运动可解耦的三维平动并联机构的制作方法_3

文档序号:9095557阅读:来源:国知局
II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V的结构完全相同,并且它们与定平台1、动平台II的连接方式也完全相同。
[0039]动平台II位于定平台I的上方,并联机构第I支链II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V位于动平台II与定平台I之间;并联机构第I支链II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V的上端和动平台II固定连接,并联机构第I支链II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V的下端和定平台I固定连接,并联机构第I支链II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V在动平台II与定平台I的周围呈均匀地分布,并联机构第I支链II1、并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V中相邻两支链之间的夹角为120 度。
[0040]下面以并联机构第I支链III为主说明本实用新型所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构的结构与连接方式。
[0041]所述的并联机构第I支链III包括有U型连接槽1、连接块2、S型力传感器3、上连杆4、下连杆5、直线位移传感器6、滚珠丝杠螺母7、滚珠丝杠结构组件8以及驱动电机9。
[0042]参阅图2,所述的定平台I为圆形平板类结构件,定平台I的圆心处设置有I个定平台中心孔10,定平台中心孔10主要起圆心定位作用;而且在定平台I上沿圆周方向还均匀地设置了 3组孔,即沿圆周方向依次设置有定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔,定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中任何相邻的两组孔之间的夹角为120度,定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔依次和定平台中心孔10的距离相等,定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中的孔的个数、孔的结构尺寸、孔与孔之间的排列方式和位置关系完全相同。
[0043]定平台第一组孔包括I号滚珠丝杠孔11、2号滚珠丝杠孔12、3号滚珠丝杠孔13、4号滚珠丝杠孔14、I号位移传感器安装孔15、2号位移传感器安装孔16、3号位移传感器安装孔17、4号位移传感器安装孔18 ;1号滚珠丝杠孔11、2号滚珠丝杠孔12、3号滚珠丝杠孔13和4号滚珠丝杠孔14与定平台中心孔10设置在同一条半径上,I号滚珠丝杠孔11和4号滚珠丝杠孔14是螺纹通孔,用于紧固滚珠丝杠结构组件8 ;2号滚珠丝杠孔12和3号滚珠丝杠孔13为光盲孔,用于定位滚珠丝杠结构组件8 ;1号位移传感器安装孔15和4号位移传感器安装孔18所在的直线平行于定平台中心孔10与I号滚珠丝杠孔11所在的直线;2号位移传感器安装孔16和3号位移传感器安装孔17所在的直线也平行与定平台中心孔10与I号滚珠丝杠孔11所在的直线;1号位移传感器安装孔15、2号位移传感器安装孔16、3号位移传感器安装孔17和4号位移传感器安装孔18位于一个矩形的4个顶点处,I号位移传感器安装孔15、2号位移传感器安装孔16、3号位移传感器安装孔17和4号位移传感器安装孔18是与直线位移位移传感器6自身设置的I号位移传感器孔40、2号位移传感器孔41、3号位移传感器孔42与4号位移传感器孔43相对应的孔,采用螺钉紧固直线位移传感器6。
[0044]参阅图3,所述的动平台II为六边形的平板类结构件,确切地说,该结构件是将一个大的正三角形的平板类结构件在三个顶角处切去三个小的正三角形的平板类结构件而得到的。在六边形的动平台II的三个短边处设置有3组均匀分布的孔,即设置有动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔,动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔中相邻两组孔之间的夹角为120度,动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔依次和动平台短边的距离相等,动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔中的孔的个数、孔的结构尺寸、孔与孔之间的排列方式和位置关系完全相同。
[0045]动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔皆由两个定位孔和两个螺纹孔组成。动平台第一组孔包括I号动平台孔19、2号动平台孔20、3号动平台孔21与4号动平台孔22,I号动平台孔19、2号动平台孔20、3号动平台孔21与4号动平台孔22分布在一个矩形的4个顶点上。I号动平台孔19和3号动平台孔21是螺纹通孔,主要起定位作用;2号动平台孔20和4号动平台孔22为盲孔;1号动平台孔19、2号动平台孔20、3号动平台孔21、4号动平台孔22的连线构成一个矩形,连接I号动平台孔19与4号动平台孔22的边的中心线与该六边形的短边的中心线重合。动平台第二组孔与动平台第三组孔的设置位置与排列可参照动平台第一组孔的设置方式布置在动平台II的其它两短边处,动平台II上可安装手柄,用于遥操纵领域。
[0046]参阅图4,所述的U型连接槽I为U型的结构件,由I号槽壁27、2号槽壁28与顶板组成,顶板上分布有和动平台II上的动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔相对中的I号U型槽孔23、2号U型槽孔24、3号U型槽孔25与4号U型槽孔26,即I号U型槽孔23对应4号动平台孔22,2号U型槽孔24对应3号动平台孔21,3号U型槽孔25对应2号动平台孔20,4号U型槽孔26对应I号动平台孔19,I号U型槽孔23、2号U型槽孔24、3号U型槽孔25与4号U型槽孔26中心连线构成的矩形的中心线与U型连接槽I顶板的矩形中心线重合;1号U型槽孔23和3号U型槽孔25对应定位孔,2号U型槽孔24和4号U型槽孔26对应螺纹通孔;U型连接槽I的I号槽壁27、2号槽壁28的下端是拱形结构,在拱形结构的圆心处设置有I号槽壁孔29与2号槽壁孔30,I号槽壁孔29与2号槽壁孔30的回转轴线重合,并与顶板平行且垂直于经过3号U型槽孔25和4号U型槽孔26的直线,I号槽壁孔29与2号槽壁孔30和连接块2的上端转动连接,且I号槽壁孔29和2号槽壁孔30的轴线与U型连接槽I顶板底面的距离应大于连接块2拱形结构半圆的半径。
[0047]参阅图5,所述的连接块2是由长方体与半圆柱体的组合体,半圆柱体的中心处设置有一通孔即连接块孔31,连接块2上的连接块孔31放入U型连接槽I上的I号槽壁孔29与2号槽壁孔30之间并对正,再采用销轴将两者转动连接;连接块2的长方体的底面的中心处设置有与S型力传感器3螺纹连接的I号螺柱32。
[0048]参阅图6,所述的S型力传感器3可采用航宇东方的HT-7311S3型力传感器,I号力传感器孔33和2号力传感器孔34为S型力传感器3的安装孔,位于S型力传感器3上、下端的中心处。
[0049]参阅图7,所述的上连杆4由2号螺柱35、中间杆体与底端杆体36组成。中间杆体为正四棱柱体结构件,底端杆体36为长方体结构件,底端杆体36上沿纵向设置有与下连杆5滑动连接的T型槽37 ;2号螺柱35位于中间杆体顶端面的中心处,两者连成一体,中间杆体的底端面位于横置的底端杆体36的上端面的中心处,两者连成一体,2号螺柱35回转中心、中间杆体的对称中心与横置的底端杆体36对称中心重合。
[0050]参阅图8,所述的下连杆5为T字型结构件,下连杆5由横杆38与下连杆体组成;横杆38为工字形钢杆,确切地说,横杆38是横截面为工字形的等截面直杆类钢质结构件,横杆38与上连杆4下端的底端杆体36上的T型槽37滑动连接;横杆38底面的正中间位置与下连杆体的顶端面焊接固定,下连杆体基本为矩形横截面的直杆类钢质结构件,下连杆体顶端为小矩形横截面的直杆段,小矩形横截面的直杆段的厚度与横杆38底端厚度相等,下连杆体的底端面为半圆柱面,半圆柱体的回转中心处设置有下连杆孔39,下连杆孔39回转轴线与横杆38平行,下连杆孔39回转轴线与横杆38的纵向对称面共面,下连杆体的下端通过下连杆孔39与滚珠丝杠螺母7的顶端采用销轴转动连接。
[0051]参阅图9,所述的直线位移传感器6可采用KFM微型滑块位移传感器。通过I号位移传感器孔40、2号位移传感器孔41、3号位移传感器孔42、4号位移传感器孔43安装固定在定平台I上,直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆与滚珠丝杠螺母7的耳板孔54进行螺纹连接,测量螺母的直线位移。
[0052]参阅图10,滚珠丝杠螺母7包括有滚珠丝杠螺母主体45、左支撑臂49、右支撑臂50、片状耳板53与加强筋55。
[0053]所述的滚珠丝杠螺母主体块45由长方体切去上方两个小三棱柱构成,与丝杠垂直的两个面为前端面(里侧)和后端面(外侧),距离定平台I中心较近的面为前端面,距离定平台I中心较远的面为后端面,位于前端面左侧的面为左端面,位于前端面右侧的面为右端面,位于前端面上边的面为顶端面,位于前面底端的面为底面;左杆孔46、中杆孔47、右杆孔48为从前端面至后端面的通孔,从前面看,左杆孔46位于中杆孔47右侧,右杆孔48位于中杆孔47左侧;中杆孔47与左杆孔46之间的距离和中杆孔47与右杆孔48之间的距离相等,为LI,左杆孔46距离左端面的距离为L2,右杆孔48距离右端面的距离为L2,其中,左杆孔46和右杆孔48为导向光孔,中杆孔47为滚珠丝杠孔,中杆孔47的轴线与滚珠丝杠的轴线共线,左杆孔46和右杆孔48的轴线与滚珠丝杠的轴线平行,且三个孔的轴线位于和顶端面、底面平行的同一平面内,三个孔轴线所在的平面位于滚珠丝杠螺母主体块45水平中间截面的下方;
[0054]滚珠丝杠螺母主体块45顶端面的中心处设置有两个有一定间距的拱形结构的左支撑臂49与拱形结构的右支撑臂50,左支撑臂49与右支撑臂50的顶端为半圆柱体,两个半圆柱体的中心处皆设置有通孔,分别为左支撑臂孔51和右支撑臂孔52,左支撑臂孔51和右支撑臂孔52共轴线且和左杆孔46、中杆孔47与右杆孔48回转轴线所在平面平行,左支撑臂孔51与右支撑臂孔52的回转轴线和滚珠丝杠即中杆58的回转轴线垂直;左支撑臂孔51和右支撑臂孔52的轴线与滚珠丝杠螺母主体块45的顶端面的距离应大于下连杆5底端面即半圆柱面的半径,左支撑臂49与右支撑臂50的顶端和下连杆5的下端转动连接。
[0055]滚珠丝杠螺母主体块45的右端面居中位置设置有一矩形的片状耳板53,矩形的片状耳板53各端面的命名同滚珠丝杠螺母主体块45各端面的命
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