《用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102248533 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102248533 A *CN102248533A* (21)申请号 201110161079.2 (22)申请日 2011.06.15 B25J 9/08(2006.01) (71)申请人 天津职业技术师范大学 地址 300222 天津市津南区大沽南路 1310 号 (72)发明人 李永刚 张二江 阎兵 (74)专利代理机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 代理人 董一宁 (54) 发明名称 用于实现一维转动和一维移动的两自由度空 间并联机构 (57) 摘要 一种用于实现一维转动和一。
2、维移动的两自由 度空间并联机构， 在定平台和动平台之间连接三 条支链， 第一条支链和第二条支链的连接组合方 式相同， 从定平台到动平台的连接顺序依次为万 向铰、 移动副和球副， 第三条支链从定平台到动平 台的连接顺序依次为转动副和移动副。本发明的 优点是 ： 1、 运动构件数目少， 大大降低了运动过 程中构件间产生干涉的可能性， 可以使得制造和 装配误差导致的运动不灵活性大大减少 ； 2、 可使 动平台实现一维转动一维移动输出 ； 3、 具有高速 度、 高效率、 高刚性的性能及工作空间大的特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1。
3、 页 说明书 2 页 附图 1 页 CN 102248533 A1/1 页 2 1. 一种用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构， 包括定平台和动平 台， 其特征在于 ： 在定平台和动平台之间连接三条支链， 第一条支链和第二条支链的连接组 合方式相同， 从定平台到动平台的连接顺序依次为万向铰、 移动副和球副， 第三条支链从定 平台到动平台的连接顺序依次为转动副和移动副。 2. 根据权利要求 1 所述的用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构， 其 特征在于 ： 上述第一条支链和第二条支链为驱动支链， 它们是由上、 下连杆连接组成的伸缩 杆结构， 其中下连杆通过万向铰与定平台相。
4、连， 下连杆的另一端通过移动副与上连杆的一 端相连， 上连杆的另一端通过球副与动平台相连。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机 构， 其特征在于 ： 上述第一条支链和第二条支链为无约束支链， 连接定平台与下连杆的万向 铰对称分布在定平台的一个端面上， 且万向铰的一条轴线垂直于定平台的端面， 连接上连 杆与动平台的球副对称分布在动平台的两个周边上。 4. 根据权利要求 1 所述的用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构， 其 特征在于 ： 上述第三条支链为约束支链， 其由上、 下连杆通过移动副连接组成， 上连杆与动 平台垂直且刚性连接， 。
5、下连杆通过转动副与定平台相连， 该转动副轴线在定平台平面内且 与两个万向铰中心的连线相垂直。 5.根据权利要求1或2或3所述的用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联 机构， 其特征在于 ： 上述第一条支链和第二条支链采用电机加丝杠螺母传动副、 直线运动驱 动模块或是液压传动装置驱动。 6. 根据权利要求 2 或 3 所述的用于实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机 构， 其特征在于 ： 上述上连杆与下连杆通过导向键连接， 且导向键与上连杆过盈配合连接， 导向键在下连杆的导向槽内移动。 权 利 要 求 书 CN 102248533 A1/2 页 3 用于实现一维转动和一维移动的两自由度。
6、空间并联机构 技术领域 ： 0001 本发明涉及一种两自由度并联机构， 特别涉及一种用于实现一维转动和一维移动 的两自由度空间并联机构。 背景技术 ： 0002 随着少自由度并联机构学的兴起， 少自由度并联机构已经在数控机床、 机器人、 医 学等领域广泛应用。 目前应用最广的并联机构的自由度为三自由度和六自由度， 四、 五自由 度的并联机构也有较多的应用， 而两自由度并联机构的应用还很少， 在公开发表的专利中， 两自由度的并联机构大都实现的是两维的移动或两维的转动， 实现一维移动和一维转动的 两自由度并联机构还很少。 在发表的机构中约束支链数目较多， 不但增加了制造成本， 而且 在运动过程中很。
7、容易发生干涉现象， 缩小了工作空间。 0003 由于两自由度并联机构的构件数目相对较少， 运动求解简单， 标定容易， 易于实现 模块化， 加之在许多场合如医药、 食品加工、 微电子装配等自动化生产线上一些自动装置只 需要较少的运动自由度即可满足要求， 因此， 两自由度的并联机构有着较广泛的发展前景。 发明内容 ： 0004 本发明的目的在于提供一种可实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机 构， 该机构构件数目相对较少、 降低了制造成本、 缩小了工作空间， 并且在运动过程中避免 干涉现象。 0005 如上构思， 本发明的技术方案是 ： 一种用于实现一维转动和一维移动的两自由度 空间并联机构，。
8、 包括定平台和动平台， 其特征在于 ： 在定平台和动平台之间连接三条支链， 第一条支链和第二条支链的连接组合方式相同， 从定平台到动平台的连接顺序依次为万向 铰、 移动副和球副， 第三条支链从定平台到动平台的连接顺序依次为转动副和移动副。 0006 上述第一条支链和第二条支链为驱动支链， 它们是由上、 下连杆连接组成的伸缩 杆结构， 其中下连杆通过万向铰与定平台相连， 下连杆的另一端通过移动副与上连杆的一 端相连， 上连杆的另一端通过球副与动平台相连。 0007 上述第一条支链和第二条支链为无约束支链， 连接定平台与下连杆的万向铰对称 分布在定平台的一个端面上， 且万向铰的一条轴线垂直于定平台。
9、的端面， 连接上连杆与动 平台的球副对称分布在动平台的两个周边上。 0008 上述第三条支链为约束支链， 其由上、 下连杆通过移动副连接组成， 上连杆与动平 台垂直且刚性连接， 下连杆通过转动副与定平台相连， 该转动副轴线在定平台平面内且与 两个万向铰中心的连线相垂直。 0009 上述第一条支链和第二条支链采用电机加丝杠螺母传动副、 直线运动驱动模块或 是液压传动装置驱动。 0010 上述上连杆与下连杆通过导向键连接， 且导向键与上连杆过盈配合连接， 导向键 在下连杆的导向槽内移动。 说 明 书 CN 102248533 A2/2 页 4 0011 本发明具有如下的优点和积极效果 ： 0012。
10、 1、 该机构运动构件数目少， 大大降低了运动过程中构件间产生干涉的可能性。 0013 2、 该机构结构简单， 可以使得制造和装配误差导致的运动不灵活性大大减少。 0014 3、 该机构刚度高、 工作空间大。 0015 4、 该机构控制简单， 易于做成模块， 便于通过定平台与其他机构组合， 可实现多台 机 0016 构共同作业。 附图说明 ： 0017 图 1 为本发明的结构示意图。 0018 图中 ： 1.第一条支链 ； 2.第二条支链 ； 3.第三条支链 ； 4.定平台 ； 5.动平台 ； U.万 向铰 ； S. 球副 ； R. 转动副 ； 11. 第一支链移动副下连杆 ； 12. 第一支。
11、链移动副上连杆 ； 21. 第 二支链移动副下连杆 ； 22. 第二支链移动副上连杆 ； 31. 第三支链移动副下连杆 ； 32. 第三 支链移动副上连杆 ； A. 导向键。 具体实施方式 ： 0019 以下结合附图和实施方式对本发明的两自由度空间并联机构作进一步详细描述。 0020 本发明的实现一维转动和一维移动的两自由度空间并联机构， 包括定平台 (4)、 动平台 (5) 以及连接两平台之间的三条支链。所述的第一支链中的下连杆 (11) 通过万向 铰 (U) 与定平台相连， 万向铰的第一轴线在定平台平面内且垂直于定平台的端面， 下连杆 (11) 的另一端通过移动副与上连杆 (12) 相连 。
12、； 上连杆 (12) 通过球副与动平台相连， 球副 用三个等效的转动副来代替， 球副的一条轴线沿着上连杆的轴线， 一条轴线在动平台平面 内且与动平台的一条周边平行。所述的第二支链的连接方式与第一支链的连接方式相同， 从定平台到动平台的连接顺序依次为万向铰 (U)、 移动副和球副 (S)。第一、 第二支链中的 万向铰对称分布在定平台的一个端面上， 且万向铰的第一轴线相互平行， 球副均匀分布在 动平台的一端 ； 第一、 第二支链构成一个平面。所述的第三支链中的上连杆 (32) 与动平台 垂直且刚性连接， 上连杆(32)通过移动副和下连杆(31)相连， 下连杆(31)通过转动副(R) 与定平台相连， 转动副轴线在定平台平面内且与两个万向铰中心的连线相垂直。万向铰在 定平台平面内的轴线与转动副的轴线相互平行。 0021 在此机构中， 第一支链和第二支链为驱动支链， 采用驱动电机加丝杠螺母副传动。 其中， 上连杆与下连杆通过导向键连接， 且导向键与上连杆过盈配合连接， 导向键在下连杆 的导向槽内移动。 通过调节驱动电机的输出参数， 来调节动平台的位姿， 使其具有一维转动 和一维移动输出。 说 明 书 CN 102248533 A1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 。