CN100462197C

CN100462197C - 机器或仪器中终端零件的支撑和可编程移动的运动装置

Info

Publication number: CN100462197C
Application number: CNB028068300A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·图尔奈森; 雷蒙德·克拉韦尔
Original assignee: Willemin Machines SA
Current assignee: Willemin Machines SA
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: PL364104A1; CZ20032512A3; JP4523228B2; KR100882624B1; IL157476A0; EP1365887A1; CA2439881A1; CN1498149A; US20040052628A1; EA005147B1; WO2002066203A1; EP1234632A1; US8303238B2; EA200300921A1; IL157476A; SK11642003A3; KR20030096262A; PL205720B1; HUP0303205A2; JP2004524982A

Abstract

本发明涉及一种装置，其中支撑终端零件(21)的工作台(11)通过四个铰链(9)和(10)与两条腿连接，每条腿由两个构成可变形平行四边形的支撑杆(7)或(8)构成，每个支撑杆安装在沿X方向活动的滑块(3，4)上。围绕铰链(30)铰接在工作台(11)上的转动板(29)由控制杆(27)、转动控制杆(14)和侧杆(18)控制，它们分别通过铰链(26，13，17)连接在滑块(3，12，16)上。该装置构成一个有四个自由度的运动装置，即三个平移和一个转动，转动的角度可以大于120°。

Description

机器或仪器中终端零件的支撑和可编程移动的运动装置

技术领域

本发明涉及支撑和移动的运动装置的技术领域，这种运动装置可以可编程的方式和很高的精度操纵一个终端零件的在一个预先确定的工作区域内的平移和/或旋转移动。

背景技术

在把该装置纳入到一个加工中心的情况下，终端零件例如可以是一个加工工具(主轴、激光器、射水器、电火花工具等)，或者在传送机械、装配机器人、包装机、测量仪器、医疗仪器等情况下，它可以是一个夹持工具、一个安装工具，一个测量传感器、一个力反馈操纵杆的使用界面、一个天线、一个照相机支架等，或者是任何需要高精度和高动态定位及移动的装置。

在该领域，存在着许多需要一个夹持器的应用情况，夹持器的定向可以围绕一个与底部平行的轴进行控制。例如，通过复杂零件的加工进行的生产或高外观质量的零件的抛光就是这种情况。

特别是对于复杂小零件的高速生产，需要的机器不仅能够高速加工，而且还要能非常迅速地更换刀具，以便最大程度地减少清理切屑之间的时间。

通过它们的高动力(活动质量低和刚性高)，具有平行动力的机床可以满足这两个要求。但是，市场上现有的机器人和平行机床的主要缺点在于，它们的工作体积比较小，并且角度活动度非常有限。

欧洲专利EP0250470和美国专利US4976582中描述了一种性能非常好的结构，这种结构特别用于操纵一个终端零件、例如一个夹持构件的移动。在该结构中，从位于一个固定支架上的致动器出发，同时进行底部的三个自由度的控制，同时保持活动零件相对固定支架的平行度。由于它的高动态和它在空间的三个移动的活动性，这样的结构特别适用于以非常高的节奏移动轻的零件(每秒多于三次移动)。这种结构的独创性在于通过运动装置阻止夹持器的各种方向的运动。但是，这种装置不能满足需要一个或多个转动的应用。

另一方面，国际专利申请WO98/51443和WO99/32256涉及刀具的并行运动控制，如用于制造复杂零件、特别是涡轮叶片的机床中的铣刀。但是，如果希望保持一个良好的结构刚度，这些文献中描述的装置只能使刀具进行角度不大的运动(约为±30°)。

发明内容

本发明的目的是提出一种并行运动装置，这种装置比现有装置能更好且更全面地满足上面指出的需要，并且特别提供尽可能高的速度和工作精度，同时还可以对终端零件在一个体积尽可能大的工作区域内的移动的进行编程，并且确保在该工作体积内的性能一致。

因此，本发明涉及一种在一台机器或仪器中的一个终端零件的支撑和可编程移动的运动装置，该装置包括：

一个限定一个基准面的固定的底部，

一个支撑和移动结构，其设置用于使所述终端零件在一个预先确定的工作空间内随意移动，所述支撑和移动结构包括：

-至少两个导向构件，其在所述底部上被引导以只沿一个自由度移动，从而确定所述工作空间的x轴，

-至少两条刚性腿，其具有确定的长度，

-一个工作台，其支承所述终端零件，

-一个支撑和驱动铰链机构，其将每个所述导向构件连接到所述腿的一端部并将所述腿的另一端部连接到所述工作台，

-一个辅助结构，用于赋予所述终端零件绕属于所述工作台的转动轴进行一种转动运动，所述转动运动使所述转动轴以垂直于x轴的朝向y平行于其前一位置地移动，所述辅助结构包括：一个辅助导向构件，其在所述底部上被引导以只沿一个自由度移动；一个具有固定长度的辅助刚性的控制零件；一个铰链，其连接所述控制零件的一端部到所述辅助导向构件；及一个传递结构，其介于所述控制零件的另一端部与所述工作台之间，在所述传递结构上具有一传递铰链，用以响应所述辅助导向构件的移动而将一个合力传递给所述终端零件，

相对所述工作台所述传递结构的布置及所述传递铰链相对所述工作台的位置使得：对于所述终端零件在所述工作空间中的所有位置，在所述传递铰链处的所述合力的方向保持接近于一条垂直于这样的线条：相对对于所述终端零件在所述工作空间中的所有位置，所述线条将所述传递铰链接合连接到所述转动轴的直线的垂线，从而无论所述终端零件在所述工作空间中的位置如何，所述终端零件在整个工作空间内均经受可用扭矩。

并且，包括在所述辅助结构中的所述传递结构具有：一个围绕一个轴铰接在终端零件上的转动板，轴平行于属于所述工作台的轴；以及一个控制杆，控制杆的一端通过一个中间铰链铰接在转动板上，另一端铰接在支撑和移动结构的一条腿的一个支撑导向构件上，刚性控制零件因此作用在转动板上，而控制杆控制合力的方向。

另外终端零件和工作台是两个互相连成一体的构件，并且属于所述工作台的轴由腿在工作台上的铰链的位置确定。终端零件和工作台是两个不同的构件，两者通过一个铰链互相连接，工作台安装在底部上，从而所述导向构件使工作台做单纯的平移移动，所述属于工作台的轴为终端零件在工作台上的铰接轴。终端零件和工作台形成一个由两个互相连成一体的部分组成的单个复合构件，属于工作台的轴由腿在工作台上的铰链的位置确定，所述辅助结构的所述传递结构具有一个相对所述复合构件侧向突出的零件，一个在所述刚性控制零件与所述终端零件之间的铰链位于该零件上，该铰链的位置确定所述合力的方向。终端零件和工作台形成一个由两个互相连成一体的部分组成的单个复合构件，所述装置的特征在于，所述辅助结构的传递结构简化为一个在所述刚性控制零件与所述终端零件之间、决定所述合力的方向的铰链；并且辅助结构的所述导向构件安装在底部上，以便沿一条直线带动所述刚性控制零件，从而确定所述合力的方向。

所述支撑和移动结构包括由可沿一个自由度在底部上移动的所述导向构件之一启动的装置，用于使工作台在一个平行于所述属于工作台的转动轴的方向上移动，这些装置与所述辅助结构相配合。至少一部分铰链是球节形铰链，并且所述支撑和移动结构的布置可以使终端零件在形成所述工作空间的一个三维空间内移动。

至少三个有效铰链是转动轴相互平行的转动铰链，并且工作空间限制在包含在一个与所述基准面和转动轴方向垂直的平面内的一个表面上。所述铰链为枢轴铰链、球节铰链或万向节铰链。

需注意的是，辅助结构独立于腿支撑在底部上，且在终端零件上施加一个合力，在整个运动期间，该合力在垂直于与工作台连接的轴的一个平面内的投影始终距离所述与工作台连接的轴一个大概恒定的距离，以便使施加在终端零件上的力矩基本保持恒定。

附图说明

下面将参照附图描述本发明所述装置的各种实施例。

图1是该装置第一实施例的整体立体图；

图2是第一实施例的第一个变型的整体立体图；

图3是该装置第二实施例的整体立体图；

图4是第二实施例的一个变型的正视图；

图5是第三实施例的整体立体图；

图6是第三实施例的一个变型的正视图；

图7是第四实施例的整体立体图；

图8是第四实施例的一个变型的整体立体图；

图9是第二实施例的一个变型用于一个机床的立体图；

图10是该装置第一实施例的第二个变型的整体立体图。

具体实施方式

在本说明书中，术语“有效铰链”表示铰链所连接的装置运行时所需要的铰链，而不是那些允许内部活动的铰链，例如一个两端带有两个球节并能够自身转动的杆，这种铰链不提供任何的功能性。

附图示出一些用示意图表示的支撑和移动装置，这些装置可以用于机床、仪器或机器人，或者其它类型的工作机械、例如装配机。在一台零件输送机的情况下，终端零件可以是一个钳子、一个真空吸盘或任何其它类型的夹持构件。在一台机床的情况下，该终端零件可以是一个带有铣刀的主轴、一个打磨砂轮、一个钻头、一个工件夹具等，或者是一个射水装置、激光切割装置、电火花加工装置、去毛刺装置、喷砂处理装置、喷漆装置、抛光装置等。机器可以配有装在终端零件上的夹持器和加工刀具，例如安装在一个旋转头上，或者与一个主动或被动的工具更换器(即一个工具和/或工件支架的储存器)连接。

在下面描述的实施例中，为了更好地理解附图，终端零件用一个电机主体来表示，电机以刚性方式与一个称为工作台(nacelle)的刚性零件连接，工作台是支撑和移动结构的一部分。正如下面将要看到的，人们会遇到终端零件通过一个围绕与工作台连接的轴的转动装置安装在工作台上的情况。

在每种情况中，所描述的装置包括一个在多数情况下保持固定的基准底部1。该底部1一般由一个或多个与机器底座连接的平面表面构成，当然这些底部表面也可以是弯曲的。但是，为了描述的一致性，这些表面限定一个直角坐标参考系是很重要的，从中确定工作空间的X、Y、Z轴。该直角坐标参考系的X和Y轴定义为在装置底部的平面内，并且Y轴方向与工作台的转动轴平行。

图1、2示意性示出的装置是简化的装置，在这些装置中，结构零件的数量减少了。终端零件可以达到的工作空间不象例如其它尺寸相同的图3的装置可以达到得那么大，但是结构的简化使活动零件的重量降低，从而开辟了特殊应用的可能性，例如精度为首要重要的应用。

在图1所示装置的平面底部表面1设有一个具有一个平移自由度的直线棱柱形导轨2，导轨2限定一个方向，该方向按照惯例称为X方向。两个机动滑块3和4安装在导轨2上，操纵这些滑块的运动就可以使它们互相独立地在X方向移动。每个滑块3、4的两端、也就是在一条与X基本垂直的直线上分别有两个球节5和6，用于一对刚性支撑杆7和8在滑块上的支撑和铰接，每对支撑杆的上端带有两对球节9和10，球节9、10把一个工作台11铰接在成对杆7、8形成的两条腿上。每对杆7、8的两个杆最好是平行的。工作台11在此用一个直角平行六面体表示，它的矩形下表面的四个角的每个角上带有一个球节9、10。球节9、10也可以位于工作台11的平行六面体体积内的任何位置，但条件是一对球节的两个球节位于与工作台11的旋转轴平行的一条直线上。一个终端零件21(主动或被动构件)的主体刚性固定在工作台11上，终端零件例如是一个带有一个铣刀或其它旋转刀具的主轴，它的旋转轴可以朝向相对工作台的任何方向。

该装置另外包括一个辅助结构，控制工作台、因此也控制终端零件21的两个剩余自由度。该结构一方面包括一个用于操纵工作台转动的转动杆14，另一方面包括一个用于控制工作台在Y方向的自由度的侧杆18。

转动杆14的一端通过一个球节13与一个机动滑块12连接，机动滑块12可以在棱柱导轨2上移动，不受腿7、8的控制滑块3、4的支配。杆14的另一端通过一个球节15连接在一个与工作台11连成一体并且相对工作台11侧向突出的零件20的端部上。该布置可以在整个工作区域内保持一个非常接近作用在终端零件上的力的方向与球节10和15通过的直线之间的法线的角度。在下面的描述中，用“角度刚性追踪”来表示转动控制的特性，使得可以达到在角度行程和刚性方面明显高于迄今为止提出的装置的性能。

例如，为了确保使工作台11在一个120°的角度移动上保持恒定方向的力矩，图3所示的第二实施例可以借助本发明所述装置的“角度刚性追踪”的特性，得到作用在转动板29上并且与轴30垂直的合力的分量的一个变化，对于该装置的合理尺寸，该变化仅为它的最小值的15％。

本申请中描述的其它实施例可以获得同样数量级的结果。

由于通过球节进行连接，并且尽管球节13位于滑块12的一个角上，滑块12本身位于相对导轨2的对称位置上，描述的设置不控制装置在Y方向的自由度。该控制通过侧杆18得到，侧杆18的一端通过一个球节17铰接在一个机动滑块16上，机动滑块16可以以一个与也在底部1的平面上的导轨2平行的平移自由度在直线导轨23上移动。杆18的另一端通过一个球节19铰接在零件20上。需要明确的是，球节19不是必须安装在零件20上，它也可以安装在工作台11上或终端零件21上。

这种设置足以完全控制终端零件21在整个工作空间内的定位。

可以明白，滑块可以设计成为由一个电机带动的滑车，电机的传动构件啮合在一个固定齿条中，或者由一个滚珠螺杆、一个链条牵引系统或一个线性电机或其它装置所带动。球节5、6、9、10、13、15、17、19确保把一个杆铰接在支撑它的部分上，或者铰接在它围绕任何一个轴带有的部分上，其幅度取决于它的结构。这些球节可以是万向节的类型。

图1的装置不仅可以实现和控制终端零件在一个预先确定的工作空间XYZ的任何一点的准确定位，而且还使终端零件的轴具有围绕与Y方向平行的转动轴的预先确定的定向。在没有辅助结构12-20的情况下，工作台11和终端零件21的整体由腿7、8支撑，并且对于滑块3、4的每个位置，工作台11和终端零件21的整体只剩下两个自由度：一个由平行四边形7、8的变形产生的在平面YZ中的圆弧移动，和一个绕与Y方向平行的瞬时旋转轴的转动，该轴相当于腿7的轴形成的平面与腿8的轴形成平面的交线。然而，这两个自由度完全受滑块12和16在棱柱导轨2和23上的相对位置的控制。这些棱柱导轨的位置和转动杆14以及侧杆18的长度完全决定了终端零件21可以达到的工作空间。

在图1的例子中，导轨2和23是平行的导轨，当然它们也可以位于空间的任何方向，或者是弯曲的。同样，滑块3、4、12可以在不同的导轨上移动。另外，可以用有一个自由度的转动杠杆代替直线棱柱导轨：因此，例如可以用两个转动轴与Y平行的杠杆代替滑块3、4。滑块12和16可以由转动轴以任意方式定位的杠杆所取代。杠杆可以是机动或不机动的。上面的说明也适用于下面将要描述的其它实施例和变型。

图10作为例子示出图1所示第一实施例的第二个变型，其中滑块3和4由杠杆3’和4’取代，滑块12和16由杠杆12’和16’取代。

图2示出第一实施例的辅助结构的一个简化变型。在该变型中，转动杆14’和侧杆18’的机动滑块12’和16’安装在两个有一个自由度并与导轨2平行的直线棱柱导轨22和23’上，即在X方向，但是处于高位，在Z方向距离底部1一定距离。导轨22和23’位于装置的垂直对称平面XZ的两侧。由于导轨22和23’的设置，不需要零件20的存在来得到足够的角度刚性追踪，并且球节15’和19’可以直接安装在工作台11上，最好安装在它的上表面的一端或另一端。需要指出的是，在该变型中，杆14’和18’两者同时参与转动控制和Y方向自由度的控制。

图3用和图1一样的示意图示出本发明所述装置的第二个实施例。可以在该图上看到很大一部分已经描述过的零件，因此它们用相同的数字标号来表示。图中还可看到两个平行的并且沿X方向的棱柱导轨2和23和两个与第一实施例中具有相同数字标号的零件起相同作用的滑块3、4，即通过球节5和6支撑两对支撑杆7和8，每对支撑杆带有两个和图1中一样与工作台11连接的球节9、10，工作台11与终端零件21连成一体。工作台的支撑“腿”的设置与第一实施例相同，而控制终端零件21的其它两个自由度的辅助结构不同。

和图1的情况一样，辅助结构包括安装在滑块12和16上的一个转动杆14和一个侧杆18，两个滑块12和16分别在棱柱导轨2和一个棱柱导轨23上以和已经参照图1描述的方式相同的方式移动。相反，为了确保工作台的转动控制，图3的装置包括三个刚性构件：一个转动板29、操纵杆14和一个控制杆27。转动板29通过一个与Y方向平行的轴30连接在工作台11上。转动板29用一个梯形零件表示，它的前棱带有两个用于连接杆14和18的球节15和19和第三个球节28，该球节连接在控制杆27上。控制杆27的另一端通过一个球节26安装在滑块3的一部分25上。球节26在滑块3上的位置不是确定的。球节26也可以更向前或更向后，以及更高或更低。同样，球节28和15的中心可以位于转动板29的体积中的任何位置，但是不能位于轴30上。

如果滑块3、4、12、16都分别固定在它们各自的棱柱导轨上，则终端零件是固定的，因此一切移动、即围绕一个与轴30平行的轴的移动或在工作空间内的平移可以通过作用电机进行控制，电机带动所述滑块。

图4示出本发明所述装置的第二实施例的一个没有侧向运动的变型。图中可看到和前面实施例一样的有两个安装在两个滑块上的腿的支撑结构、和带有一个中间连接的同样的转动辅助结构。由于没有滑块16和侧杆18，在Y方向的移动通过该装置和终端零件作用在其上的物体保持装置之间的相对移动得到。还可以涉及一个左手装置和右手装置。

底部1在此只带有一个棱柱导轨2，三个滑块3、4、12安装在导轨2上。为了避免工作台的无控制侧向运动，其中一对支撑杆7或8中的两个杆应该刚性连接，这相当于用一个简单零件代替至少一条腿的支撑杆对，至少在一条腿上，球节由轴与轴30平行的枢轴所代替。也可以考虑其它有两个枢轴的设置。

确保与终端零件21连接的工作台11绕铰链9和10转动的辅助结构包括轴30和转动板29，连接转动板29以及控制杆27和转动控制杆14的中间连接28和15安装在转动板29的上边缘上，转动操纵杆14靠在滑块12的铰链13上。铰链9和10可以结合，使它们的轴重合。铰链15和28也是一样。

图4的虚线示出辅助结构通过滑块12在两个极端位置12a和12b之间的简单移动可以给工作台11带来的角度移动的幅度。控制杆27的对应位置为27a和2b。

图5示出的第三实施例与图3实施例的区别一方面是转动板29’的位置，对于滑块12的一个在同一方向的移动，转动板29’使工作台产生一个与图3装置的工作台相反的运动。在某些情况下，这种设置可以得到特别有利的运行条件。

终端零件21在此也与工作台11刚性连接，并且除转动板29’在工作台上的(简单)铰链30以外的所有铰链均为球节类型，铰链30的方向为Y方向。

底板1在此也带有两个平行的棱柱导轨2和23。两个滑块3和4安装在棱柱导轨2上，它们与图3的滑块3、4起着完全相同的作用。它们分别通过球节5、6带有成对的支撑杆7和8，支撑杆7和8形成两个平行四边形，并构成工作台11的两个支撑腿。和图3的情况一样，球节在转动板29’上的位置不是确定的，唯一的条件是它不在轴30上。图中还有一个带有两个刚性零件和一个中间铰链的辅助结构。但是整体的布置使工作台11的转动运动在与图3所示装置的工作台转动运动的相反方向进行。在这种情况下，滑块12安装在导轨2上，使其在滑块3、4之间移动，转动板29’、转动杆14、侧杆18以及控制杆27的位置经过选择，使转动板能够在支撑杆7之间转动。

一个没有图5装置的侧向运动的变型示于图6。该装置实际上可以看作是与图4所示装置相反的装置，与图4所示的三个自由度的装置的唯一区别在于铰链30在工作台上相对转动铰链9和10的定位。

需要指出的是，在图3-6所示的所有例子中，球节15也可以固定在杆27上，条件是它不能与球节26重合；或者固定在杆18上，条件是不能与球节17重合；或者球节28可以固定在杆14上，条件是不能与球节13重合；或者在杆27上，条件是不能与球节26重合。

同样，球节19可以固定在杆14上，条件是它不能与球节13重合；或者固定在杆27上，条件是不能与球节26重合。

最后，球节9可以固定在杆8上，条件是它不能与球节6重合，或者球节10可以安装在杆7上，条件是不能与球节5重合。

在上面描述的所有例子中，终端零件都与工作台刚性连接在一起，而图7、8示出本发明所述装置的第四实施例的两个例子，其中终端零件21的运动不是与用50表示的工作台的运动刚性连接在一起。在这两个例子中，工作台的支撑和移动结构是专利EP0250470和US4976582中描述的一种结构，即工作台底部的三个自由度从三个机动滑块40、41、42并行进行的结构，三个滑块40、41、42沿三个平行的棱柱导轨43、44、45移动，并且每个滑块带动一个支撑工作台50的腿46、47、48，以保持工作台相对底部1的平行度。所述结构的三条腿中的每一个由一对支撑杆46、47、48构成，支撑杆46、47、48通过一些球节铰接在带有这些支撑杆的滑块和工作台的一侧上。因此有一个具有三个可变形的平行四边形的结构，三个可变形的平行四边形保持工作台与底部平行，并且可以操纵工作台在设置的整个工作空间中移动。终端零件21在此铰链安装在工作台上，使其可以绕一个与工作台连接的轴51转动。

可以操纵终端零件21绕轴51有控制地转动的辅助结构包括一个转动板29”，转动板29”的一端围绕轴30转动安装在终端零件21上，并且与一个转动杆14”和一个控制杆27”配合。转动杆14”的一端铰链安装在一个可以沿一个棱柱导轨43移动的机动滑块12”上，另一端铰接在转动板29”上。控制杆27”的一端26”铰链安装在滑块40上，另一端铰链安装在板29的一个不与轴30’重合的地方。在一个变型中，铰链26”也可以安装在工作台50上的一个不与轴51重合的地方。

图7、8所示两个变型的区别在于转动板29”的设置，对于滑块12”在同一方向的移动，转动板29”使终端零件21产生相反的转动。

和所述其它实施例的情况一样，可以用一些转动杠杆代替滑块40、41、42，在这里这些杠杆的转动轴应该分别与安装在腿46、47、48底部的球节的中心通过的轴平行。滑块12”可以由绕一个某个位置的轴转动的杠杆所取代。

需要指出的是，在图7、8所示的例子中，球节15”也可以固定在杆27”上，条件是它不与球节26”重合，或者球节28”可以固定在杆14”上，条件是它不与球节13”重合。

还要描述的是图9，该图示出把本发明所述的装置用于一台机床的例子。用于示出该应用的实施例与图3的实施例类似，不同之处是相当于图2装置的滑块12和16的滑块60和61在与X方向平行的不同棱柱导轨中被引导。滑块48和49相当于图3装置的滑块3和4。

底部1是一个倾斜板，例如在工作台89以上倾斜45°，工作台89设有一个转动平台90，例如转动轴是垂直的。转动平台用于接纳一个零件，与工作台91连接的终端零件92的刀具可以在零件上进行各种加工作业。也可以考虑终端零件92配有一个驱动或不被驱动的零件夹具，以及用一个或多个动力刀具或被动刀具或两者的结合来代替转动平台，因此通过在刀具前移动零件来实现加工。

总之，可在每个简单的杆、如14、18、27上附加一个与其平行并以相同方式工作的第二个杆。这种方式可以提高装置的稳定性和坚固性。如此产生的过度引导(hyperguidage)的负面影响可以在很大程度上通过已知的方法来消除，如实施高精度或引入一个平衡杠杆。

Claims

1.一台机器或仪器中的一个终端零件(21)的支撑及可编程移动的运动装置，所述装置包括：

一个限定一个基准面的固定的底部(1)，

一个支撑和移动结构，其设置用于使所述终端零件(21)在一个预先确定的工作空间内随意移动，所述支撑和移动结构包括：

-至少两个导向构件(3，4；40，41，42)，其在所述底部(1)上被引导以只沿一个自由度移动，从而确定所述工作空间的x轴，

-至少两条刚性腿(7，8；46，47，48)，其具有确定的长度，

-一个工作台(11；50)，其支承所述终端零件(21)，

-一个支撑和驱动铰链机构(5，9，6，10)，其将每个所述导向构件(3，4)连接到所述腿(7，8)的一端部并将所述腿的另一端部连接到所述工作台(11)，

所述支撑和移动结构还包括一个辅助结构，用于赋予所述终端零件(21)绕属于所述工作台(11)的转动轴进行一种转动运动，所述转动运动使所述转动轴以垂直于x轴的朝向y平行于其前一位置地移动，所述辅助结构包括：

一个辅助导向构件(12；16)，其在所述底部(1)上被引导以只沿一个自由度移动，

一个具有固定长度的辅助刚性的控制零件(14)，

一个铰链(13)，其连接所述控制零件的一端部到所述辅助导向构件(12)，

及一个传递结构(20，15)，其介于所述控制零件(14)的另一端部与所述工作台(11)之间，在所述传递结构上具有一传递铰链(15)，用以响应所述辅助导向构件(12)的移动而将一个合力传递给所述终端零件(21)，

相对所述工作台(11)所述传递结构(20，15)的布置及所述传递铰链(15)相对所述工作台(11)的位置使得：对于所述终端零件(21)在所述工作空间中的所有位置，在所述传递铰链(15)处的所述合力的方向保持接近于一条垂直于这样的线条：相对对于所述终端零件(21)在所述工作空间中的所有位置，所述线条将所述传递铰链(15)接合连接到所述转动轴的直线的垂线，从而无论所述终端零件在所述工作空间中的位置如何，所述终端零件(21)在整个工作空间内均经受可用扭矩。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括在所述辅助结构中的所述传递结构(30，29，27)具有：一个围绕一个轴(30)铰接在终端零件(21)上的转动板(29)，轴(30)平行于属于所述工作台的轴；以及一个控制杆(27)，控制杆的一端通过一个中间铰链(28)铰接在转动板上，另一端铰接在支撑和移动结构的一条腿(7)的一个支撑导向构件(3)上，刚性控制零件(14)因此作用在转动板(29)上，而控制杆(27)控制合力的方向。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，终端零件(21)和工作台(11)是两个互相连成一体的构件，并且属于所述工作台的轴由腿(7，8)在工作台上的铰链(9，10)的位置确定。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，终端零件(21)和工作台(50)是两个不同的构件，两者通过一个铰链(51)互相连接，工作台(50)安装在底部(1)上，从而所述导向构件(40，41，42)使工作台做单纯的平移移动，所述属于工作台的轴为终端零件(21)在工作台(50)上的铰接轴(51)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，终端零件(21)和工作台(11)形成一个由两个互相连成一体的部分组成的单个复合构件，属于工作台的轴由腿(7，8)在工作台上的铰链(9，10)的位置确定，所述辅助结构的所述传递结构(15，20)具有一个相对所述复合构件侧向突出的零件(20)，一个在所述刚性控制零件(14)与所述终端零件(21)之间的铰链(15)位于该零件(20)上，该铰链的位置确定所述合力的方向。

6.如权利要求1所述的装置，其中，终端零件(21)和工作台(11)形成一个由两个互相连成一体的部分组成的单个复合构件，所述装置的特征在于，所述辅助结构的传递结构(15，20)简化为一个在所述刚性控制零件(14)与所述终端零件(21)之间、决定所述合力的方向的铰链(15)；并且辅助结构的所述导向构件(12)安装在底部(1)上，以便沿一条直线带动所述刚性控制零件(14)，从而确定所述合力的方向。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑和移动结构包括由可沿一个自由度在底部上移动的所述导向构件(16)之一启动的装置(17，18，19)，用于使工作台在一个平行于所述属于工作台的转动轴的方向上移动，这些装置与所述辅助结构相配合。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一部分铰链是球节形铰链，并且所述支撑和移动结构的布置可以使终端零件(21)在形成所述工作空间的一个三维空间内移动。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少三个有效铰链是转动轴相互平行的转动铰链，并且工作空间限制在包含在一个与所述基准面和转动轴方向垂直的平面内的一个表面上。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铰链为枢轴铰链、球节铰链或万向节铰链。