：本發(fā)明屬于機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)械制造領(lǐng)域，特別涉及一種新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：
：牛頭刨床可應(yīng)用于水平面、垂直面、斜面、直槽、V型槽、燕尾槽及直母線成型面等面的刨削加工，因此在機(jī)械制造領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。為了提高加工表面的質(zhì)量，要求滑枕應(yīng)為勻速運動，但機(jī)械式牛頭刨床的主運動機(jī)構(gòu)一般采用擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的組合機(jī)構(gòu)，刨刀刨削加工時的主運動為非勻速運動，為進(jìn)一步提高加工質(zhì)量帶來了困難。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越希望現(xiàn)代機(jī)器能夠根據(jù)不同的工作任務(wù)需求具有不同的工作方式，即希望機(jī)器能“一機(jī)多用”，希望機(jī)器具有柔性、可控性和智能性。機(jī)械式牛頭刨床主要用于加工中、小零件，在加工中型零件和加工小型零件時，所需要的工作功率和工作行程是不同的。顯然，在加工小型零件時，所需要的加工作業(yè)功率和工作行程都是相對較小的，而如果刨床不具備“柔性”，依然采用加工中型零件的工作模式來完成加工小型零件的作業(yè)任務(wù)，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。因此人們希望刨床能夠具有可控性、使作業(yè)速度滿足勻速要求；希望刨床能夠具有柔性、能根據(jù)加工作業(yè)任務(wù)的不同，變換工作模式，實現(xiàn)可重構(gòu)；希望刨床具有智能，能根據(jù)不同加工工藝和參數(shù)要求，編程控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)，其具有可控性、柔性化、智能化的優(yōu)點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：一種新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)，其具有三種可選的工作模式，即根據(jù)不同加工作業(yè)任務(wù)具有三種不同的機(jī)構(gòu)構(gòu)型，且可在三種工作模式間方便的自動切換，具有可重構(gòu)性。第一種工作模式，可以滿足中型零件的加工作業(yè)任務(wù)，第一種機(jī)構(gòu)構(gòu)型為：牛頭刨床的滑枕通過一個連桿與一個平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)相連接。平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)具有五根長度相等的連桿，各桿間都通過轉(zhuǎn)動副相連接。所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)由三個伺服電機(jī)驅(qū)動，其中兩臺伺服電機(jī)布置在與機(jī)架相連的轉(zhuǎn)動副處，另外一臺伺服電機(jī)布置在接近機(jī)架的轉(zhuǎn)動副處。利用平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)將三個伺服電機(jī)的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為末端滑枕的單一大功率輸出，可滿足中型零件的刨削加工作業(yè)需要。由于平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)本身具有機(jī)械協(xié)調(diào)功能，可消除三組伺服電機(jī)輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。第二種工作模式，可以滿足中小型零件的加工作業(yè)任務(wù)，第二種機(jī)構(gòu)構(gòu)型為：新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)自動切換為第二種工作模式，這時滑枕通過一個連桿與一個平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)相連接，即平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)切換為平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)。平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)為對稱結(jié)構(gòu)，各桿之間通過轉(zhuǎn)動副相連接。這時機(jī)構(gòu)整體為二自由度機(jī)構(gòu)，所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的一個位于機(jī)架處的伺服電機(jī)被鎖死，只有二臺伺服電機(jī)工作，用于完成中小功率的加工作業(yè)任務(wù)。利用平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)將二個伺服電機(jī)的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為末端滑枕的單一較大功率輸出，可滿足中小型零件的刨削加工作業(yè)需要。由于平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)本身具有機(jī)械協(xié)調(diào)功能，可消除二組伺服電機(jī)輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。第三種工作模式，可以滿足小型零件的加工作業(yè)任務(wù)，第三種機(jī)構(gòu)構(gòu)型為：新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)自動切換為第三種工作模式，這時滑枕通過一個連桿與一個單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)相連接，即平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)切換為單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)。這時機(jī)構(gòu)整體為單自由度機(jī)構(gòu)，所述平面六桿單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的二臺伺服電機(jī)被鎖死，只有一臺伺服電機(jī)工作，用于完成小功率的加工作業(yè)任務(wù)。以上三種工作模式均采用伺服電機(jī)驅(qū)動，因伺服電機(jī)具有可控性，通過合理的控制可以滿足滑枕的勻速運動作業(yè)需求；因伺服電機(jī)具有可控性，通過編程控制，可以滿足不同加工工藝和加工參數(shù)要求；因平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)和平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有機(jī)械協(xié)調(diào)功能，可將多組伺服電機(jī)的輸入進(jìn)行合成，將小功率輸入合成為大功率輸出，且可避免輸入誤差引起的運動干涉；因平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)和平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有可重構(gòu)特性，可實現(xiàn)牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)根據(jù)不同刨削加工作業(yè)需求，在不同工作模式間自動切換，具有柔性。綜上，所述新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)通過采用伺服電機(jī)控制、通過采用可重構(gòu)平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)，滿足了滑枕勻速運動作業(yè)需求、使機(jī)械式牛頭刨床的主運動機(jī)構(gòu)具有了柔性、可控性和智能性。附圖說明：圖1為新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)第一種工作模式的機(jī)構(gòu)簡圖。圖2為新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)第二種工作模式的機(jī)構(gòu)簡圖。圖3為新型變輸入機(jī)械式可重構(gòu)牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)第三種工作模式的機(jī)構(gòu)簡圖。圖1、圖2和圖3中，1為機(jī)架，2-7為連桿，8-12及14為轉(zhuǎn)動副，13為滑枕。具體實施方式：以下結(jié)合附圖1、附圖2和附圖3所示之實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述：如圖1所示實施例中：新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)工作在第一種工作模式，刨床主運動機(jī)構(gòu)的滑枕13通過桿7與一平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)相連，所述滑枕13為機(jī)構(gòu)整體的末端輸出構(gòu)件。所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)含有五個長度相等的連桿，桿2與機(jī)架1通過轉(zhuǎn)動副8相連接、桿3與桿2通過轉(zhuǎn)動副12相連接、桿4與桿3通過轉(zhuǎn)動副11相連接、桿5和桿4通過轉(zhuǎn)動10相連接、桿6和桿5通過轉(zhuǎn)動副9相連接、桿6和機(jī)架1通過轉(zhuǎn)動副8相連接。平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副11與桿7相連接，桿7通過轉(zhuǎn)動副14與滑枕13相連接，滑枕13與機(jī)架1為移動副連接。所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)由三組伺服電機(jī)驅(qū)動，其中兩組伺服電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)動副8處，分別驅(qū)動連桿2和6，另外一組伺服電機(jī)可選擇安裝在轉(zhuǎn)動副9處。所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)將所述三組伺服電機(jī)的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為滑枕13的大功率單一輸出，實現(xiàn)大功率刨削加工作業(yè)任務(wù)，可用于刨削加工中型零件。所述平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)本身具有機(jī)械協(xié)調(diào)功能，可消除三組伺服電機(jī)輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。如圖2所示實施例中：新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)工作在第二種工作模式，這時通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動連桿6的伺服電機(jī)，使得連桿6旋轉(zhuǎn)至與機(jī)架1相重合的位置處，并將驅(qū)動連桿6的伺服電機(jī)鎖死，則新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)自動切換為第二種工作模式，可見此時平面三自由度單閉環(huán)機(jī)構(gòu)自動切換為平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)。這時，刨床的滑枕13通過桿7與平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)相連接。此時桿6與機(jī)架1重合并被鎖死，桿6與機(jī)架1共同作為平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)的機(jī)架。桿7與平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副11相連接，桿7與滑枕13通過轉(zhuǎn)動副14相連接，滑枕13與機(jī)架1為移動副連接。這時機(jī)構(gòu)整體為二自由度機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)整體以驅(qū)動桿2和桿5的兩組伺服電機(jī)作為原動機(jī)，所述平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)將所述二組伺服電機(jī)的輸入傳遞、合成并轉(zhuǎn)化為滑枕13的較大功率單一輸出，實現(xiàn)較大功率刨削加工作業(yè)任務(wù)，可用于刨削加工中小型零件。所述平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)本身具有機(jī)械協(xié)調(diào)功能，可消除二組伺服電機(jī)輸入誤差引起的運動干涉，降低控制難度。如圖3所示實施例中：新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)工作在第三種工作模式，這時通過轉(zhuǎn)動驅(qū)動桿5的伺服電機(jī)，使得桿5旋轉(zhuǎn)至與機(jī)架1相重合的位置處，并將驅(qū)動桿5的伺服電機(jī)鎖死，則新型變輸入可重構(gòu)機(jī)械式牛頭刨床主運動機(jī)構(gòu)自動切換為第三種工作模式，可見此時平面二自由度五桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)自動切換為單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)。這時，刨床的滑枕13通過桿7與單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)相連接。此時桿5與機(jī)架1及桿6重合并被鎖死。桿7與單自由度平面四桿機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動副11相連接，桿7與滑枕13通過轉(zhuǎn)動副14相連接，滑枕15與機(jī)架1為移動副連接。這時機(jī)構(gòu)整體為單自由度機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)整體以驅(qū)動桿2的伺服電機(jī)作為原動機(jī)，實現(xiàn)小功率刨削加工作業(yè)任務(wù)，可用于刨削加工小型零件。