大刚度pru+puru+s二自由度球面并联机构的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:本实用新型属于空间并联机构技术领域，特别是大刚度二自由度球面并联机构。
[0002]【背景技术】:并联机器人与串联机器人相比，具有刚度大、响应速度快、精度高等优点，在机械工业领域具有广泛的应用。目前二转动并联机器人在医药、电子行业的自动化生产线、加工制造、自动化装配等领域应用较多。
[0003]
【发明内容】
:本实用新型旨在解决现有空间二自由度球面并联机构刚度和稳定性较差的缺点，提出了一种大刚度PRU+HJRU+S二自由度球面并联机构，其采用的技术方案如下:
[0004]大刚度PRU+PURU+S二自由度球面并联机构，主要由定平台、动平台及之间的两条运动支链和一个中心支链组成。第一运动支链自定平台至动平台依次由第一直线导轨移动副、第一主动滑块、第一转动副、从动杆和第一虎克铰组成;第二运动支链自定平台至动平台依次由第二直线导轨移动副、第二主动滑块、第二虎克铰、下连杆、第二转动副、上连杆和第三虎克铰组成；中心支链自定平台至动平台依次由中心立柱和中心球面副组成。第一运动支链中，第一主动滑块通过第一直线导轨移动副与定平台相连接，第一直线导轨移动副为机构的驱动副；第一主动滑块通过第一转动副与从动杆相连接，从动杆通过第一虎克铰与动平台相连接。第二运动支链中，第二主动滑块通过第二直线导轨移动副与定平台相连接，第二直线导轨移动副为机构的驱动副;第二主动滑块通过第二虎克铰与下连杆相连接，下连杆通过第二转动副与上连杆相连接，上连杆通过第三虎克铰与动平台相连接。中心支链中，中心立柱与定平台固接，中心立柱通过中心球面副与动平台相连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:本二自由度球面并联机构结构紧凑、承载能力强，二维转动的一条轴线为固定轴线，而另一条轴线是可动轴线。
【附图说明】
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[0006]图1为大刚度PRU+PURU+S二自由度球面并联机构结构示意图；
【具体实施方式】
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[0007]实施例1:
[0008]结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0009]大刚度PRU+PURU+S二自由度球面并联机构，主要由定平台1、动平台2及之间的两条运动支链和一个中心支链组成。第一运动支链自定平台I至动平台2依次由第一直线导轨移动副3、第一主动滑块4、第一转动副5、从动杆6和第一虎克铰7组成;第二运动支链自定平台I至动平台2依次由第二直线导轨移动副8、第二主动滑块9、第二虎克铰10、下连杆11、第二转动副12、上连杆13和第三虎克铰14组成；中心支链自定平台I至动平台2依次由中心立柱15和中心球面副16组成。
[0010]第一运动支链中，第一主动滑块4通过第一直线导轨移动副3与定平台I相连接，第一直线导轨移动副3为机构的驱动副；第一主动滑块4通过第一转动副5与从动杆6相连接，从动杆6通过第一虎克铰7与动平台2相连接。第二运动支链中，第二主动滑块9通过第二直线导轨移动副8与定平台I相连接，第二直线导轨移动副8为机构的驱动副；第二主动滑块9通过第二虎克铰10与下连杆11相连接，下连杆11通过第二转动副12与上连杆13相连接，上连杆13通过第三虎克铰14与动平台2相连接。中心支链中，中心立柱15与定平台I固接，中心立柱15通过中心球面副16与动平台2相连接。
[0011]第一直线导轨移动副3的轴线、第二直线导轨移动副8的轴线和中心立柱15的轴线均垂直于定平台I，并且第一直线导轨移动副3的轴线和中心立柱15的轴线构成平面Pl，第二直线导轨移动副8的轴线和中心立柱15的轴线构成平面P2，平面Pl与平面P2垂直。第一转动副5的轴线垂直于平面Pl，第一虎克铰7的第一轴线垂直于平面Pl，第一虎克铰7的第二轴线在平面Pl内并且穿过中心球面副16的球心点。第二虎克铰10的第一轴线垂直于平面P2，第二虎克铰10的第二轴线位于平面P2内，第二转动副12的轴线沿下连杆11和上连杆13的轴线方向，第三虎克铰14的第一轴线垂直于平面P2，第三虎克铰14的第二轴线位于平面P2内并且穿过中心球面副16的球心点。
[0012]通过两个驱动电机分别驱动第一主动滑块4和第二主动滑块9，可实现动平台2的二维转动，其中一条轴线穿过中心球面副16的球心点并且与第一虎克铰7的第一轴线平行，是固定轴线，另一条轴线为第一虎克铰7的第二轴线，为活动轴线。
【主权项】
1.一种大刚度PRU+PURU+S二自由度球面并联机构，由定平台(I )、动平台(2)及其之间的两条运动支链和一个中心支链组成，其特征是:第一运动支链中，第一主动滑块(4)通过第一直线导轨移动副(3)与定平台(I)相连接，第一直线导轨移动副(3)为机构的驱动副，第一主动滑块(4)通过第一转动副(5)与从动杆(6)相连接，从动杆(6)通过第一虎克铰(7)与动平台(2)相连接;第二运动支链中，第二主动滑块(9)通过第二直线导轨移动副(8)与定平台(I)相连接，第二直线导轨移动副(8)为机构的驱动副，第二主动滑块(9)通过第二虎克铰(10)与下连杆(11)相连接，下连杆(11)通过第二转动副(12)与上连杆(13)相连接，上连杆(13)通过第三虎克铰(14)与动平台(2)相连接；中心支链中，中心立柱(15)与定平台(I)固接，中心立柱(15)通过中心球面副(16)与动平台(2)相连接;第一直线导轨移动副(3)的轴线、第二直线导轨移动副(8)的轴线和中心立柱(15)的轴线均垂直于定平台(I)，并且第一直线导轨移动副(3)的轴线和中心立柱(15)的轴线构成平面P1，第二直线导轨移动副(8)的轴线和中心立柱(15)的轴线构成平面P2，平面Pl与平面P2垂直。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大刚度PRU+PURU+S二自由度球面并联机构。该二自由度球面并联机构包括定平台、动平台、第一运动支链、第二运动支链和一个中心支链组成。第一运动支链依次由第一直线导轨移动副、第一主动滑块、第一转动副、从动杆和第一虎克铰组成。第二运动支链依次由第二直线导轨移动副、第二主动滑块、第二虎克铰、下连杆、第二转动副、上连杆和第三虎克铰组成；中心支链依次由中心立柱和中心球面副组成。本实用新型可实现动平台的二维转动运动，具有结构简单、承载能力强等优点。
【IPC分类】B25J9/00
【公开号】CN205310249
【申请号】CN201620012972
【发明人】周玉林, 杨龙, 杨中原, 刘扬
【申请人】燕山大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月8日