一种用于钢模加工的三自由度工作平台的制作方法

本发明涉及一种用于钢模加工的三自由度工作平台，也就是说，为钢模加工等提供一个新的零耦合度且具有符号式位置正解的、能变换空间位姿的三自由度工作平台。

背景技术：

钢模是一种用于浇制混凝土管片的必备设备，而钢模加工制造过程中，常需要不断地进行对钢模进行焊接、打磨、倒角、钻孔等工艺，从而需要经常变换钢模在空间的位置和姿态。目前，通常靠人工、吊车等配合完成，工人劳动量大、费力，且加工精度差且生产效率低，迫切需要一种自动化装置去完成。为此，本发明提供一种经济、实用的三自由度工作平台，较易地实现钢模加工工作平台在空间的三自由度位姿变换。

技术实现要素：

本发明的目的是要克服现有技术的不足，而提供一个新的零耦合度且具有符号式位置正解的、能变换空间位姿的三自由度工作平台。这个工作平台具有结构简单、零耦合度、符号式运动学正解、部分运动解耦等优点。

本发明的技术方案是，一种用于钢模加工的三自由度工作平台，包含动平台(1)、静平台(0)、第i支链、第ii支链及第iii支链，其特征在于：第i支链包含滑块一、一个由转动副一(r32)和转动副二(r33)串联构成的万向节，滑块一的底侧用移动副三(p31)与静平台(0)连接，滑块一的上侧用转动副一(r32)连接，而转动副二(r33)与动平台(1)的一端连接；第ii支链一端的球副一(s13)连接于第iii支链上，第ii支链另一端的球副二(s12)连接于滑块二，而滑块二与静平台(0)用移动副一(p11)连接；第iii支链一端的球副三(s23)连接于动平台(1)的另一端，第iii支链另一端的球副四(s22)连接于滑块三，而滑块三与静平台(0)用移动副二(p21)连接。

上述用于钢模加工的三自由度工作平台，其特征在于：在静平台(0)上的移动副一(p11)、移动副二(p21)在同一个直线导轨上，移动副三(p31)的轴线在另一个平行的直线导轨上。

上述用于钢模加工的三自由度工作平台，其特征在于：其机构耦合度为零，且具有符号式位置正解，及输入-输出部分运动解耦性。

附图说明

附图1为本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

图1所示的工作平台可为本发明的实施例，其技术方案是这样的：一种用于钢模加工的三自由度工作平台，包含动平台1、静平台0、第i支链、第ii支链及第iii支链，第i支链包含滑块一、一个由转动副一r32和转动副二r33串联构成的万向节，滑块一的底侧用移动副三p31与静平台0连接，滑块一的上侧用转动副一r32连接，而转动副二r33与动平台1的一端连接；第ii支链一端的球副一s13连接于第iii支链上，第ii支链另一端的球副二s12连接于滑块二，而滑块二与静平台0用移动副一p11连接；第iii支链一端的球副三s23连接于动平台1的另一端，第iii支链另一端的球副四s22连接于滑块三，而滑块三与静平台0用移动副二p21连接。

静平台0上的移动副一p11、移动副二p21的轴线在同一个直线导轨上，而移动副三p31的轴线在另一个平行的直线导轨上。

当移动副一p11、移动副二p21、移动副三p31为驱动时，这种三自由度工作平台的动平台1可产生沿直线导轨的移动和绕转动副一r32和转动副二r33轴线转动的空间运动，可实现钢模的空间位姿变换。

这种用于钢模加工的三自由度工作平台的优势是：1)其机构耦合度为零，且具有符号式位置正解；2)同时具有输入-输出部分运动解耦性；3)加工、制造容易，经济实用。

技术特征：

1.一种用于钢模加工的三自由度工作平台，包含动平台(1)、静平台(0)、第i支链、第ii支链及第iii支链，其特征在于：第i支链包含滑块一、一个由转动副一(r32)和转动副二(r33)串联构成的万向节，滑块一的底侧用移动副三(p31)与静平台(0)连接，滑块一的上侧用转动副一(r32)连接，而转动副二(r33)与动平台(1)的一端连接；第ii支链一端的球副一(s13)连接于第iii支链上，第ii支链另一端的球副二(s12)连接于滑块二，而滑块二与静平台(0)用移动副一(p11)连接；第iii支链一端的球副三(s23)连接于动平台(1)的另一端，第iii支链另一端的球副四(s22)连接于滑块三，而滑块三与静平台(0)用移动副二(p21)连接。

2.按权利要求1所述的用于钢模加工的三自由度工作平台，其特征在于：在静平台(0)上的移动副一(p11)、移动副二(p21)在同一个直线导轨上，移动副三(p31)的轴线在另一个平行的直线导轨上。

3.按权利要求1和2所述的用于钢模加工的三自由度工作平台，其特征在于其机构耦合度为零，且具有符号式位置正解，及输入-输出部分运动解耦性。

技术总结
一种用于钢模加工的三自由度工作平台，包含动平台(1)、静平台(0)、第I支链、第II支链及第III支链，第I支链包含滑块一、一个由转动副一(R32)和转动副二(R33)串联构成的万向节；第II支链一端的球副一(S13)连接于第III支链上，第II支链另一端的球副二(S12)连接于滑块二，而滑块二与静平台(0)用移动副一(P11)连接；第III支链一端的球副三(S23)连接于动平台(1)的另一端，第III支链另一端的球副四(S22)连接于滑块三，而滑块三与静平台(0)用移动副二(P21)连接。这种三自由度工作平台，机构耦合度为零，且具有符号式位置正解，及输入‑输出运动解耦性，加工、制造容易。

技术研发人员：张银生;张宇霆;薛晓
受保护的技术使用者：江苏银旭隧道机械有限公司
技术研发日：2020.08.28
技术公布日：2020.12.04