运动可解耦的三维平动并联机构的制作方法_4

文档序号:9095557阅读:来源:国知局
名格式,矩形的片状耳板53的后面与滚珠丝杠螺母主体块45的后面处于同一平面,片状耳板53的顶端面、底面之间并靠近片状耳板53的右端面有一耳板孔54,为通孔且与直线位移传感器6中的运动滑块44上的螺杆共轴线,耳板孔54的轴线与滚珠丝杠即中杆58的回转轴线平行,滚珠丝杠螺母7与直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆连接时,将直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆插入耳板孔54中后,用螺母及垫片锁死,使滚珠丝杠螺母7与直线位移传感器6的运动滑块44共同运动。
[0056]加强筋55为一个水平截面为等腰直角三角形的平板结构件,加强筋55两个直角端面为两个矩形面,其中的一个直角端面与片状耳板53的前端面固定连接,另一个直角端面与滚珠丝杠螺母主体块45的右端面固定连接,起片状耳板53与滚珠丝杠螺母主体块45之间的加强支撑作用;上述各构件的连接可以采用焊接的方式或通过一体成型加工完成。
[0057]参阅图11,右杆57和左杆56为导向光杆,中杆58为丝杠,滚珠丝杠结构组件8可采用TBI的SFK0802.5T3D型滚珠丝杠,螺纹断面形状是哥德式牙型珠槽。所述的滚珠丝杠结构组件8由底座、左杆56、右杆57与中杆58组成。
[0058]底座为U字形支架类结构件,由左支架壁、右支架壁、底板组成;底座的底板上设置有I号底板孔59、2号底板孔60、3号底板孔61与4号底板孔62,2号底板孔60和3号底板孔61为定位孔,I号底板孔59和4号底板孔62为安装孔;左支架壁与右支架壁的内侧分别设置有安装左杆56、右杆57与中杆58的光孔,其中安装中杆58的孔为通孔,其余的光孔为盲孔;左支架壁与右支架壁相互平行地并垂直地安装在底板的两端,左杆56、中杆58、右杆57依次安装在左支架壁与右支架壁上,中杆58和左支架壁与右支架壁之间为转动连接,左杆56、右杆57和左支架壁与右支架壁之间为固定连接,左杆56、中杆58、右杆57的回转轴线平行共存于同一水平面内;驱动电机9电机轴的输出端通过联轴器与滚珠丝杠即中杆58的左端连接,构成整个并联机构的驱动系统;滚珠丝杠结构组件8通过其中底座的底板安装在定平台I上,采用销钉定位与螺钉固定。
[0059]并联机构第I支链III中的U型连接槽I安装在动平台II的第一短边处,即U型连接槽I中的顶板上的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和动平台II上的动平台第一组孔相对应,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 ;1号U型槽孔23与4号动平台孔22之间和3号U型槽孔25与2号动平台孔20之间采用销钉定位,2号U型槽孔24与3号动平台孔21之间和4号U型槽孔26与I号动平台孔19之间采用螺栓连接;U型连接槽I中的I号槽壁27、2号槽壁28采用销轴和连接块2的上端转动连接,连接块2下端的I号螺柱32与S型力传感器3的上端螺纹连接;S型力传感器3的下端与上连杆4上端的2号螺柱35螺纹连接;上连杆4的底端杆体36与下连杆5上端的横杆38套装在一起,两者之间为滑动连接;下连杆5的下端和滚珠丝杠螺母7顶端的左支撑臂49与右支撑臂50采用螺栓转动连接;珠丝杠螺母7套装在滚珠丝杠结构组件8中的左杆56、中杆58、右杆57上,珠丝杠螺母7上的左杆孔46与右杆孔48依次和左杆56与右杆57之间为滑动连接,珠丝杠螺母7上的中杆孔47与滚珠丝杠即中杆58之间为螺纹连接;滚珠丝杠结构组件8通过其中底座的底板安装在定平台I上的第一组孔处,并联机构第I支链III中的滚珠丝杠结构组件8通过其中底座的底板安装在定平台I上的第一组孔处,即I号底板孔59对应I号滚珠丝杠孔11,2号底板孔60对应2号滚珠丝杠孔12,3号底板孔61对应3号滚珠丝杠孔13,4号底板孔62对应4号滚珠丝杠孔14 ;1号底板孔59与I号滚珠丝杠孔11和4号底板孔62与4号滚珠丝杠孔14为用于紧固滚珠丝杠结构组件8的螺纹通孔,2号底板孔60与2号滚珠丝杠孔12和3号底板孔61与3号滚珠丝杠孔13为用于定位滚珠丝杠结构组件8的光盲孔,采用销钉定位与采用螺钉将滚珠丝杠结构组件8与定平台I连接;滚珠丝杠螺母7上的片状耳板53通过其耳板孔54与直线位移传感器6中的运动滑块44进行螺纹连接;直线位移传感器6安装在定平台I,确切地说,将I号位移传感器孔40对应I号位移传感器安装孔15、2号位移传感器孔41对应2号位移传感器安装孔16、3号位移传感器孔42对应3号位移传感器安装孔17与4号位移传感器孔43对应4号位移传感器安装孔18后,采用螺钉紧固直线位移传感器6。驱动电机9的输出轴与滚珠丝杠结构组件8中的滚珠丝杠即中杆58的左端采用联轴器进行连接。
[0060]实施例中的驱动电机9可选用伺服电机,S型力传感器3根据技术设计选用合适尺寸和量程的S型拉压力传感器,直线位移传感器6可选用微型滑块位移传感器,直线位移传感器连接线包含电源线与信号线,电源线连接电源,信号线可通过变送器或滤波、放大电路连接到具有A/D功能的控制器获得传感器数据。
[0061]并联机构第2支链IV与并联机构第3支链V和并联机构第I支链III一样以相同的方式和定平台I与动平台II相连接:
[0062]并联机构第2支链IV中的2号U型连接槽安装在动平台II上的设置有第二组孔的第二短边处,采用2号螺栓连接与2号销钉定位连接,并联机构第2支链IV中的2号滚珠丝杠结构组件通过其中2号底座的2号底板安装在定平台I的第二组孔处,采用2号销钉定位与2号螺钉固定。
[0063]并联机构第3支链V中的3号U型连接槽安装在动平台II上的设置有第三组孔的第三短边处,采用3号螺栓连接与3号销钉定位连接,并联机构第3支链IV中的3号滚珠丝杠结构组件通过其中3号底座的3号底板安装在定平台I的第三组孔处,采用3号销钉定位与3号螺钉固定。
[0064]其中:U型连接槽1、2号U型连接槽与3号U型连接槽结构相同;螺栓、2号螺栓与3号螺栓结构相同;销钉、2号销钉与3号销钉结构相同;螺钉、2号螺钉与3号螺钉结构相同;滚珠丝杠结构组件8、2号滚珠丝杠结构组件与3号滚珠丝杠结构组件结构相同。
[0065]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和定平台I与动平台II相连接,组成本实用新型所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构。
[0066]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工作原理:
[0067]本实用新型所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构从定平台I到动平台II的每条支链分别皆由平动副、转动副、平动副、转动副以及它们之间的连杆组成,滚珠丝杠8与定平台I固联,直线位移传感器6检测滚珠丝杠螺母7的行程,在各支链的连接块2处安装有S型力传感器3,用来测量动平台II运动时各支链的受力情况;驱动电机9和滚珠丝杠结构组件8构成三维平动并联机构的驱动系统。
[0068]本实用新型只能实现3个自由度的平动,限制了转动自由度,在运动学解算时,能直接解耦,提高了系统的响应速度,便于实时控制。
[0069]以上所述仅为本实用新型的优选实例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种运动可解耦的三维平动并联机构,其特征在于,所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构包括定平台(I)、动平台(II )、并联机构第I支链(III)、并联机构第2支链(IV )与并联机构第3支链(V ); 并联机构第I支链(III)、并联机构第2支链(IV )与并联机构第3支链(V )结构相同,动平台(II)位于定平台(I)的上方,并联机构第I支链(III)、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(III)、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(III)、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(III)、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。2.按照权利要求1所述的运动可解耦的三维平动并联机构,其特征在于,所述的定平台(I)为圆形平板类结构件,定平台(I)的圆心处设置有定平台中心孔(10),定平台(I )上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相邻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、孔的结构尺寸和孔与孔之间的位置关系完全相同。3.按照权利要求2所述的运动可解耦的三维平动并联机构,其特征在于,所述的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)与4号位移传感器安装孔(18); 所述的I号滚珠丝杠孔(11)、2号滚珠丝杠孔(12)、3号滚珠丝杠孔(13)与4号滚珠丝杠孔(14)和定平台中心孔(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,2号滚珠丝杠孔(12)和3号滚珠丝杠孔(13)为光盲孔,I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)所在的直线平行于定平台中心孔(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
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