CN100413656C - 空间非对称两自由度转动并联机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属并联机构领域，其结构是动平台通过两个结构完全相同的驱动分支和一个约束分支与定平台连接，三个分支与动平台和定平台的连接点呈等腰直角三角形分布，约束分支与动平台和定平台的连接点位于直角点，驱动分支与动平台和定平台的连接点位于斜边的两个端点。本发明具有刚度高、结构简单、承载能力高、动平台可以实现两维转动、易于控制、运动质量低、工作空间大、动态性能好等特点，特别适用于两自由度翻转的变位机。

Description

空间非对称两自由度转动并联机构
技术领域
本发明属于并联机构领域，特别涉及一种具有两维转动的并联机构。
背景技术
并联机器人机构属于空间多自由度多环闭链机构，和串联机构相比，并联机构具有刚度大、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点。目前，并联机构被广泛应用于除并联机器人外的虚拟轴机床、微动操作台、各种运动模拟器和传感器等方面。
目前3、6自由度的并联机构应用较为广泛，但空间非对称两自由度转动并联机构较少，此并联机构结构紧凑，承载能力高，特别适用于并联两自由度变位机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有两维转动的空间并联机构，该机构具有工作空间大，承载能力高、结构简单、易于控制等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该机构由动平台、定平台和连接动平台和定平台的两个完全相同的驱动分支和一个约束分支组成，其中：在驱动分支中，动平台与两个小立柱固联在一起，每个小立柱通过转动副与小连杆连接，每个小连杆通过虎克铰与上连杆连接，每个上连杆与下连杆通过移动副连接，每个下连杆与定平台通过虎克铰连接。在约束分支中，大立柱与定平台固联在一起，大立柱与小立柱通过虎克铰连接，小立柱与动平台固联在一起。三个分支与动平台和定平台的连接点呈等腰直角三角形分布，约束分支与动平台和定平台的连接点位于直角点，驱动分支与动平台和定平台的连接点位于斜边的两个端点。
附图说明
图1是空间非对称两自由度转动并联机构示意图；
图2是本发明的并联机构的驱动分支的上连杆与小立柱之间的结构示意图。
在图1中，1.动平台，2.小立柱，3.转动副，4.小连杆，5.虎克铰，6.上连杆，7.移动副，8.下连杆，9.虎克铰，10.定平台，11.大立柱，12.虎克铰，13.小立柱，14.轴座。
附图1为本发明公开的一个实施例。该机构由动平台1、定平台10和连接动平台和定平台的两个完全相同的驱动分支和一个约束分支组成。在驱动分支中，动平台1与两个小立柱2固联在一起，每个小立柱2通过转动副3与小连杆4连接，小连杆4通过虎克铰5与上连杆6连接，上连杆6与下连杆8通过移动副7连接，下连杆8与轴座14通过虎克铰9连接，每个轴座14与定平台10固联在一起。在约束分支中，大立柱11与定平台10固联在一起，大立柱11与小立柱13通过虎克铰12连接，小立柱13与动平台1固联在一起。转动副3的轴线通过虎克铰5的两个转轴的交点；三个分支与动平台1和定平台10的连接点呈等腰直角三角形分布，约束分支与动平台1和定平台10的连接点位于直角点，驱动分支与动平台1和定平台10的连接点位于斜边的两个端点。
本发明为空间非对称两自由度转动并联机构，具有非对称的结构，具有很好的运动学性能、承载能力大、刚度高以及较大的工作空间；其运动学正反解十分简单，使控制极为容易。

Claims (2)

1. 一种空间非对称两自由度转动并联机构，由动平台(1)、定平台(10)和连接动平台和定平台的三个分支组成，其特征是：在所述三个分支中，两个是完全相同的驱动分支，一个是约束分支；在驱动分支中，动平台(1)与小立柱(2)固联在一起，小立柱(2)通过转动副(3)与小连杆(4)连接，小连杆(4)通过虎克铰(5)与上连杆(6)连接，上连杆(6)与下连杆(8)通过移动副(7)连接，下连杆(8)与轴座(14)通过虎克铰(9)连接，轴座(14)与定平台(10)固联在一起；在约束分支中，大立柱(11)与定平台(10)固联在一起，大立柱(11)与小立柱(13)通过虎克铰(12)连接，小立柱(13)与动平台(1)固联在一起；转动副(3)的轴线通过虎克铰(5)的两个转轴的交点。
2. 根据权利要求1所述的空间非对称两自由度转动并联机构，其特征是：三个分支与动平台(1)和定平台(10)的连接点呈等腰直角三角形分布，约束分支与动平台(1)和定平台(10)的连接点位于该等腰直角三角形的直角点，两个驱动分支与动平台(1)和定平台(10)的连接点位于该等腰直角三角形斜边的两个端点。
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