专利名称：混联位姿调整机构的制作方法
技术领域：
混联位姿调整机构技术领域[0001]本实用新型涉及少自由度空间调整机构领域，具体而言，涉及一种混联位姿调整机构。
背景技术：
[0002]空间4-UPU并联机构是一种能够实现空间三维移动和绕Z轴转动的机构模型。该机构是一种并联机构，具有结构对称且相对简单、刚度大等优点，用于开发新型工作台、并联机床、四维力传感器以及微操作机器人等。[0003]与六自由度并联机器人相比，少自由度并联机器人具有结构简单，造价低等特点，在工业生产及其他领域有着广阔的应用前景。但是，由于大多数少自由度并联机构中存在过约束和自由度耦合等现象，所以这类并联机构的运动学分析较复杂，运动规律难以直观判别。[0004]4-UPU并联机构多用于精密机械工程等领域，对机构的运动定位精度、响应速度、灵活性等方面有较高要求。但同时并联机构多具有过约束或自由度耦合，且运动解算与控制程序复杂等弊端，在许多情况下其应用性受到限制。另外对于现有4-UPU并联机构来说，4-UPU并联机构都只有四自由度调整功能，无法满足初始的六自由度调整要求，需要另外架设辅助装置。实用新型内容[0005]本实用新型旨在提供一种方便初始位姿调整的混联位姿调整机构。[0006]本实用新型提供了一种混联位姿调整机构，包括固定基座和平行设置在固定基座上方的动平台，以及设置在固定基座与动平台之间以对动平台形成支承的多个驱动支链，混联位姿调整机构还包括固定设置在固定基座下方的沿竖直方向高度可调节的至少三个调整支承单元。[0007]进一步地，调整支承单元包括高度调整部和设置在高度调整部下方的支脚。[0008]进一步地，调整支承单元为液压调整支承单元，高度调整部为液压油缸，液压油缸包括缸体和活塞杆，支脚与活塞杆端部连接。[0009]进一步地，固定基座上设置有沿竖直方向延伸的油缸安装孔，液压油缸穿设并固定在油缸安装孔中且活塞杆竖直向下设置。[0010]进一步地，液压油缸的缸体上设置有法兰盘，法兰盘与固定基座的上表面螺栓连接。[0011]进一步地，活塞杆上具有螺纹，并设置有与螺纹配合的自锁螺母。[0012]进一步地，调整支承单元与驱动支链的个数相同，且驱动支链的下端与调整支承单元的上端相连接。[0013]进一步地，固定基座下部还设置有载重移运设备。[0014]进一步地，驱动支链为四个，每个驱动支链包括两个万向铰和设置在两个万向铰之间的直线移动副。[0015]进一步地，万向铰包括与直线移动副固定连接的双耳板和设置在双耳板之间的连接块以及与连接块配合的螺纹连接销轴；双耳板与连接块通过水平连接轴相可转动连接；螺纹连接销轴包括两端的螺纹部和中间的销轴部，连接块上设置有沿竖直方向延伸的销轴孔，螺纹连接销轴的销轴部可转动地设置在销轴孔中。[0016]进一步地，直线移动副为丝杆螺母传动副螺母传动副、油缸、汽缸或电动推杆。[0017]根据本实用新型的混联位姿调整机构，通过在固定基座下方设置高度可调节的调整支承单元，从而实现固定基座的位姿调整，提高了并联设备的应用范围和调整精度，而且设置调整支承单元，可以将固定基座顶起一定的高度，方便在固定基座下方设置其他设备。
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:[0019]图1是根据本实用新型的混联位姿调整机构的立体结构示意图；[0020]图2是根据本实用新型的混联位姿调整机构的固定基座的立体结构示意图；[0021]图3是根据本实用新型的混联位姿调整机构的调整支承单元的立体结构示意图；[0022]图4是根据本实用新型的混联位姿调整机构的调整支承单元与驱动支链连接后的立体结构示意图；[0023]图5是根据本实用新型的混联位姿调整机构的驱动支链的立体结构示意图；以及[0024]图6是根据本实用新型的混联位姿调整机构的驱动支链的局部放大结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。[0026]如图1和图2所示，根据本实用新型的混联位姿调整机构，包括固定基座10和平行设置在固定基座10上方的动平台20，以及设置在固定基座10与动平台20之间以对动平台20形成支承的多个驱动支链30，混联位姿调整机构还包括固定设置在固定基座10下方的沿竖直方向高度可调节的至少三个调整支承单元40。本实用新型通过在固定基座10下方设置高度可调节的调整支承单元40，从而实现固定基座10的位姿调整，提高了并联机构的应用范围和调整精度，而且设置调整支承单兀40,可以将固定基座10顶起一定的闻度，方便在固定基座10下方设置其他设备。一般地，还设置有水平度检测和反馈装置，与调整支承单元40配合使用，能够更快速调节固定基座10呈水平状态。[0027]具体地，如图3和图4所示，调整支承单元40包括高度调整部和设置在高度调整部下方的支脚42。高度调整部与支脚42活动连接，从而使支脚42能够与地面可靠接触。较优选地，调整支承单元40为液压调整支承单元，即高度调整部为液压油缸41，也可以采用丝杠等其他调节机构。[0028]结合图1和图2所示，液压调整支承单元为四个，沿固定基座10的周向分布。液压油缸41包括缸体和活塞杆，支脚42为结构件，通过弧形球面与液压油缸41的活塞杆头部相接触，利用销轴悬置于活塞杆下端，保证在地面倾斜的情况下，支脚42能够可靠地与地面接触。[0029]如图1和图2所示，固定基座10上设置有沿竖直方向延伸的油缸安装孔，液压油缸41穿设并固定在油缸安装孔中，活塞杆竖直向下设置，从而对固定基座10水平支承和调整。具体地，液压油缸41的缸体上设置有法兰盘41a，法兰盘41a与固定基座10的上表面螺栓连接。通过采用油缸安装孔来固定液压油缸41，使液压油缸41固定更可靠，特别当随动顶升平台70相对固定基座10倾斜时，液压油缸41能够承受更大的侧向受力。[0030]优选地，如图3和图4所示，活塞杆上具有部分螺纹，并设置有与螺纹配合的自锁螺母41b，在需要长时间支撑时，通过自锁螺母41b对液压油缸41手动锁紧，从而起到机械限位的作用，提高液压油缸41的安全性。[0031]液压调整支承单元增大了整个装置的竖直调整能力，同时也方便安装或者架设其他临时设备和载重运输设备。如图2所示，当需要移动式，通过液压调整支承单元将固定基座10顶升一定的高度，然后在固定基座10下部安装4个载重移运设备11，以便实现设备的短距离载重移运。重物移运的牵引动力可利用摩擦轮驱动、液压油缸、卷扬机或手拉葫芦实现，同时固定基座上设有牵引点。本实用新型的固定基座采用分体式构造拼接结构，便于实现对特殊装备拼装处理。[0032]优选地，如图4所示，并结合图1，调整支承单元40的个数与驱动支链30的个数相同，并且驱动支链30的下端与液压油缸41的上端相连接，即驱动支链30承受的支撑力直接作用在液压油缸41上，使固定基座10承受较小的剪切力和弯矩，提高整个装置的可靠性。[0033]如图5和图6所示，并结合图1，驱动支链30为四个，每个驱动支链30包括两个万向铰31和设置在两个万向铰31之间的直线移动副32，即四个驱动支链30形成4-UPU并联机构，对动平台20调整，对于4-UPU并联机构的具体工作原理及控制过程，现有技术中已经有较为成熟的研究，在此不再详细描述。驱动支链30上端的万向铰31与动平台20连接，下端的万向铰31与液压油缸41的上端连接。[0034]如图6所示，万向铰31包括与直线移动副32固定连接的双耳板31a和设置在双耳板31a之间的连接块31b以及与连接块31b配合的螺纹连接销轴31c ;双耳板31a与连接块31b通过水平连接轴相可转动连接；螺纹连接销轴31c包括两端的螺纹部和中间的销轴部，连接块31b上设置有沿竖直方向延伸的销轴孔，螺纹连接销轴31c的销轴部可转动地设置在销轴孔中。螺纹连接销轴31c —端的螺纹部与液压油缸41上端螺纹连接，然后将连接块31b设置在销轴部，并在另一端的螺纹部上拧上螺母，使销轴部相对销轴孔可转动。[0035]直线移动副32为4-UPU机构的驱动装置，通过直线移动副32长度变化，实现动平台20的四自由度位姿调整，即三维移动及绕z轴的转动自由度。直线移动副32形式可以为丝杆螺母传动副螺母传动副、油、汽缸和电动推杆或其它任何形式、具有一定支承能力的移动单元构成。[0036]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:[0037]根据本实用新型的混联位姿调整机构，通过在固定基座下方设置高度可调节的调整支承单元，从而实现固定基座的位姿调整，提高了并联设备的应用范围和调整精度，而且设置调整支承单元，可以将固定基座顶起一定的高度，方便在固定基座下方设置其他设备。[0038]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种混联位姿调整机构，包括固定基座(10)和平行设置在所述固定基座(10)上方的动平台(20)，以及设置在所述固定基座(10)与所述动平台(20)之间以对所述动平台(20)形成支承的多个驱动支链(30)，其特征在于， 所述混联位姿调整机构还包括固定设置在所述固定基座(10)下方的沿竖直方向高度可调节的至少三个调整支承单元(40 )。
2.根据权利要求1所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述调整支承单元(40 )包括高度调整部和设置在所述高度调整部下方的支脚(42 )。
3.根据权利要求2所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述调整支承单元(40)为液压调整支承单元，所述高度调整部为液压油缸(41)，所述液压油缸(41)包括缸体和活塞杆，所述支脚(42)与所述活塞杆端部连接。
4.根据权利要求3所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述固定基座(10)上设置有 沿竖直方向延伸的油缸安装孔，所述液压油缸(41)穿设并固定在所述油缸安装孔中且所述活塞杆竖直向下设置。
5.根据权利要求4所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述液压油缸(41)的缸体上设置有法兰盘(41a)，所述法兰盘(41a)与所述固定基座(10)的上表面螺栓连接。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述活塞杆上具有螺纹，并设置有与所述螺纹配合的自锁螺母(41b)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述调整支承单元(40)与所述驱动支链(30)的个数相同，且所述驱动支链(30)的下端与所述调整支承单元(40)的上端相连接。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述固定基座(10 )下部还设置有载重移运设备(11)。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述驱动支链(30 )为四个，每个所述驱动支链(30 )包括两个万向铰(31)和设置在所述两个万向铰(31)之间的直线移动副(32 )。
10.根据权利要求9所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述万向铰(31)包括与所述直线移动副(32)固定连接的双耳板(31a)和设置在所述双耳板(31a)之间的连接块(31b)以及与所述连接块(31b)配合的螺纹连接销轴(31c)； 所述双耳板(31a)与所述连接块(31b)通过水平连接轴相可转动连接； 所述螺纹连接销轴(31c)包括两端的螺纹部和中间的销轴部，所述连接块(31b)上设置有沿竖直方向延伸的销轴孔，所述螺纹连接销轴(31c)的销轴部可转动地设置在所述销轴孔中。
11.根据权利要求9所述的混联位姿调整机构，其特征在于， 所述直线移动副(32)为丝杆螺母传动副、油缸、汽缸或电动推杆。
专利摘要本实用新型提供了一种混联位姿调整机构，包括固定基座和平行设置在固定基座上方的动平台，以及设置在固定基座与动平台之间以对动平台形成支承的多个驱动支链，混联位姿调整机构还包括固定设置在固定基座下方的沿竖直方向高度可调节的至少三个调整支承单元。根据本实用新型的混联位姿调整机构，通过在固定基座下方设置高度可调节的调整支承单元，从而实现固定基座的位姿调整，提高了并联设备的应用范围和调整精度，而且设置调整支承单元，可以将固定基座顶起一定的高度，方便在固定基座下方设置其他设备。
文档编号B25J9/00GK203077277SQ20132006394
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者钟兴华 申请人:中联重科股份有限公司