专利名称：一种三轴数控平面型并联操作手的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三轴数控平面型并联操作手，具体地说，为特别是长工件、大工件的数控加工、输送、进给操作提供一种新型高效的数控装置。
背景技术：
工业上往往需要结构简单、制造成本低的平面型三自由度数控操作平台，例 如长工件、大工件的大范围金属切削加工、焊接、切割、测量、喷涂、雕刻等作业时，已有 的串联机器人操作手结构复杂、刚性差、动态响应性能差，而一般的并联操作手，例如， 二滑块在同一导轨上的各种二自由度平面操作手，如专利申请文献200420083801.0、 [200710177514. 4等)、二滑块在二个平行导轨上的二自由度平面操作手，如专利申请文献200910181312. 6200910181313. 0等，均只能提供二自由度的平面位置X、Y的定位，而 不能提供垂直于该平面的转动角度。专利申请文献201010256966. 3提供了一种3个输出 为Χ、Υ、θ的三轴平面型数控并联运动操作平台，但工件的位姿变化范围不是很大。为此， 本发明提供一种结构简单、操作容易、制造成本低、运动范围更大、输出仍为X、Y、θ的三轴 平面型数控并联操作手。
发明内容
本发明提供的一种三轴数控平面型并联操作手，包括固定在机架(0)上的直线导 轨一(MM')、直线导轨二(KK')、直线导轨三(LL')、滑块一(1)、滑块二(2)、滑块三(3)、 平台操作滑块四(6)、连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)，平台操作滑块四(6)与连杆二 (5)构成移动副四(P6)后，又以转动副一(R5)与连杆一⑷连接，而连杆二(5)的一端以 转动副二(R8)连接连杆三(7)；进一步，连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)的另一端，分别 以转动副三(R4)、转动副四(R7)、转动副五(R9),联接与直线导轨二(KK')构成移动副一 (P1)的滑块一(3)、与直线导轨三(LL')构成移动副二(P2)的滑块二(2)、与直线导轨一 (MM')构成移动副三(P3)的滑块三(3)。其中，直线导轨一(MM')、直线导轨二(KK')、直 线导轨三(LL')三者在相互平行的平面内或在同一平面内；进一步，直线导轨一(MM')、 直线导轨二(KK')、直线导轨三(LL')可以分别二二重合成为二根导轨或三者重合成为 一根导轨。当三个滑块取不同的位置时，安装有工件或切削刀具的平台操作滑块四(6)的位 置和姿态X、Y、θ是唯一确定的。反之，一旦知道平台操作滑块四(6)的位置和姿态，就可 以通过控制三个滑块来实现。该并联操作手具有结构简单、制造容易、控制解耦、运动工作 空间大、定位精度高等优点，可广泛用于长工件、大工件的数控加工或操作工件的长距离输 送、进给，以满足不同位姿的精确定位。
附图1为本发明的第一种实施例机构示意图。
附图2为本发明的第二种实施例机构示意图。附图3为本发明的第三种实施例机构示意图。
附图4为本发明的第一种实施例机构具有较大工作空间的原理示意图。
具体实施例方式附图1为本发明三轴数控平面型并联操作手的第一个实施例，它包括固定在机架 0上的直线导轨一 MM'、直线导轨二 KK'、直线导轨三LL'、滑块一 1、滑块二 2、滑块三3、 平台操作滑块四6、连杆一 4、连杆二 5、连杆三7，平台操作滑块四6与连杆二 5构成移动副 四P6后，又以转动副一 R5与连杆一 4连接，而连杆二 5的一端以转动副二 R8连接连杆三7 ； 进一步，连杆一 4、连杆二 5、连杆三7的另一端，分别以转动副三R4、转动副四R7、转动副五 R9，联接与直线导轨二 KK'构成移动副一 P1的滑块一 3、与直线导轨三LL'构成移动副二 P2的滑块二 2、与直线导轨一匪'构成移动副三P3的滑块三3，其中，直线导轨一匪'、直 线导轨二 KK'、直线导轨三LL'三者在相互平行的平面内或在同一平面内；附图2为本发明三轴数控平面型并联操作手的第二个实施例，直线导轨一 MM'、 直线导轨二 KK'、直线导轨三LL'分别二二重合成为二根导轨，其中，图2(a)是直线导轨 二 KK'、直线导轨三LL'重合；图2(b)是直线导轨一MM'、直线导轨二 KK'重合；图2(c) 是直线导轨一 MM'、直线导轨三LL'重合；图3为本发明三轴数控平面型并联操作手的第三个实施例，直线导轨一 MM'、直 线导轨二 KK'、直线导轨三LL'三者重合成为一根导轨。该操作手的工作原理和优点如下当控制三个滑块取不同的位置时，安装有工件或刀具的平台操作滑块四6的位置 和姿态Χ、Υ、θ是唯一确定的，反之，一旦知道平台操作滑块四6的位置和姿态，就可以通过 控制三个滑块来实现。通过特定的控制，还能使该机构从图4 (a)所示的构型，越过图4(b)所示的运动奇 异位置，达到图4(c)所示的另一个不同的构型，从而大大扩大了平台操作滑块四6的运动 工作空间；而当三个滑块取相同的速度时，平台操作滑块四6能以一个固定姿态实现沿X轴 向的长距离输送或进给，在达到所需的工作区域后，再以不同的位姿精确操作或加工，可广 泛用于长工件、大工件的数控加工或操作，此时动力头上的刀具或操作器仅作自身的高速 转动即可；也可用于工件的长距离输送、进给，需要工件以莱一位姿进给或定位于空间某一 特定位置。该操作手具有结构简单、制造容易、控制解耦、定位精度高等优点。
权利要求
一种三轴数控平面型并联操作手，包括固定在机架(0)上的直线导轨一(MM′)、直线导轨二(KK′)、直线导轨三(LL′)、滑块一(1)、滑块二(2)、滑块三(3)、平台操作滑块四(6)、连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)，其特征是平台操作滑块四(6)与连杆二(5)构成移动副四(P6)后，又以转动副一(R5)与连杆一(4)连接，而连杆二(5)的一端以转动副二(R8)连接连杆三(7)；进一步，连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)的另一端，分别以转动副三(R4)、转动副四(R7)、转动副五(R9)，联接与直线导轨二(KK′)构成移动副一(P1)的滑块一(3)、与直线导轨三(LL′)构成移动副二(P2)的滑块二(2)、与直线导轨一(MM′)构成移动副三(P3)的滑块三(3)。
2.按权利要求1所述的三轴数控平面型并联操作手，其特征是直线导轨一(MM')、直 线导轨二(KK')、直线导轨三(LL')三者在相互平行的平面内或在同一平面内。
3.按权利要求1所述的三轴数控平面型并联操作手，其特征是直线导轨一(MM')、直 线导轨二(KK')、直线导轨三(LL')分别二二重合成为二根导轨或三者重合成为一根导 轨。
全文摘要
一种三轴数控平面型并联操作手，包括固定在机架(0)上的直线导轨一(MM′)、直线导轨二(KK′)、直线导轨三(LL′)、滑块一(1)、滑块二(2)、滑块三(3)、平台操作滑块四(6)、连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)，其特征是平台操作滑块四(6)与连杆二(5)构成移动副四(P6)后，又以转动副一(R5)与连杆一(4)连接，而连杆二(5)的一端以转动副二(R8)连接连杆三(7)；进一步，连杆一(4)、连杆二(5)、连杆三(7)的另一端，分别以转动副三(R4)、转动副四(R7)、转动副五(R9)，联接与直线导轨二(KK′)构成移动副一(P1)的滑块一(3)、与直线导轨三(LL′)构成移动副二(P2)的滑块二(2)、与直线导轨一(MM′)构成移动副三(P3)的滑块三(3)。这种平面型并联操作手结构简单、制造容易、控制解耦、运动工作空间大、定位精度高等优点，可广泛用于数控加工或操作。
文档编号B25J9/08GK101966652SQ20101027998
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者沈惠平, 王玮, 邓嘉鸣, 陆雁翎 申请人:常州大学