4号位移传感器安装孔(18)位于一个矩形的4个顶点处；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)是与直线位移位移传感器￠)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。4.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，所述的动平台(II )为由3个长边与3个短边相间设置所围成的六边形的平板类结构件，在六边形的动平台(II )的三个短边处依次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的三个短边的距离相等，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、孔的结构尺寸和孔与孔之间的位置关系完全相同。5.按照权利要求4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) ;1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，2号动平台孔(20)和4号动平台孔(22)为起定位作用的盲孔；连接I号动平台孔(19)与4号动平台孔(22)的边的中心线与动平台(II )的短边的中心线重合，动平台第一组孔与并联机构第I支链(III)中的U型连接槽(I)上的孔相对应，即I号动平台孔(19)对应4号U型槽孔(26)，2号动平台孔(20)对应3号U型槽孔(25)，3号动平台孔(21)对应2号U型槽孔(24)，4号动平台孔(22)对应I号U型槽孔(23)。6.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，所述的并联机构第I支链(III)包括有U型连接槽(I)、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￠)、滚珠丝杠螺母(7)、滚珠丝杠结构组件(8)以及驱动电机(9)； U型连接槽(I)中的I号槽壁(27)与2号槽壁(28)采用销轴与连接块(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)与右杆(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￠)中的运动滑块(44)进行螺纹连接，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。7.按照权利要求6所述的运动可解耦的三维平动并联机构，其特征在于，所述的滚珠丝杠螺母(7)包括有滚珠丝杠螺母主体块(45)、左支撑臂(49)、右支撑臂(50)、片状耳板(53)与加强筋(55); 所述的滚珠丝杠螺母主体块(45)为长方体形结构件，其上设置有从前端面至后端面的左杆孔(46)、中杆孔(47)与右杆孔(48)，中杆孔(47)与左杆孔(46)之间的距尚和中杆孔(47)与右杆孔(48)之间的距离相等，左杆孔(46)和右杆孔(48)为光孔，中杆孔(47)为滚珠丝杠孔，左杆孔(46)和右杆孔(48)的轴线与中杆孔(47)的轴线平行，且三个孔的轴线位于和滚珠丝杠螺母主体块(45)的顶端面、底面平行的同一平面内； 左支撑臂(49)与右支撑臂(50)安装在滚珠丝杠螺母主体块(45)顶端面的中心处，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)的回转轴线所在平面平行； 矩形的片状耳板(53)安装在滚珠丝杠螺母主体(45)右端面的中间位置，矩形的片状耳板(53)的后端面与滚珠丝杠螺母主体(45)的后面共面，片状耳板(53)的外端设置有与直线位移传感器(6)连接用的耳板孔(54); 加强筋(55)为等腰直角三角形的平板结构件，加强筋(55)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(45)的右端面固定连接。8.按照权利要求6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)顶端面的中心处，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)的对称中心重合； 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； 所述的横杆(38)是横截面为工字形的等截面直杆类钢质结构件，下连杆体为矩形横截面的直杆类钢质结构件，下连杆体顶端为矩形横截面的直杆段，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，横杆(38)底面的正中间位置与下连杆体的顶端面焊接固定。9.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 )固定连接是指: 并联机构第I支链(III)中的U型连接槽(I)安装在动平台(II )的第一组孔上，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)之间采用销钉定位连接，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；同样: 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 )的第二组孔上，采用2号销钉定位与2号螺栓将2号U型连接槽与动平台(II )连接； 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 )的第三组孔上，采用3号销钉定位与3号螺栓将3号U型连接槽与动平台(II )连接。10.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 )固定连接是指: 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 )上的第一组孔上，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￠0)与2号滚珠丝杠孔(12)和3号底板孔￠1)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； 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号螺钉将2号滚珠丝杠结构组件与定平台(I )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 )的第三组孔上，采用3号销钉定位与3号螺钉将3号滚珠丝杠结构组件与定平台(I )连接； 其中:u型连接槽(I)、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；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。
【专利摘要】本实用新型公开了运动可解耦的三维平动并联机构，为克服并联机构运动学正解解算困难、运动空间小、动平台(Ⅱ)的位置与方向强耦合、响应速度较慢和造价高等问题；其包括定平台(Ι)、动平台(Ⅱ)、并联机构第1支链(Ⅲ)、并联机构第2支链(Ⅳ)与并联机构第3支链(Ⅴ)；动平台(Ⅱ)位于定平台(Ι)的上方，并联机构第1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(Ι)之间；并联机构第1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1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(Ι)固定连接。
【IPC分类】B25J9/08, B25J9/00
【公开号】CN204748616
【申请号】CN201520548710
【发明人】巩明德, 李天旭, 胡孔明, 赵保强
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月27日