一種多轉動中心兩轉一移并聯機構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及機器人領域，特別涉及一種并聯機構。
【背景技術】
[0002]具有兩個轉動自由度和一個移動自由度的并聯機構在機械工業領域有著廣泛的應用。
[0003]在傳統的兩轉一移并聯機構中，機構的動平臺沒有水平方向的移動自由度，但動平臺的中心點卻可以發生水平方向的移動。學者們將機構中的這種在非自由度方向上的移動稱為“伴隨運動”。伴隨運動的存在會對機構的軌跡標定和軌跡規劃帶來不便，并且增加控制的復雜度。因此，通過合理的設計來減少或消除機構的伴隨運動是在進行機構設計時需要解決的一個問題。
[0004]很多學者曾針對兩轉一移并聯機構中的伴隨運動問題進行過專門的研究，并設計出一些沒有伴隨運動的并聯機構(CN101518898A，CN101497167A)。但這些機構的各個分支不完全相同，機構的加工及維護成本較高;且機構的動平臺只能實現繞某個點的轉動，給機構的運動控制帶來很大不便。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種制造和維護成本較低、可以實現繞空間多個點自由轉動的兩轉一移并聯機構。
[0006]本發明主要內容包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結構完全相同的活動分支，每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副Pl與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉動副Rl與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過轉動副R2與第三連桿的一端連接，該第三連桿的另一端通過轉動副R3與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過R4與動平臺連接;上述移動副Pl、轉動副R4分別與定平臺、動平臺傾斜布置，且傾斜角度相等;轉動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉動副R2的軸線與轉動副Rl的軸線相互垂直;轉動副R3的軸線與轉動副R2的軸線相互平行;轉動副R4的軸線與轉動副R3的軸線相互垂直;轉動副Rl的軸線與轉動副R4的軸線相交于空間一點。分支中兩個軸線相互垂直的轉動副Rl和轉動副R2可以替換為一個萬向鉸鏈;分支中兩個軸線相互垂直的轉動副R3和轉動副R4可以替換為一個萬向鉸鏈;分支中軸線相互平行的轉動副Rl和移動副Pl可以替換為一個圓柱副。
[0007]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0008]1、本發明具有兩個轉動自由度和一個移動自由度，可以實現繞空間一定范圍內任意點的連續轉動，能有效地避免伴隨運動的發生。
[0009]2、三個分支完全相同，容易制造和裝配，且維護成本較低。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明實施例1的立體示意圖
[0011]圖2是本發明實施例2的立體示意圖
[0012]圖3是本發明實施例3的立體示意圖
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]在圖1所示的多轉動中心兩轉一移并聯機構立體示意圖中，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過轉動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過轉動副R3與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過R4與動平臺2連接;其中，移動副P1、轉動副R4分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;轉動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉動副R2的軸線與轉動副Rl的軸線相互垂直;轉動副R3的軸線與轉動副R2的軸線相互平行;轉動副R4的軸線與轉動副R3的軸線相互垂直;轉動副Rl的軸線與轉動副R4的軸線相交于空間一點。
[0015]實施例2
[0016]如圖2所示，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過萬向鉸鏈Ul與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過萬向鉸鏈U2與動平臺2連接;萬向鉸鏈Ul由兩個軸線垂直相交的轉動副構成，萬向鉸鏈U2由兩個軸線垂直相交的轉動副構成;萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3相連的轉動副的軸線與移動副Pl的軸線平行，萬向鉸鏈U2中與第三連桿5相連的轉動副的軸線與萬向鉸鏈Ul中與第三連桿5相連的轉動副的軸線平行;移動副P1、萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉動副分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;萬向鉸鏈Ul中與第一連桿3相連的轉動副的軸線與萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉動副的軸線相交于空間一點。
[0017]實施例3
[0018]如圖3所示，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，活動分支中的第二連桿4的一端通過圓柱副Cl與定平臺I連接，該第二連桿4的另一端通過轉動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過萬向鉸鏈U2與動平臺2連接;萬向鉸鏈U2由兩個軸線垂直相交的轉動副構成;轉動副R2的軸線與圓柱副Cl的軸線相互垂直，萬向鉸鏈U2中與第三連桿5相連的轉動副的軸線與轉動副R2的軸線相互平行；圓柱副Cl、萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉動副分別與定平臺1、動平臺2傾斜布置，且傾斜角度相等;萬向鉸鏈U2中與動平臺2相連的轉動副的軸線與圓柱副Cl的軸線相交于空間一點。
【主權項】
1.一種多轉動中心兩轉一移并聯機構，其包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結構完全相同的活動分支，其特征在于:所述每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副Pl與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉動副Rl與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過轉動副R2與第三連桿的一端連接，該第三連桿的另一端通過轉動副R3與第四連桿的一端連接，該第四連桿的另一端通過R4與動平臺連接;上述移動副Pl、轉動副R4分別與定平臺、動平臺傾斜布置，且傾斜角度相等;轉動副Rl的軸線與移動副Pl的軸線相互平行;轉動副R2的軸線與轉動副Rl的軸線相互垂直;轉動副R3的軸線與轉動副R2的軸線相互平行;轉動副R4的軸線與轉動副R3的軸線相互垂直;轉動副Rl的軸線與轉動副R4的軸線相交于空間一點。2.根據權利要求1所述的多轉動中心兩轉一移并聯機構，其特征在于:所述每個活動分支中兩個軸線相互垂直的轉動副Rl和轉動副R2替換為一個萬向鉸鏈。3.根據權利要求1所述的多轉動中心兩轉一移并聯機構，其特征在于:所述每個活動分支中兩個軸線相互垂直的轉動副R3和轉動副R4替換為一個萬向鉸鏈。4.根據權利要求1所述的多轉動中心兩轉一移并聯機構，其特征在于:所述每個活動分支中軸線相互平行的轉動副Rl和移動副Pl替換為一個圓柱副。
【專利摘要】一種多轉動中心兩轉一移并聯機構，其包括定平臺、動平臺和連接這兩個平臺的三條結構完全相同的活動分支，每個活動分支均由移動副P1、轉動副R1、轉動副R2、轉動副R3和轉動副R4依次連接構成，轉動副R1的軸線與移動副P1的軸線相互平行；轉動副R2的軸線與轉動副R1的軸線相互垂直；轉動副R3的軸線與轉動副R2的軸線相互平行；轉動副R4的軸線與轉動副R3的軸線相互垂直；上述移動副P1、轉動副R4分別與定平臺、動平臺傾斜連接，且傾斜角度相等，轉動副R1的軸線和轉動副R4的軸線相交于空間一點。本發明具有兩個轉動自由度和一個移動自由度，可以實現繞空間一定范圍內任意點的連續轉動，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】B25J9/00
【公開號】CN105710867
【申請號】CN201610257218
【發明人】陳子明, 張揚, 成棟良, 黃坤, 劉曉檬
【申請人】燕山大學