端與第一運動支鏈中的中連桿A6固聯(lián)，耦合連桿A8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副Rl 5連接;第二耦合連桿B8—端與第二運動支鏈中的中連桿B6固聯(lián)，耦合連桿B8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R25連接；第三耦合連桿C8—端與第三運動支鏈中的中連桿C6固聯(lián)，耦合連桿C8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R35連接;第四耦合連桿D8—端與第四運動支鏈中的中連桿D6固聯(lián)，耦合連桿D8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R45連接。所述轉(zhuǎn)動副R15軸線、轉(zhuǎn)動副R25軸線、轉(zhuǎn)動副R35軸線、轉(zhuǎn)動副R45軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L。所述轉(zhuǎn)動副R12軸線、轉(zhuǎn)動副R21軸線、轉(zhuǎn)動副R31軸線、轉(zhuǎn)動副R4 2軸線、中心軸線L匯交于一點G;所述轉(zhuǎn)動副R13軸線、轉(zhuǎn)動副R24軸線、轉(zhuǎn)動副R34軸線、轉(zhuǎn)動副R43軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。
[0026]所述中心連桿3的一端通過萬向鉸Ul與機床輸出軸4連接，且萬向鉸Ul的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿3的另一端通過萬向鉸U2與主軸電機19的輸出軸連接，且萬向鉸U2的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重合。所述機床輸出軸4與動平臺I之間設(shè)有動平臺軸承18，動平臺軸承18的外環(huán)與動平臺I固聯(lián)，動平臺軸承18的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸4固聯(lián)。所述主軸電機19與機架2固聯(lián)，主軸電機19的輸出軸與機架2之間設(shè)有機架軸承17，機架軸承17的內(nèi)環(huán)與主軸電機19的輸出軸固聯(lián)，機架軸承17的外環(huán)與機架2固聯(lián)。
[0027]所述第二運動支鏈中的上連桿B7通過轉(zhuǎn)動副R26與移動導(dǎo)桿13的一端連接，移動導(dǎo)桿13的另一端通過轉(zhuǎn)動副R27與滑塊14連接，滑塊14與機架2通過移動副連接，該移動副的運動方向與轉(zhuǎn)動副R24軸線垂直，滑塊14由滾珠絲杠15驅(qū)動，滾珠絲杠15的一端與驅(qū)動電機16的輸出軸固聯(lián)，驅(qū)動電機16與機架2固聯(lián)。所述轉(zhuǎn)動副R24軸線、轉(zhuǎn)動副R26軸線、轉(zhuǎn)動副R27軸線相互平行。所述第三運動支鏈中的上連桿C7通過轉(zhuǎn)動副R36與移動導(dǎo)桿9的一端連接，移動導(dǎo)桿9的另一端通過轉(zhuǎn)動副R37與滑塊10連接，滑塊10與機架2通過移動副連接，該移動副的運動方向與轉(zhuǎn)動副R34軸線垂直，滑塊10由滾珠絲杠11驅(qū)動，滾珠絲杠11的一端與驅(qū)動電機12的輸出軸固聯(lián)，驅(qū)動電機12與機架2固聯(lián)。所述轉(zhuǎn)動副R34軸線、轉(zhuǎn)動副R36軸線、轉(zhuǎn)動副R37軸線相互平行。
[0028]實施例2
[0029]如圖3、圖4及圖5所示，是本發(fā)明公開的第2個實施例，一種高精度數(shù)控機床主軸頭，主要包括動平臺1、機架2、連接動平臺1、機架2的四條運動支鏈，四條運動支鏈的具體連接方式如下:
[0030]第一運動支鏈由下連桿A5、中連桿A6和上連桿A7組成，下連桿A5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副Rl I連接，下連桿A5另一端與中連桿A6通過轉(zhuǎn)動副Rl 2連接;上連桿A7—端與機架2之間通過球副S14連接，上連桿A7另一端與中連桿A6通過轉(zhuǎn)動副R13連接;第二運動支鏈由下連桿B5、中連桿B6和上連桿B7組成，下連桿B5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副R21連接，下連桿B5另一端與中連桿B6通過球副S22連接;上連桿B7—端與機架2之間通過轉(zhuǎn)動副R24連接，上連桿B7另一端與中連桿B6通過球副S23連接;第三運動支鏈由下連桿C5、中連桿C6和上連桿C7組成，下連桿C5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副R31連接，下連桿C5另一端與中連桿C6通過球副S32連接;上連桿C7—端與機架2之間通過轉(zhuǎn)動副R34連接，上連桿C7另一端與中連桿C6通過球副S33連接;第四運動支鏈由下連桿D5、中連桿D6和上連桿D7組成，下連桿D5—端與動平臺I之間通過轉(zhuǎn)動副R41連接，下連桿D5另一端與中連桿D6通過轉(zhuǎn)動副R42連接;上連桿D7—端與機架2之間通過球副S44連接，上連桿D7另一端與中連桿D6通過轉(zhuǎn)動副R43連接。
[0031]四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿3相互連接，每條運動支鏈與中心連桿3之間均由一個耦合連桿連接，其中第一耦合連桿AS—端與第一運動支鏈中的中連桿A6固聯(lián)，耦合連桿A8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副Rl 5連接;第二耦合連桿B8—端與第二運動支鏈中的中連桿B6固聯(lián)，耦合連桿B8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R25連接；第三耦合連桿C8—端與第三運動支鏈中的中連桿C6固聯(lián)，耦合連桿C8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R35連接;第四耦合連桿D8—端與第四運動支鏈中的中連桿D6固聯(lián)，耦合連桿D8另一端與中心連桿3通過轉(zhuǎn)動副R45連接。所述轉(zhuǎn)動副R15軸線、轉(zhuǎn)動副R25軸線、轉(zhuǎn)動副R35軸線、轉(zhuǎn)動副R45軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L。所述轉(zhuǎn)動副Rl I軸線、轉(zhuǎn)動副R12軸線、轉(zhuǎn)動副R21軸線、轉(zhuǎn)動副R31軸線、轉(zhuǎn)動副R41軸線、轉(zhuǎn)動副R42軸線、中心軸線L匯交于一點G;所述轉(zhuǎn)動副R13軸線、轉(zhuǎn)動副R24軸線、轉(zhuǎn)動副R34軸線、轉(zhuǎn)動副R43軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。
[0032]所述中心連桿3的一端通過萬向鉸Ul與機床輸出軸4連接，且萬向鉸Ul的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿3的另一端通過萬向鉸U2與主軸電機19的輸出軸連接，且萬向鉸U2的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重合。所述機床輸出軸4與動平臺I之間設(shè)有動平臺軸承18，動平臺軸承18的外環(huán)與動平臺I固聯(lián)，動平臺軸承18的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸4固聯(lián)。所述主軸電機19與機架2固聯(lián)，主軸電機19的輸出軸與機架2之間設(shè)有機架軸承17，機架軸承17的內(nèi)環(huán)與主軸電機19的輸出軸固聯(lián)，機架軸承17的外環(huán)與機架2固聯(lián)。
[0033]所述第二運動支鏈中的上連桿B7通過轉(zhuǎn)動副R26與移動導(dǎo)桿13的一端連接，移動導(dǎo)桿13的另一端通過轉(zhuǎn)動副R27與滑塊14連接，滑塊14與機架2通過移動副連接，該移動副的運動方向與轉(zhuǎn)動副R24軸線垂直，滑塊14由滾珠絲杠15驅(qū)動，滾珠絲杠15的一端與驅(qū)動電機16的輸出軸固聯(lián)，驅(qū)動電機16與機架2固聯(lián)。所述轉(zhuǎn)動副R24軸線、轉(zhuǎn)動副R26軸線、轉(zhuǎn)動副R27軸線相互平行。所述第三運動支鏈中的上連桿C7通過轉(zhuǎn)動副R36與移動導(dǎo)桿9的一端連接，移動導(dǎo)桿9的另一端通過轉(zhuǎn)動副R37與滑塊10連接，滑塊10與機架2通過移動副連接，該移動副的運動方向與轉(zhuǎn)動副R34軸線垂直，滑塊10由滾珠絲杠11驅(qū)動，滾珠絲杠11的一端與驅(qū)動電機12的輸出軸固聯(lián)，驅(qū)動電機12與機架2固聯(lián)。所述轉(zhuǎn)動副R34軸線、轉(zhuǎn)動副R36軸線、轉(zhuǎn)動副R37軸線相互平行。
【主權(quán)項】
1.一種高精度數(shù)控機床主軸頭，主要包括機架、動平臺、連接機架、動平臺的四條運動支鏈，其特征是:每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，第一運動支鏈A中的下連桿A—端與動平臺通過第一球副A連接，下連桿A另一端與中連桿A—端通過第二轉(zhuǎn)動副A連接，中連桿A另一端與上連桿A—端通過第三轉(zhuǎn)動副A連接，上連桿A另一端與機架通過第四球副A連接;第二運動支鏈B中的下連桿B—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副B連接，下連桿B另一端與中連桿B—端通過第二球副B連接，中連桿B另一端與上連桿B—端通過第三球副B連接，上連桿B另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副B連接;第三運動支鏈C中的下連桿C 一端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動S1JC連接，下連桿C另一端與中連桿C 一端通過第二球副C連接，中連桿C另一端與上連桿C 一端通過第三球副C連接，上連桿C另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副C連接;第四運動支鏈D中的下連桿D—端與動平臺通過第一球副D連接，下連桿D另一端與中連桿D—端通過第二轉(zhuǎn)動副D連接，中連桿D另一端與上連桿D—端通過第三轉(zhuǎn)動副D連接，上連桿D另一端與機架通過第四球副D連接； 所述四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿相互連接，每條運動支鏈與中心連桿之間均由一個耦合連桿連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固聯(lián)，耦合連桿另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，四個親合連桿與中心連桿連接的四個轉(zhuǎn)動副的軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L;所述第二轉(zhuǎn)動副A軸線、第一轉(zhuǎn)動副B軸線、第一轉(zhuǎn)動副C軸線、第二轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點G；所述第三轉(zhuǎn)動副A軸線、第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第三轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述中心連桿的一端通過第一萬向鉸與機床輸出軸連接，且第一萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿的另一端通過第二萬向鉸與主軸電機的輸出軸連接，且第二萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重入口 ο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述機床輸出軸與動平臺之間設(shè)有動平臺軸承，動平臺軸承的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸固聯(lián)，動平臺軸承的外環(huán)與動平臺固聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述主軸電機與機架固聯(lián)，主軸電機的輸出軸與機架之間設(shè)有機架軸承，機架軸承的內(nèi)環(huán)與主軸電機的輸出軸固聯(lián)，機架軸承的外環(huán)與機架固聯(lián)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述第二運動支鏈中的上連桿B通過第六轉(zhuǎn)動副B與移動導(dǎo)桿B的一端連接，移動導(dǎo)桿B的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副B與滑塊B連接，滑塊B與機架通過移動副B連接，且移動副B為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第六轉(zhuǎn)動副B軸線、第七轉(zhuǎn)動副B軸線相互平行，移動副B的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副B軸線垂直;所述第三運動支鏈中的上連桿C通過第六轉(zhuǎn)動副C與移動導(dǎo)桿C的一端連接，移動導(dǎo)桿C的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副C與滑塊C連接，滑塊C與機架通過移動副C連接，且移動副C為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第六轉(zhuǎn)動副C軸線、第七轉(zhuǎn)動副C軸線相互平行，移動副C的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副C軸線垂直。6.—種高精度數(shù)控機床主軸頭，主要包括機架、動平臺、連接機架、動平臺的四條運動支鏈，其特征是:每條運動支鏈均由下連桿、中連桿和上連桿組成，第一運動支鏈A中的下連桿A—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副A連接，下連桿A另一端與中連桿A—端通過第二轉(zhuǎn)動副A連接，中連桿A另一端與上連桿A—端通過第三轉(zhuǎn)動副A連接，上連桿A另一端與機架通過第四球副A連接;第二運動支鏈B中的下連桿B—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副B連接，下連桿B另一端與中連桿B—端通過第二球副B連接，中連桿B另一端與上連桿B—端通過第三球副B連接，上連桿B另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副B連接;第三運動支鏈C中的下連桿C一端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副C連接，下連桿C另一端與中連桿C 一端通過第二球副C連接，中連桿C另一端與上連桿C 一端通過第三球副C連接，上連桿C另一端與機架通過第四轉(zhuǎn)動副C連接;第四運動支鏈D中的下連桿D—端與動平臺通過第一轉(zhuǎn)動副D連接，下連桿D另一端與中連桿D—端通過第二轉(zhuǎn)動副D連接，中連桿D另一端與上連桿D—端通過第三轉(zhuǎn)動副D連接，上連桿D另一端與機架通過第四球副D連接； 所述四條運動支鏈之間通過四個耦合連桿和一個中心連桿相互連接，每條運動支鏈與中心連桿之間均由一個耦合連桿連接，耦合連桿一端與運動支鏈中的中連桿固聯(lián)，耦合連桿另一端與中心連桿通過轉(zhuǎn)動副連接，四個親合連桿與中心連桿連接的四個轉(zhuǎn)動副的軸線相互重合形成一條軸線，設(shè)該條軸線為中心軸線L;所述第一轉(zhuǎn)動副A軸線、第二轉(zhuǎn)動副A軸線、第一轉(zhuǎn)動副B軸線、第一轉(zhuǎn)動副C軸線、第一轉(zhuǎn)動副D軸線、第二轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點G ；所述第三轉(zhuǎn)動副A軸線、第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第三轉(zhuǎn)動副D軸線、中心軸線L匯交于一點K，點K與所述點G不重合。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述中心連桿的一端通過第一萬向鉸與機床輸出軸連接，且第一萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點G重合；中心連桿的另一端通過第二萬向鉸與主軸電機的輸出軸連接，且第二萬向鉸的轉(zhuǎn)動中心與所述點K重入口 ο8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述機床輸出軸與動平臺之間設(shè)有動平臺軸承，動平臺軸承的內(nèi)環(huán)與機床輸出軸固聯(lián)，動平臺軸承的外環(huán)與動平臺固聯(lián)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述主軸電機與機架固聯(lián)，主軸電機的輸出軸與機架之間設(shè)有機架軸承，機架軸承的內(nèi)環(huán)與主軸電機的輸出軸固聯(lián)，機架軸承的外環(huán)與機架固聯(lián)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度數(shù)控機床主軸頭，其特征是:所述第二運動支鏈中的上連桿B通過第六轉(zhuǎn)動副B與移動導(dǎo)桿B的一端連接，移動導(dǎo)桿B的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副B與滑塊B連接，滑塊B與機架通過移動副B連接，且移動副B為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副B軸線、第六轉(zhuǎn)動副B軸線、第七轉(zhuǎn)動副B軸線相互平行，移動副B的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副B軸線垂直;所述第三運動支鏈中的上連桿C通過第六轉(zhuǎn)動副C與移動導(dǎo)桿C的一端連接，移動導(dǎo)桿C的另一端通過第七轉(zhuǎn)動副C與滑塊C連接，滑塊C與機架通過移動副C連接，且移動副C為驅(qū)動副，所述第四轉(zhuǎn)動副C軸線、第六轉(zhuǎn)動副C軸線、第七轉(zhuǎn)動副C軸線相互平行，移動副C的運動方向與第四轉(zhuǎn)動副C軸線垂直。
【文檔編號】B23Q1/01GK205703290SQ201620232834
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】劉揚, 褚宏鵬, 楊明元, 周曉亮
【申請人】褚宏鵬