动叉12和固定架1的转动轴线与连接所述主动臂14和转动叉12的转动轴线垂直相交；连接所述第一 T形轴15和主动臂14的转动轴线与连接所述第一 T形轴15和第一从动臂17的转动轴线垂直相交；连接所述第二 T形轴16和主动臂14的转动轴线与连接所述第二 T形轴16和第二从动臂18的转动轴线垂直相交；连接所述第三T形轴19和动平台4的转动轴线与连接所述第三T形轴19和第一从动臂17的转动轴线垂直相交；连接所述第四T形轴20和动平台4的转动轴线与连接所述第四T形轴20和第二从动臂18的转动轴线垂直相交。
[0025]连接所述第一 T形轴15和主动臂14的转动轴线与连接所述第二 T形轴16和主动臂14的转动轴线共线于第一轴线a，连接所述第三T形轴19和动平台4的转动轴线与连接所述第四T形轴20和动平台4的转动轴线共线于第二轴线b，所述第一轴线a、第二轴线b、以及连接所述主动臂14和转动叉12的转动轴线相互平行。
[0026]连接第一 T形轴15和第一从动臂17的转动轴线、连接第二 T形轴16和第二从动臂18的转动轴线、连接第三T形轴19和第一从动臂17的转动轴线、连接第四T形轴20和第二从动臂18的转动轴线共四条轴线相互平行。
[0027]连接所述固定架1与第一支链、第二支链以及第三支链中的转动叉12的三条转动轴线相互平行，且与连接所述中央齿轮2和固定架1的转动轴线平行。
[0028]实施例2:
结合图5~8，一种三支链四自由度全对称并联机构，包括固定架1、中央齿轮2、中央驱动装置3、动平台4以及布置在所述固定架1与动平台4之间的第一支链、第二支链和第三支链；所述中央齿轮2转动连接于固定架1的中央，且与固接于固定架1上的中央驱动装置3的驱动端固接；所述第一支链、第二支链和第三支链结构相同，每条支链均包括支链齿轮11、转动叉12、固定设置在转动叉12上的驱动装置13、主动臂14、第一球接头151、第二球接头161、第一从动臂17、第二从动臂18、第三球接头191和第四球接头201 ;所述转动叉12转动连接于固定架1上，所述转动叉12上固定设置有支链齿轮11，所述支链齿轮11与所述中央齿轮2啮合，构成齿轮传动，所述主动臂14的一端转动连接于转动叉12内，且与所述驱动装置13的驱动端固接，所述主动臂14远离驱动装置13的另一端的两侧分别与第一球接头151和第二球接头161固接；所述第一从动臂17的一端与第一球接头151球铰接，另一端与第三球接头191球铰接；所述第二从动臂18的一端与第二球接头161球铰接，另一端与第四球接头201球铰接；所述第三球接头191和第四球接头201均与动平台4固接。所述第一从动臂17和第二从动臂18平行且等长，所述第一从动臂17和第二从动臂18之间设有连接杆21，所述连接杆21 —端与第一从动臂17转动连接，另一端与第二从动臂18转动连接。
[0029]连接所述转动叉12与固定架1的转动轴线和连接所述主动臂14与转动叉12的转动轴线垂直相交。
[0030]过所述第一球接头151的球心和第二球接头161的球心两个球心的所在轴线、过所述第三球接头191的球心和第四球接头201的球心两个球心的所在轴线、过所述连接杆21与第一从动臂17的转动中心和连接杆21与第二从动臂18的转动中心两个中心的所在轴线、以及连接所述主动臂14与转动叉12的转动轴线相互平行。
[0031]连接所述固定架1与第一支链、第二支链以及第三支链中的转动叉12的三条转动轴线相互平行，且与连接所述中央齿轮2和固定架1的转动轴线平行。
[0032]由上可知，本发明的三支链四自由度全对称并联机构中，每条支链均采用一个转动叉与固定架转动连接，且三个转动轴线相互平行，进而可实现末端动平台的转动，避免在动平台上使用运动转化机构，大幅度地减少了动平台的质量，有利于提高机构的速度和加速度。此外，采用一个中央驱动装置同时带动三条支链同步旋转，达到三条支链实现四个自由度的运动的目的，有利于降低制造成本。
【主权项】
1.一种三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，包括固定架(I )、中央齿轮(2)、中央驱动装置(3)、动平台(4)以及布置在所述固定架(I)与动平台(4)之间的第一支链、第二支链和第三支链； 所述中央齿轮(2)转动连接于固定架(I)的中央，且与固接于固定架(I)上的中央驱动装置(3)的驱动端固接； 所述第一支链、第二支链和第三支链结构相同，每条支链均包括支链齿轮(11)、转动叉(12)、固定设置在转动叉(12)上的驱动装置(13)、主动臂(14)、第一从动臂(17)和第二从动臂(18);所述转动叉(12)转动连接于固定架(I)上，所述转动叉(12)上固定设置有支链齿轮(11)，所述支链齿轮(11)与所述中央齿轮(2)啮合，构成齿轮传动，所述主动臂(14)的一端转动连接于转动叉(12)内，且与所述驱动装置(13)的驱动端固接，所述主动臂(14)的另一端的两侧分别与第一从动臂(17)、第二从动臂(18)的一端连接，所述第一从动臂(17)、第二从动臂(18)的另一端与动平台(4)连接，所述第一从动臂(17)与第二从动臂(18)平行且等长； 连接所述转动叉(12)和固定架(I)的转动轴线与连接所述主动臂(14)和转动叉(12)的转动轴线垂直相交； 连接所述固定架(I)与第一支链、第二支链以及第三支链中的转动叉(12)的三条转动轴线相互平行，且与连接所述中央齿轮(2)和固定架(I)的转动轴线平行。2.根据权利要求1所述的三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，所述主动臂(14)与第一从动臂(17)之间通过第一 T形轴(15)连接，主动臂(14)与第二从动臂(18)之间通过第二 T形轴(16)连接，第一从动臂(17)与动平台(4)之间通过第三T形轴(19)连接，第二从动臂(18)与动平台(4)之间通过第四T形轴(20)连接。3.根据权利要求1所述的三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，所述主动臂(14)与第一从动臂(17)之间通过第一球接头(151)连接，主动臂(14)与第二从动臂(18)之间通过第二球接头(161)连接，第一从动臂(17)与动平台(4)之间通过第三球接头(191)连接，第二从动臂(18)与动平台(4)之间通过第四球接头(201)连接。4.根据权利要求3所述的三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，所述第一从动臂(17)和第二从动臂(18)之间设有连接杆(21)，所述连接杆(21)—端与第一从动臂(17)转动连接，另一端与第二从动臂(18)转动连接；过连接杆(21)与第一从动臂(17)的转动中心和连接杆(21)与第二从动臂(18)的转动中心的轴线，同连接主动臂(14)与转动叉(12)的转动轴线相互平行。5.根据权利要求2所述的三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，所述主动臂(14)与第一 T形轴(15)之间转动连接，主动臂(14)与第二 T形轴(16)之间转动连接，第一T形轴(15)与第一从动臂(17)之间转动连接，第二 T形轴(16)与第二从动臂(18)之间转动连接；第一从动臂(17)与第三T形轴(19)之间转动连接，第三T形轴(19)与动平台(4)之间转动连接，第二从动臂(18)与第四T形轴(20)之间转动连接，第四T形轴(20)与动平台(4)之间转动连接； 连接所述第一 T形轴(15)和主动臂(14)的转动轴线与连接所述第一 T形轴(15)和第一从动臂(17)的转动轴线垂直相交；连接所述第二 T形轴(16)和主动臂(14)的转动轴线与连接所述第二 T形轴(16)和第二从动臂(18)的转动轴线垂直相交； 连接所述第三T形轴(19)和动平台(4)的转动轴线与连接所述第三T形轴(19)和第一从动臂(17)的转动轴线垂直相交；连接所述第四T形轴(20)和动平台(4)的转动轴线与连接所述第四T形轴(20)和第二从动臂(18)的转动轴线垂直相交； 连接所述第一 T形轴(15)和主动臂(14)的转动轴线与连接所述第二 T形轴(16)和主动臂(14)的转动轴线共线于第一轴线(a)，连接所述第三T形轴(19)和动平台(4)的转动轴线与连接所述第四T形轴(20)和动平台(4)的转动轴线共线于第二轴线(b)，所述第一轴线(a)、第二轴线(b)、以及连接所述主动臂(14)和转动叉(12)的转动轴线相互平行； 连接第一 T形轴(15)和第一从动臂(17)的转动轴线、连接第二 T形轴(16)和第二从动臂(18)的转动轴线、连接第三T形轴(19)和第一从动臂(17)的转动轴线、连接第四T形轴(20)和第二从动臂(18)的转动轴线共四条轴线相互平行。6.根据权利要求3或4所述的三支链四自由度全对称并联机构，其特征在于，所述第一球接头(151)和第二球接头(161)均与主动臂(14)固接；所述第三球接头(191)和第四球接头(201)均与动平台(4)固接；所述第一从动臂(17)的一端与第一球接头(151)球铰接，另一端与第三球接头(191)球铰接；所述第二从动臂(18)的一端与第二球接头(161)球铰接，另一端与第四球接头(201)球铰接； 过所述第一球接头(151)球心和第二球接头(161)球心的轴线、过第三球接头(191)球心和第四球接头(201)球心的轴线、以及连接所述主动臂(14)与转动叉(12)的转动轴线相互平行。
【专利摘要】本发明公开了一种三支链四自由度全对称并联机构，包括固定架、中央齿轮、动平台以及布置在所述固定架与动平台之间的三条结构相同的支链；所述支链包括转动叉、固定设置在转动叉上的支链齿轮、主动臂、两个平行且等长的从动臂以及四个T形轴，所述支链齿轮与中央齿轮啮合构成齿轮传动，所述转动叉转动连接于固定架上，所述主动臂转动连接于转动叉内，所述从动臂的一端通过两个T形轴与主动臂相连，另一端通过两个T形轴与动平台相连。该并联机构采用三条支链实现四个自由度的运动，有利于降低制造成本；采用单动平台结构可减少运动部件的质量，有利于实现高速度和高加速度的动态响应特性。
【IPC分类】B25J9/00
【公开号】CN105234927
【申请号】CN201510785365
【发明人】汪满新, 冯虎田, 欧屹
【申请人】南京理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月16日