CN102310405A

CN102310405A - 一种角度放大并联机构

Info

Publication number: CN102310405A
Application number: CN2010102224583A
Authority: CN
Inventors: 朱兴龙; 张颖
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明涉及用于调节空间物体姿态的一种角度放大并联机构。本发明结构是由传动机构和驱动机构构成，传动机构中上平台、中间传动体、下平台上均设有柔索孔；驱动机构中电机、减速器固定在安装板上，安装板固定在固定座上；柔索通过柔索孔将上平台、中间传动体、下平台连接起来，电机输出轴与减速器输入轴同轴联接，减速器输出轴与柔索连接。本发明解决了现有技术存在的工作空间较小缺陷。本发明采用多中间传动体对滚实现角度放大，同时控制多根柔索，可以实现末端到达空间任意位置，即可以实现上平台到达空间任意位置。由于每个中间传动体都发生对滚，上平台转动角度可以实现放大功能。

Description

一种角度放大并联机构

技术领域

本发明涉及一种角度放大并联机构，具体地说涉及用于调节空间物体姿态的一种角度放大并联机构。

背景技术

并联机构的研究可以回溯至20世纪30年代。1931年，Gwinnett在其专利中提出了一种基于球面并联机构的娱乐装置；1940年，Pollard在其专利中提出了一种空间工业并联机构，用于汽车的喷漆；之后Gough在1962年发明了一种基于并联机构的六自由度轮胎检测装置；1965年，德国Stewar首次对Gough发明的这种机构进行了机构学意义上的研究，并作为飞行模拟器运动产生装置用与训练飞行员，被命名为Sewart机构。澳大利亚著名机构学教授Hunt于1978年首次提出将六自由度并联机构用于机器人手臂。随后Maccallion和Pham.D.J首次将该机构按操作器设计，成功的将Stewart机构用于装配生产线，标志着真正意义上的并联机器人的诞生，从此推动了并联机器人发展的历史。

在本发明之前，相对于串联机器人来说，并联机器人具有刚度大，结构稳定紧凑，承载能力强，但工作空间较小。其主要问题在于采用移动副或转动副以及杆件实现其空间结构，而由于杆件在空间易于干涉，因此工作空间较小。这样，增大并联机器人工作空间就显得非常紧迫。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述缺陷，研制一种角度放大并联机构。

本发明的技术方案是：

一种角度放大并联机构，其主要技术特征在于由传动机构和驱动机构构成，传动机构中上平台、中间传动体、下平台上均设有柔索孔；驱动机构中电机、减速器固定在安装板上，安装板固定在固定座上；柔索通过柔索孔将上平台、中间传动体、下平台连接起来，电机输出轴与减速器输入轴同轴联接，减速器输出轴与柔索连接。

本发明的优点和效果在于：

一种角度放大并联机构，采用多中间传动体对滚实现角度放大，同时控制多根柔索，可以实现末端到达空间任意位置。

电机带动减速器输入轴转动，减速器输出轴拉动柔索，使上平台和中间转动体相对于下平台作对滚运动，控制柔索的长度，可以实现上平台到达空间任意位置。由于每个中间传动体都发生对滚，上平台转动角度可以实现放大功能。

本发明的其他优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——本发明处于垂直状态示意图。

图2——本发明角度放大示意图。

图3——图1中俯视图

图中：物体1、上平台2、中间传动体3、左柔索4、右柔索15、前柔索14、后柔索13、下平台5、电机6、电机安装板7、减速器8、固定座9、电机输出轴10、减速器输入轴18、左减速器输出轴11、中间传动体3上的柔索孔12、对滚角度16、偏摆角度17、左驱动机构19、前驱动机构20、右驱动机构21、后驱动机构22、右减速器输出轴23、前减速器输出轴24、后减速器输出轴25。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示：

本发明角度放大并联机构包括传动机构和驱动机构。传动机构由上平台2、多个中间传动体3、下平台5组成。驱动机构有四个，分别为左驱动机构19、前驱动机构20、右驱动机构21、后驱动机构22，它们结构相同；每个驱动机构均由固定座9、电机6、电机安装板7、减速器8组成。

其位置关系是：

上平台2安装或放置物体1，下平台5与固定座9相连；上平台2、下平台5和中间传动体3上边缘均设有多个沿圆周方向均布的柔索孔12；由于驱动机构结构相同，下面以左驱动机构19加以说明；左柔索4通过柔索孔12，一端与上平台2固联，另一端与左减速器输出轴11固联，右柔索15、前柔索14、后柔索13与柔索4的连接方式与左柔索4和左驱动机构19的连接方式相同，这样，上平台2、下平台5、若干中间传动体3就通过左柔索4、右柔索15、前柔索14、后柔索13连接起来；上平台2的上面为平面，下面为曲面，下平台5上面为曲面，下面为平面，中间传动体3两面均为曲面；上平台2、中间传动体3、下平台5之间接触连接均为曲面接触连接；安装板7固定在固定座9上，电机6固定在安装板7上，减速器8也固定在安装板7上，电机输出轴10与减速器输入轴18同轴联接，左减速器输出轴11与左柔索4联接。

本发明应用说明：

若左驱动机构19的电机6带动减速器输入轴18转动，左减速器输出轴11拉动左柔索4，右柔索15、前柔索14、后柔索13同时放松，使上平台2和中间转动体3相对于下平台5作对滚运动，此时物体1向左偏摆。若靠近下平台5的中间转动体3相对于下平台5的对滚角度16，则上平台2上的物体1的偏摆角度17比对滚角度16大得多，其关系为：偏摆角度17＝(2n+1)×对滚角度16，其中n为中间传动体3的个数；若右右减速器输出轴23拉动右柔索15，左柔索4、前柔索14、后柔索13同时放松，使上平台2和中间转动体3相对于下平台5作对滚运动，此时物体1向右偏摆。若前减速器输出轴24拉动前柔索14，左柔索4、右柔索15、后柔索13同时放松，使上平台2和中间转动体3相对于下平台5作对滚运动，此时物体1向前偏摆；若后减速器输出轴25拉动后柔索13，左柔索4、右柔索15、前柔索14同时放松，使上平台2和中间转动体3相对于下平台5作对滚运动，此时物体1向后偏摆；同理，控制左柔索4，右柔索15、前柔索14、后柔索13的长度不同，可以实现上平台2到达空间任意位置。由于每个中间传动体3都发生对滚，上平台2偏摆角度17可以实现放大功能。

Claims

1.一种角度放大并联机构，其特征在于由传动机构和驱动机构构成，传动机构中上平台、中间传动体、下平台上均设有柔索孔；驱动机构中电机、减速器固定在安装板上，安装板固定在固定座上；柔索通过柔索孔将上平台、中间传动体、下平台连接起来，电机输出轴与减速器输入轴同轴联接，减速器输出轴与柔索连接。

2.根据权利要求1所述的一种角度放大并联机构，其特征在于柔索有4根，分右柔索、前柔索、后柔索、左柔索，左柔索与左驱动机构的减速器输出轴连接，右柔索与右驱动机构的减速器输出轴连接，前柔索与前驱动机构的减速器输出轴连接，后柔索与后驱动机构的减速器输出轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种角度放大并联机构，其特征在于柔索孔沿上平台、中间传动体、下平台边缘圆周方向均匀设置。

4.根据权利要求1所述的一种角度放大并联机构，其特征在于下平台与固定座连接。

5.根据权利要求1所述的一种角度放大并联机构，其特征在于上平台、下平台一面为平面，另一面为曲面，上平台的曲面向下，下平台的曲面向上。

6.根据权利要求1所述的一种角度放大并联机构，其特征在于中间传动体两面均为曲面，二个中间传动体相互接触连接。