一种可实现三维平动二维转动的五自由度并联机构的制作方法_4

文档序号:9481443阅读:来源:国知局
头141连接,第一支链主动臂13与第一支链第二从动臂17之间通过第一支链第二球接头151连接;第一支链第一从动臂16与动平台6之间通过第一支链第三球接头181连接,第一支链第二从动臂17与动平台6之间通过第一支链第四球接头191连接;
所述第一支链第一从动臂16和第一支链第二从动臂17之间设有第一支链连接杆111,所述第一支链连接杆111 一端与第一支链第一从动臂16转动连接,另一端与第一支链第二从动臂17转动连接;过第一支链连接杆111与第一支链第一从动臂16的转动中心和第一支链连接杆111与第一支链第二从动臂17的转动中心的轴线,同连接第一支链主动臂13与第一支链转动叉11的转动轴线相互平行;
第一支链第一球接头141和第一支链第二球接头151均与第一支链主动臂13固接;所述第一支链第三球接头181和第一支链第四球接头191均与动平台6固接;所述第一支链第一从动臂16的一端与第一支链第一球接头141球铰接,另一端与第一支链第三球接头181球铰接;所述第一支链第二从动臂17的一端与第一支链第二球接头151球铰接,另一端与第一支链第四球接头191球铰接;
过所述第一支链第一球接头141球心和第一支链第二球接头151球心的轴线、过第一支链第三球接头181球心和第一支链第四球接头191球心的轴线、以及连接所述第一支链主动臂13与第一支链转动叉11的转动轴线相互平行;
所述第二支链II与第一支链I结构完全相同,且与第一支链I对称分布在大转轴5的两端;
连接第一支链转动叉11与其主动臂13的转动轴线和连接第二支链转动叉21与其主动臂23的转动轴线平行,且同连接所述大转轴5和固定架1的转动轴线垂直相交; 所述第三支链III包括第三支链转动叉31、第三支链主动臂驱动装置32、第三支链主动臂33、第三支链第一从动臂36、第三支链第二从动臂37和第三支链连接轴310,所述第三支链转动叉31与固定架1固接,所述第三支链主动臂33的一端转动连接于第三支链转动叉31内,且与所述第三支链主动臂驱动装置32的驱动端固接,第三支链主动臂33的另一端的两侧分别与第三支链第一从动臂36、第三支链第二从动臂37的一端连接,所述第三支链第一从动臂36与第三支链第二从动臂37平行且等长;第三支链第一动臂36、第三支链第二从动臂37的另一端均与第三支链连接轴310连接,所述第三支链连接轴310与动平台6转动连接;
所述第三支链主动臂33与第三支链第一从动臂36之间通过第三支链第一球接头341连接,第三支链主动臂33与第三支链第二从动臂37之间通过第三支链第二球接头351连接;第三支链第一从动臂36与第三支链连接轴310之间通过第三支链第三球接头381连接,第三支链第二从动臂37与第三支链连接轴310之间通过第三支链第四球接头391连接。
[0029]所述第三支链第一从动臂36和第三支链第二从动臂37之间设有第三支链连接杆311,所述第三支链连接杆311 —端与第三支链第一从动臂36转动连接,另一端与第三支链第二从动臂37转动连接;过第三支链连接杆311与第三支链第一从动臂36的转动中心和第三支链连接杆311与第三支链第二从动臂37的转动中心的轴线,同连接第三支链主动臂33与第三支链转动叉31的转动轴线相互平行。
[0030]第三支链第一球接头341和第三支链第二球接头351均与第三支链主动臂33固接;所述第三支链第三球接头381和第三支链第四球接头391均与第三支链连接轴310固接;所述第三支链第一从动臂36的一端与第三支链第一球接头341球铰接,另一端与第三支链第三球接头381球铰接;所述第三支链第二从动臂37的一端与第三支链第二球接头351球铰接,另一端与第三支链第四球接头391球铰接。
[0031]过所述第三支链第一球接头341球心和第三支链第二球接头351球心的轴线、过第三支链第三球接头381球心和第三支链第四球接头391球心的轴线、以及连接所述第三支链主动臂33与第三支链转动叉31的转动轴线相互平行。
[0032]所述第四支链IV与第三支链III结构完全相同,且与第三支链III以大转轴5的轴线作为对称线对称分布在固定架1的两侧;
连接所述第三支链连接轴310和动平台6的转动轴线与连接所述第四支链连接轴410和动平台6的转动轴线共线;
连接所述大转轴5与固定架1的转动轴线、连接所述第三支链主动臂33和第三支链转动叉31的转动轴线、以及连接所述第四支链主动臂43和第四支链转动叉41的转动轴线相互平行。
[0033]由上可知,本发明的第一支链和第二支链共用一个大转轴,可有效减少机构铰链数目。避免在动平台上使用复杂动平台,只需采用单动平台结构,结构简单,并有效减少了运动部件的质量,有利于实现高速度和高加速度。本发明的并联机构采用四条支链实现五个自由度,有利于降低制造成本。
【主权项】
1.一种可实现三维平动二维转动的五自由度并联机构,其特征在于,包括固定架(I)、固接在固定架(I)上的大转轴驱动装置(2)、第一锥齿轮(3)、第二锥齿轮(4)、大转轴(5)、动平台出)、布置在所述大转轴(5)和动平台(6)之间的第一支链(I)和第二支链(II)、布置在所述固定架(I)与动平台(6)之间的第三支链(III)和第四支链(IV),所述第一锥齿轮(3)与固定架(I)转动连接,且与所述大转轴驱动装置(2)的驱动端固接,所述大转轴与固定架(I)转动连接,所述大转轴(5)的中部还固接有第二锥齿轮(4),所述第一锥齿轮(3)和第二锥齿轮(4)相啮合; 所述第一支链(I)包括第一支链转动叉(11)、第一支链主动臂驱动装置(12)、第一支链主动臂(13)、第一支链第一从动臂(16)和第一支链第二从动臂(17);所述第一支链转动叉(11)与大转轴(5)固接,所述第一支链主动臂(13)的一端转动连接于第一支链转动叉(11)内,且与所述第一支链主动臂驱动装置(12)的驱动端固接,第一支链主动臂(13)的另一端的两侧分别与第一支链第一从动臂(16)、第一支链第二从动臂(17)的一端连接,所述第一支链第一从动臂(16)与第一支链第二从动臂(17)平行且等长;第一支链第一从动臂(16)、第一支链第二从动臂(17)的另一端均与动平台(6)连接; 所述第二支链(II)与第一支链(I)结构完全相同,且与第一支链(I)对称分布在大转轴(5)的两端; 连接第一支链转动叉(11)与其主动臂(13 )的转动轴线和连接第二支链转动叉(21)与其主动臂(23)的转动轴线平行,且同连接所述大转轴(5)和固定架(I)的转动轴线垂直相交; 所述第三支链(III)包括第三支链转动叉(31 )、第三支链主动臂驱动装置(32)、第三支链主动臂(33)、第三支链第一从动臂(36)、第三支链第二从动臂(37)和第三支链连接轴(310),所述第三支链转动叉(31)与固定架(I)固接,所述第三支链主动臂(33)的一端转动连接于第三支链转动叉(31)内,且与所述第三支链主动臂驱动装置(32)的驱动端固接,第三支链主动臂(33)的另一端的两侧分别与第三支链第一从动臂(36)、第三支链第二从动臂(37)的一端连接,所述第三支链第一从动臂(36)与第三支链第二从动臂(37)平行且等长;第三支链第一动臂(36)、第三支链第二从动臂(37)的另一端均与第三支链连接轴(310)连接,所述第三支链连接轴(310)与动平台(6)转动连接; 所述第四支链(IV)与第三支链(III)结构完全相同,且与第三支链(III)以大转轴(5)的轴线作为对称线对称分布在固定架(I)的两侧; 连接所述第三支链连接轴(310)和动平台(6)的转动轴线与连接所述第四支链连接轴(410)和动平台(6)的转动轴线共线; 连接所述大转轴(5)与固定架(I)的转动轴线、连接所述第三支链主动臂(33)和第三支链转动叉(31)的转动轴线、以及连接所述第四支链主动臂(43)和第四支链转动叉(41)的转动轴线相互平行。2.根据权利要求1所述的可实现三维平动二维转动的五自由度并联机构,其特征在于,所述第一支链主动臂(13)与第一支链第一从动臂(16)之间通过第一支链第一 T形轴(14)连接,第一支链主动臂(13)与第一支链第二从动臂(17)之间通过第一支链第二 T形轴(15)连接,第一支链第一从动臂(16)与动平台(6)之间通过第一支链第三T形轴(18)连接,第一支链第二从动臂(17)与动平台(6)之间通过第一支链第四T形轴(19)连接; 所述第三支链主动臂(33)与第三支链第一从动臂(36)之间通过第三支链第一 T形轴(34)连接,第三支链主动臂(33)与第三支链第二从动臂(37)之间通过第三支链第二 T形轴(35)连接,第三支链第一从动臂(36)与第三支链连接轴(310)之间通过第三支链第三T形轴(38 )连接,第三支链第二从动臂(37 )与第三支链连接轴(310 )之间通过第三支链第四T形轴(39)连接。3.根据权利要求1所述的可实现三维平动二维转动的五自由度并联机构,其特征在于,所述第一支链主动臂(13)与第一支链第一从动臂(16)之间通过第一支链第一球接头(141)连接,第一支链主动臂(13)与第一支链第二从动臂(17)之间通过第一支链第二球接头(151)连接;第一支链第一从动臂(16)与动平台(6)之间通过第一支链第三球接头(181)连接,第一支链第二从动臂(17)与动平台(6)之间通过第一支链
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