一种提升负载能力的2R两自由度并联机构的制作方法

本实用新型涉及并联机构技术领域，尤其涉及一种提升负载能力的2R两自由度并联机构。

背景技术：

并联机构具有高刚度、高精度及大承载能力的优点，研究人员已实用新型出大量并联机构，但是大部分为三自由度和六自由度并联机构，涉及到两自由度并联机构的实用新型专利很少。而且，一般的两自由度并联机构为两支链结构，承载能力较弱，虽然有些两自由度并联机构为三支链结构，但是由于运动副分布不够合理，导致各分支所受应力分配不匀，某些分支承受较大应力，耗损较大，而且有些机构运动副的结构太复杂，控制不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种结构相对简单且承载能力强的2R两自由度并联机构。

本实用新型提供一种提升负载能力的2R两自由度并联机构，包括机架和动平台，还包括连接在机架和动平台之间的第一支脚、第二支脚和第三支脚，所述第二支脚可伸缩，所述第一支脚的下部通过一第一十字连接件转动安装在所述机架上，所述第一十字连接件包括相互垂直的第一转轴和第二转轴，所述第一支脚可分别绕所述第一转轴和第二转轴转动，所述第一支脚的上部通过一第三转轴转动安装在所述动平台上；

所述第二支脚的下部通过一第二十字连接件转动安装在所述机架上，所述第二十字连接件包括相互垂直的第四转轴和第五转轴，所述第二支脚可分别绕所述第四转轴和第五转轴转动，所述第二支脚的上部通过一球形铰链转动连接在所述动平台上；

所述第三支脚的下部通过一第三十字连接件转动安装在所述机架上，所述第三十字连接件包括相互垂直的第六转轴和第七转轴，所述第三支脚可分别绕所述第六转轴和第七转轴转动，所述第三支脚的上部通过一第八转轴转动安装在所述动平台上。

进一步，所述第一支脚包括第一连杆，所述第二支脚包括第二连杆和第三连杆，所述第三连杆通过第一移动副在所述第二连杆内做伸缩运动，所述第三支脚包括第四连杆。

进一步，所述机架上固定有呈等边三角形分布的第一基座、第二基座和第三基座，所述第一转轴转动连接所述第一基座，所述第四转轴转动连接所述第二基座，所述第六转轴转动连接所述第三基座。

进一步，所述动平台的下侧固定有呈等边三角形分布的第四基座、第五基座和第六基座，所述第四基座、第五基座和第六基座的位置分别与第一基座、第二基座和第三基座的位置相适配，所述第三转轴转动连接所述第四基座，所述球形铰链转动连接所述第五基座，所述第八转轴转动连接所述第六基座。

进一步，所述第一转轴和第六转轴的轴线共线，且与所述第四转轴的轴线平行，所述第二转轴、第三转轴、第五转轴、第七转轴和第八转轴的轴线平行，所述第四转轴的轴线和所述第五转轴的轴线均与所述第一移动副的轴线垂直。

进一步，所述第一转轴和所述第二转轴作为主动驱动运动副，所述第一支脚、所述第二支脚和所述第三支脚共同控制所述动平台的位置和姿态，实现两个转动自由度，一个转动自由度的转轴是平行于第一转轴轴线的方向，另一个转动自由度的转轴是平行于第二转轴轴线的方向。

进一步，所述第六转轴和所述第七转轴作为主动驱动运动副，所述第一支脚、所述第二支脚和所述第三支脚共同控制所述动平台的位置和姿态，实现两个转动自由度，一个转动自由度的转轴是平行于第六转轴轴线的方向，另一个转动自由度的转轴是平行于第七转轴轴线的方向。

进一步，所主动驱动运动副的驱动方式为电机驱动或液压缸驱动。

本实用新型的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的两自由度并联机构包括三个支脚，机构刚度高，承受能力强，控制简单容易实现，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型2R两自由度并联机构的结构示意图。

图2是本实用新型2R两自由度并联机构运动后的结构示意图。

图中：1-机架，11-第一基座，12-第二基座，13-第三基座，2-动平台，21-第四基座，22-第五基座，23-第六基座，3-第一支脚，31-第一十字连接件，311-第一转轴，312-第二转轴，32-第一连杆， 33-第三转轴，4-第二支脚，41-第二十字连接件，411-第四转轴，412-第五转轴，42-第二连杆，43-第一移动副，44-第三连杆，45-球形铰链，5-第三支脚，51-第三十字连接件，511-第六转轴，512-第七转轴，52-第四连杆， 53-第八转轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

实施例1

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种提升负载能力的2R两自由度并联机构，包括机架1、动平台2以及机架1和动平台2之间的并联的第一支脚3、第二支脚4和第三支脚5，机架1上固定有呈等边三角形分布的第一基座11、第二基座12和第三基座13，动平台2的下侧固定有呈等边三角形分布的第四基座21、第五基座22和第六基座23，第四基座21、第五基座22和第六基座23的位置分别与第一基座11、第二基座12和第三基座13的位置相适配。

第一支脚3包括第一连杆32，不可伸缩，第一支脚3的下端通过第一十字连接件31转动连接第一基座11，第一十字连接件31包括相互垂直的第一转轴311和第二转轴312，第一支脚3的上端通过第三转轴33转动连接第四基座21，因此，第一支脚3的下端能以第一十字连接件31的两条相互垂直的转轴（第一转轴311和第二转轴312）为轴线转动，第一支脚3的上端可以绕第三转轴33转动。

第二支脚4包括第二连杆42和第三连杆44，第二连杆42的下端通过第二十字连接件41转动连接第二基座12，第二十字连接件41包括相互垂直的第四转轴411和第五转轴412，因此，第二连杆42的下端可以分别绕第四转轴411和第五转轴412转动，第二连杆42通过第一移动副43连接第三连杆44，第二连杆42（缸筒）为中空，第三连杆44（活塞杆）通过第一移动副43在第二连杆42内做伸缩运动，从而调节第二支脚4的高度，第三连杆44的上端通过球形铰链45转动连接第五基座22，第三连杆44的上端能以球形铰链45的连接点为支点在球形铰链45约束的空间范围内进行转动，其中，第四转轴411、第五转轴412的轴线与第一移动副43的轴线垂直。

第三支脚5包括第四连杆52，不可伸缩，第三支脚5的下端通过第三十字连接件51转动连接第三基座13，第三十字连接件51包括相互垂直的第六转轴511和第七转轴512，第三支脚5的上端通过第八转轴53转动连接第六基座23，因此，第三支脚5的下端能以第三十字连接件51的两条相互垂直的转轴（第六转轴511和第七转轴512）为轴线转动，第三支脚5的上端可以绕第八转轴53转动。

第一转轴311和第六转轴511的轴线共线，且与第四转轴411的轴线平行，第二转轴312、第三转轴33、第五转轴412、第七转轴512和第八转轴53的轴线平行，第四转轴411的轴线和第五转轴412的轴线均与第一移动副43的轴线垂直。

参考图2，图2是图1中机构的两个转动自由度转轴分布结构示意图。第一转轴311标号的轴线为线a，第二转轴312的轴线为线b，线c平行于线b，线d平行于线a。第一转轴311和第二转轴312作为主动驱动运动副，其中第一支脚3、第二支脚4和第三支脚5共同控制动平台2的姿态实现两个转动自由度的移动，转动自由度的两条转轴是线c和线d方向。

本实用新型实施例中，主动驱动运动副的驱动方式可为电机驱动或液压缸驱动。

本实用新型的两自由度并联机构包括三个支脚，机构刚度高，承受能力强，控制简单方便，具有良好的应用前景。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于，第六转轴511和第七转轴512作为主动驱动运动副，余则与实施例1基本相同。

本实用新型的两自由度并联机构包括三个支脚，机构刚度高，承受能力强，控制简单方便，具有良好的应用前景。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。