CN104959975A - 运动可解耦的三维平动并联机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种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。

Description

运动可解耦的三维平动并联机构

技术领域

本发明涉及一种只包含低副的三维平动并联机构，更确切地说，本发明涉及一种运动可解耦的三维平动并联机构。

背景技术

并联机构是一种在动平台与定平台之间包含至少两个串联运动链的多自由度机构。并联机构的自由度少于6个则称为少自由度并联机构。并联机构的刚度大、承载能力强、结构稳定、运行速度高、误差不叠加、精度高等优点，使其在运动模拟器、并联机械手、并联运动机床、触觉装置、医疗机器人、对准装置、遥操纵装置等领域得到了广泛应用。但六自由度并联机构位置正解(已知各输入关节的位置参数，求解动平台的位姿参数)解算困难、运动空间小、标定困难以及动平台的位置与方向强耦合等缺点，也使其应用受到很大限制。为克服以上缺点，研究人员开始转向少自由度并联机构，尤其是三自由度平动并联机构的研究，并取得了大量的成果：中国专利公告(布)号为CN1304820A，公告(布)日为2001年7月25日，发明名称为“用于虚轴机床和机器人等的一类三维平移并联机构”，该案中提供了一类三维平移并联机构，联接动平台与静平台的每条支路由两个转动副和一个圆柱副三者相互平行串联而成；中国专利公告(布)号为CN1307951A，公告(布)日为2001年8月15日，发明名称为“一种用于虚轴数控机床和坐标测量机的三维平移并联机构”，该案中提出了一种用于虚轴数控机床和坐标测量机的三维平移并联机构，由上平台、下平台和三条结构相同的三条支路组成，每条支路由相互平行的一个R转动副和一个C圆柱副，及另一个与之垂直的C圆柱副串联而成；中国专利公告(布)号为CN1342547A，公告(布)日为2002年4月3日，发明名称为“用于虚拟轴数控机床和坐标测量机的一类三维平移并联机构”，该案中联接动、静平台的每条支路由一个转动副、一个圆柱副和一个万向铰串联而成，其中转动副、圆柱副以及万向铰中所包含的两个转动副中的一个保持相互平行，三条支路与两平台联接的配置方式是：3条支路的3个万向铰所在平面没有公共交线；中国专利公告(布)号为CN1448246A，公告(布)日为2003年10月15日，发明名称为“用于虚拟轴坐标测量机及雕刻机的三维平移并联机构”，该案中提出了一种用于虚拟轴坐标测量划线机、雕刻机的三维平移并联机构，由上动平台、下静平台及其混合链腿、简单开链腿组成，混合链腿包含一个五杆平面闭路结构，再在中间输出转动副上铰接一构件，并用一个转动副连接另一个构件，该构件又与动平台用另一相平行的转动副连接，简单开链腿由三构件通过轴线平行的二个转动副连接后，其一外接构件与动平台用轴线平行的转动副连接，另一外接构件又和静平台用与转动副平行的移动副连接，控制下平台上三个移动构件，即可获得上平台三维纯平移输出；中国专利公告(布)号为CN1557609A，公告(布)日为2004年12月29日，发明名称为“结构解耦三自由度并联机器人机构”，该案中提出了一种结构解耦三自由度并联机器人机构，其结构是固定台上的三个相互垂直的支撑板上通过三个相同的运动支链与动平台的三个垂直面连接，运动支链的组成为带有驱动电机的回转副上安装着第一支连杆，第一支连杆另一端安装在第二回转副上，第二回转副上又连接第二支连杆，第二支连杆上安装着两个径向垂直的移动副；中国专利公告(布)号为CN1651186A，公告(布)日为2005年8月10日，发明名称为“用于机器人操作的三维平移并联机构”，该案中提出了一种用于机器人、虚拟轴坐标测量划线机、雕刻机的三维平移并联机构，由上动平台、下静平台及其混合链、简单开链组成，混合链包含五个转动副和二个移动副，简单开链包含二个转动副，控制下平台上三个移动构件，即可获得上平台三维纯平移输出；中国专利公告(布)号为CN101708609A，公告(布)日为2010年5月19日，发明名称为“空间三自由度纯平动并联机器人”，该案中提出了一种三自由度纯平动并联机器人，其包括一定平台、一动平台以及分别连接在所属定平台和动平台的三条运动子链，每个运动子链包括滑块以及多个连杆，所述的滑块相对于定平台平动，所述的连杆长度相等，并且相互平行，构成了一个平行四边形复合铰链，所述的连杆的两端分别与滑块以及动平台连接；中国专利公告(布)号为CN101905458A，公告(布)日为2010年12月8日，发明名称为“一种三平动空间并联机器人机构”，该案中提出了一种三平动空间并联机器人机构，该机构由运动平台、固定平台和联接上述两平台的三条支链组成，其中两条支链分别由运动平台到固定平台分别由转动铰、虎克铰、转动铰，以及它们之间的连杆组成，另一条支链自上而下分别由转动铰、球铰链、转动铰，以及它们之间的连杆组成；中国专利公告(布)号为CN102941572A，公告(布)日为2013年2月27日，发明名称为“一种仅含低副的空间三平动并联机构”，该案中提出了一种仅含低副的空间三平动并联机构，该机构由运动平台、固定平台和联接上述两平台的三条结构相同的支链组成。每条支链由固定平台到运动平台分别由移动副、转动副、转动副、虎克铰，以及它们之间的连杆组成；中国专利公告(布)号为CN103659793A，公告(布)日为2014年3月26日，发明名称为“单支链含闭环的平移驱动三平动并联机构”，该案中设计了一种单支链含有闭环运动链，并且以平移为驱动的末端输出为三平动的并联机构，机构由固定平台、三条运动支链、动平台组成，三条运动支链结构相同，单运动支链包含平移驱动关节和闭环运动链，运动支链首尾与固定平台、动平台相连组成。在上述成果中，存在着结构较复杂、运动支链包含高副、机构运动副自由度总数较多等缺点。

在遥操纵领域，机械手的结构对于操作性、临场感和控制精度具有重大影响，但适用于遥操纵的三维平动并联机械手的研究成果很少。Delta并联机构是目前应用最成功的实现三维平动的并联机构案例，但是基于此机构的机器人均造价昂贵。此外，还有用于遥操纵的非三维平动的机械手，如中国专利公告(布)号为CN202862219U，公告(布)日为2013年4月10日，发明名称为电液伺服遥操纵三自由度并联机械手，该案中提出了一种能够实现1维平动,2维转动的电液伺服遥操纵三自由度并联机械手，力传感器安装在液压缸的出杆端部,检测操作者对手柄的输入力；直线位移传感器安装在液压缸缸筒上,测量液压缸的伸缩量；液压缸的缸筒固定在液压缸底座上,与力传感器和直线位移传感器构成作动器总成。该机械手不能实现三维平动，且因为其采用液压驱动方式，必须考虑发热、振动和泄漏问题。

上述三自由度平动并联机构的研究成果，除了Delta机器人，都不能完全解决正解解算困难、运动空间小、标定困难以及动平台的位置与方向强耦合等缺点，用于遥操作领域仍然不能很好满足现实需求，迫切需要创造出满足运动形式要求且运动副少、响应速度快、制造成本低的新机型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的并联机构运动学正解解算困难、运动空间小、动平台的位置与方向强耦合、响应速度较慢和造价高的问题，以及采用液压驱动方式时，容易产生的发热、振动和泄漏问题，提供了一种运动可解耦的三维平动并联机构。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构包括定平台、动平台、并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链。

并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链结构相同，动平台位于定平台的上方，并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链位于动平台与定平台之间；并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链的上端和动平台固定连接，并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链的下端和定平台固定连接，并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链中相邻两支链之间的夹角为120度。

技术方案中所述的定平台为圆形平板类结构件，定平台的圆心处设置有定平台中心孔，定平台上依次设置有定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中相邻两组孔之间的夹角为120度，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔依次和定平台中心孔的距离相等，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定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。

技术方案中所述的定平台第一组孔包括1号滚珠丝杠孔、2号滚珠丝杠孔、3号滚珠丝杠孔、4号滚珠丝杠孔、1号位移传感器安装孔、2号位移传感器安装孔、3号位移传感器安装孔与4号位移传感器安装孔。所述的1号滚珠丝杠孔、2号滚珠丝杠孔、3号滚珠丝杠孔与4号滚珠丝杠孔和定平台中心孔设置在同一条半径上，1号滚珠丝杠孔和4号滚珠丝杠孔是螺纹通孔，2号滚珠丝杠孔和3号滚珠丝杠孔为光盲孔，1号位移传感器安装孔和4号位移传感器安装孔所在的直线平行于定平台中心孔与1号滚珠丝杠孔所在的直线；2号位移传感器安装孔和3号位移传感器安装孔所在的直线平行于定平台中心孔与1号滚珠丝杠孔所在的直线；1号位移传感器安装孔、2号位移传感器安装孔、3号位移传感器安装孔和4号位移传感器安装孔位于一个矩形的4个顶点处；1号位移传感器安装孔、2号位移传感器安装孔、3号位移传感器安装孔和4号位移传感器安装孔是与直线位移位移传感器自身设置的1号位移传感器孔、2号位移传感器孔、3号位移传感器孔与4号位移传感器孔相对应的孔。

技术方案中所述的动平台为由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。

技术方案中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1号动平台孔、2号动平台孔、3号动平台孔与4号动平台孔。1号动平台孔、2号动平台孔、3号动平台孔与4号动平台孔分布在一个矩形的4个顶点上，1号动平台孔和3号动平台孔(21)是螺纹通孔，2号动平台孔和4号动平台孔为起定位作用的盲孔；连接1号动平台孔与4号动平台孔的边的中心线与动平台的短边的中心线重合，动平台第一组孔与并联机构第1支链中的U型连接槽上的孔相对应，即1号动平台孔对应4号U型槽孔，2号动平台孔对应3号U型槽孔，3号动平台孔对应2号U型槽孔，4号动平台孔对应1号U型槽孔。

技术方案中所述的并联机构第1支链包括有U型连接槽、连接块、S型力传感器、上连杆、下连杆、直线位移传感器、滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠结构组件以及驱动电机。U型连接槽中的1号槽壁与2号槽壁采用销轴与连接块的上端转动连接，连接块下端的1号螺柱与S型力传感器的上端螺纹连接，S型力传感器的下端与上连杆上端的2号螺柱螺纹连接，上连杆的底端杆体与下连杆上端的横杆套装在一起，两者之间为滑动连接，下连杆的下端和滚珠丝杠螺母顶端的左支撑臂与右支撑臂采用螺栓转动连接，珠丝杠螺母套装在滚珠丝杠结构组件中的左杆、中杆与右杆上，珠丝杠螺母上的左杆孔与右杆孔依次和左杆与右杆之间为滑动连接，珠丝杠螺母上的中杆孔与滚珠丝杠即中杆之间为螺纹连接，滚珠丝杠螺母上的片状耳板通过其耳板孔与直线位移传感器中的运动滑块进行螺纹连接，驱动电机的输出轴与滚珠丝杠结构组件中的滚珠丝杠即中杆的左端采用联轴器进行连接。

技术方案中所述的滚珠丝杠螺母包括有滚珠丝杠螺母主体块、左支撑臂、右支撑臂、片状耳板与加强筋。所述的滚珠丝杠螺母主体块为长方体形结构件，其上设置有从前端面至后端面的左杆孔、中杆孔与右杆孔，中杆孔与左杆孔之间的距离和中杆孔与右杆孔之间的距离相等，左杆孔和右杆孔为光孔，中杆孔为滚珠丝杠孔，左杆孔和右杆孔的轴线与中杆孔的轴线平行，且三个孔的轴线位于和滚珠丝杠螺母主体块的顶端面、底面平行的同一平面内。左支撑臂与右支撑臂安装在滚珠丝杠螺母主体块顶端面的中心处，左支撑臂与右支撑臂的顶端为半圆柱体，两个半圆柱体的中心处皆设置有通孔，分别为左支撑臂孔和右支撑臂孔，左支撑臂孔和右支撑臂孔共轴线且和左杆孔、中杆孔与右杆孔的回转轴线所在平面平行。矩形的片状耳板安装在滚珠丝杠螺母主体块右端面的中间位置，矩形的片状耳板的后端面与滚珠丝杠螺母主体的后面共面，片状耳板的外端设置有与直线位移传感器连接用的耳板孔。加强筋为等腰直角三角形的平板结构件，加强筋中的一个直角端面与片状耳板的前端面固定连接，另一个直角端面与滚珠丝杠螺母主体块的右端面固定连接。

技术方案中所述的上连杆由2号螺柱、中间杆体与底端杆体组成。中间杆体为正四棱柱体结构件，底端杆体为长方体结构件，底端杆体上沿纵向设置有与下连杆滑动连接的T型槽；2号螺柱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顶端面的中心处，两者连成一体，2号螺柱回转中心、中间杆体的对称中心与横置的底端杆体的对称中心重合。所述的下连杆为T字型结构件，下连杆由横杆与下连杆体组成。所述的横杆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，下连杆孔回转轴线与横杆平行，下连杆孔回转轴线与横杆的纵向对称面共面，横杆底面的正中间位置与下连杆体的顶端面焊接固定。

技术方案中所述的并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链的上端和动平台固定连接是指:并联机构第1支链中的U型连接槽安装在动平台的第一组孔上，即1号U型槽孔对应4号动平台孔，2号U型槽孔对应3号动平台孔，3号U型槽孔对应2号动平台孔，4号U型槽孔对应1号动平台孔；1号U型槽孔与4号动平台孔之间和3号U型槽孔与2号动平台孔之间采用销钉定位连接，2号U型槽孔与3号动平台孔之间和4号U型槽孔与1号动平台孔之间采用螺栓连接；同样：并联机构第2支链中的2号U型连接槽安装在动平台的第二组孔上，采用2号销钉定位与2号螺栓将2号U型连接槽与动平台连接；并联机构第3支链中的3号U型连接槽安装在动平台的第三组孔上，采用3号销钉定位与3号螺栓将3号U型连接槽与动平台连接。

技术方案中所述的并联机构第1支链、并联机构第2支链与并联机构第3支链的下端和定平台固定连接是指：并联机构第1支链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上的第一组孔上，1号底板孔对应1号滚珠丝杠孔，2号底板孔对应2号滚珠丝杠孔，3号底板孔对应3号滚珠丝杠孔，4号底板孔对应4号滚珠丝杠孔；1号底板孔与1号滚珠丝杠孔和4号底板孔与4号滚珠丝杠孔为用于紧固滚珠丝杠结构组件的螺纹通孔，2号底板孔与2号滚珠丝杠孔和3号底板孔与3号滚珠丝杠孔为用于定位滚珠丝杠结构组件的光盲孔，采用销钉定位与采用螺钉将滚珠丝杠结构组件与定平台连接；并联机构第2支链中的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的第二组孔上，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连接；并联机构第3支链中的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连接；其中：U型连接槽、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、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。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构仅能实现三维平动，且可检测驱动副(平动副)位移和动平台受力情况，适用于遥操纵领域；

2.本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构从结构上限制了三个转动运动，输入-输出具有解耦性，可实现快速正解解算；

3.本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构仅由低副构成，运动副自由度总数较少，结构简单，便于制造、加工和装配，生产成本低；

4.本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构采用电机驱动且驱动副与定平台固联，机构运动惯性小，适于作为高速运动场合的执行机构。

综上，本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构具有较高的实用价值和广阔的应用前景，为并联机器人、数控机床、坐标测量机与遥操作等技术领域提供一种新的结构。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的轴测投影图；

图2为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的定平台的结构组成的轴测投影图；

图3为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的动平台结构组成的轴测投影图；

图4为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的U型连接槽结构组成的轴测投影图；

图5为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的连接块结构组成的轴测投影图；

图6为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的S型力传感器结构组成的轴测投影图；

图7为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的上连杆结构组成的轴测投影图；

图8为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的下连杆结构组成的轴测投影图；

图9为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的直线位移传感器结构组成的轴测投影图；

图10为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的滚珠丝杠螺母组成的轴测投影图；

图11为本发明所述的运动可解耦的三维平动并联机构的滚珠丝杠结构组件的轴测投影图；

图中：Ι.定平台，Ⅱ.动平台，Ⅲ.并联机构第1支链，Ⅳ.并联机构第2支链，Ⅴ.并联机构第3支链，1. U型连接槽，2.连接块，3. S型力传感器，4.上连杆，5.下连杆，6.直线位移传感器，7.滚珠丝杠螺母，8.滚珠丝杠结构组件，9.驱动电机，10.定平台中心孔，11. 1号滚珠丝杠孔，12. 2号滚珠丝杠孔，13. 3号滚珠丝杠孔，14. 4号滚珠丝杠孔，15. 1号位移传感器安装孔，16. 2号位移传感器安装孔，17. 3号位移传感器安装孔，18. 4号位移传感器安装孔，19. 1号动平台孔，20. 2号动平台孔，21. 3号动平台孔，22. 4号动平台孔，23. 1号U型槽孔，24. 2号U型槽孔，25. 3号U型槽孔，26. 4号U型槽孔，27. 1号槽壁，28. 2号槽壁，29. 1号槽壁孔，30. 2号槽壁孔，31.连接块孔，32. 1号螺柱，33. 1号力传感器孔，34. 2号力传感器孔，35. 2号螺柱，36.底端杆体，37. T型槽，38.横杆,39.下连杆孔，40. 1号位移传感器孔，41. 2号位移传感器孔，42. 3号位移传感器孔，43. 4号位移传感器孔，44.位移传感器运动滑块，45.滚珠丝杠螺母主体块，46.左杆孔，47.中杆孔，48.右杆孔，49.左支撑臂，50.右支撑臂，51.左支撑臂孔，52.右支撑臂孔，53.片状耳板，54.耳板孔，55.加强筋，56.左杆，57.右杆，58.中杆，59. 1号底板孔，60. 2号底板孔，61. 3号底板孔，62. 4号底板孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构包括有定平台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。

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的结构完全相同，并且它们与定平台Ι、动平台Ⅱ的连接方式也完全相同。

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，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在动平台Ⅱ与定平台Ι的周围呈均匀地分布，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中相邻两支链之间的夹角为120度。

下面以并联机构第1支链Ⅲ为主说明本发明所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构的结构与连接方式。

所述的并联机构第1支链Ⅲ包括有U型连接槽1、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6、滚珠丝杠螺母7、滚珠丝杠结构组件8以及驱动电机9。

参阅图2，所述的定平台Ι为圆形平板类结构件，定平台Ι的圆心处设置有1个定平台中心孔10，定平台中心孔10主要起圆心定位作用；而且在定平台Ι上沿圆周方向还均匀地设置了3组孔，即沿圆周方向依次设置有定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中任何相邻的两组孔之间的夹角为120度，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔依次和定平台中心孔10的距离相等，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中的孔的个数、孔的结构尺寸、孔与孔之间的排列方式和位置关系完全相同。

定平台第一组孔包括1号滚珠丝杠孔11、2号滚珠丝杠孔12、3号滚珠丝杠孔13、4号滚珠丝杠孔14、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、4号位移传感器安装孔18；1号滚珠丝杠孔11、2号滚珠丝杠孔12、3号滚珠丝杠孔13和4号滚珠丝杠孔14与定平台中心孔10设置在同一条半径上，1号滚珠丝杠孔11和4号滚珠丝杠孔14是螺纹通孔，用于紧固滚珠丝杠结构组件8；2号滚珠丝杠孔12和3号滚珠丝杠孔13为光盲孔，用于定位滚珠丝杠结构组件8；1号位移传感器安装孔15和4号位移传感器安装孔18所在的直线平行于定平台中心孔10与1号滚珠丝杠孔11所在的直线；2号位移传感器安装孔16和3号位移传感器安装孔17所在的直线也平行与定平台中心孔10与1号滚珠丝杠孔11所在的直线；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6自身设置的1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，采用螺钉紧固直线位移传感器6。

参阅图3，所述的动平台Ⅱ为六边形的平板类结构件，确切地说，该结构件是将一个大的正三角形的平板类结构件在三个顶角处切去三个小的正三角形的平板类结构件而得到的。在六边形的动平台Ⅱ的三个短边处设置有3组均匀分布的孔，即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、孔与孔之间的排列方式和位置关系完全相同。

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22，1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。1号动平台孔19和3号动平台孔21是螺纹通孔，主要起定位作用；2号动平台孔20和4号动平台孔22为盲孔；1号动平台孔19、2号动平台孔20、3号动平台孔21、4号动平台孔22的连线构成一个矩形，连接1号动平台孔19与4号动平台孔22的边的中心线与该六边形的短边的中心线重合。动平台第二组孔与动平台第三组孔的设置位置与排列可参照动平台第一组孔的设置方式布置在动平台Ⅱ的其它两短边处，动平台Ⅱ上可安装手柄，用于遥操纵领域。

参阅图4，所述的U型连接槽1为U型的结构件，由1号槽壁27、2号槽壁28与顶板组成，顶板上分布有和动平台Ⅱ上的动平台第一组孔、动平台第二组孔与动平台第三组孔相对中的1号U型槽孔23、2号U型槽孔24、3号U型槽孔25与4号U型槽孔26，即1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1号动平台孔19，1号U型槽孔23、2号U型槽孔24、3号U型槽孔25与4号U型槽孔26中心连线构成的矩形的中心线与U型连接槽1顶板的矩形中心线重合；1号U型槽孔23和3号U型槽孔25对应定位孔，2号U型槽孔24和4号U型槽孔26对应螺纹通孔；U型连接槽1的1号槽壁27、2号槽壁28的下端是拱形结构，在拱形结构的圆心处设置有1号槽壁孔29与2号槽壁孔30，1号槽壁孔29与2号槽壁孔30的回转轴线重合，并与顶板平行且垂直于经过3号U型槽孔25和4号U型槽孔26的直线，1号槽壁孔29与2号槽壁孔30和连接块2的上端转动连接，且1号槽壁孔29和2号槽壁孔30的轴线与U型连接槽1顶板底面的距离应大于连接块2拱形结构半圆的半径。

参阅图5，所述的连接块2是由长方体与半圆柱体的组合体，半圆柱体的中心处设置有一通孔即连接块孔31，连接块2上的连接块孔31放入U型连接槽1上的1号槽壁孔29与2号槽壁孔30之间并对正，再采用销轴将两者转动连接；连接块2的长方体的底面的中心处设置有与S型力传感器3螺纹连接的1号螺柱32。

参阅图6,所述的S型力传感器3可采用航宇东方的HT-7311S3型力传感器，1号力传感器孔33和2号力传感器孔34为S型力传感器3的安装孔，位于S型力传感器3上、下端的中心处。

参阅图7，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的上端面的中心处，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对称中心重合。

参阅图8，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；横杆38为工字形钢杆，确切地说，横杆38是横截面为工字形的等截面直杆类钢质结构件，横杆38与上连杆4下端的底端杆体36上的T型槽37滑动连接；横杆38底面的正中间位置与下连杆体的顶端面焊接固定，下连杆体基本为矩形横截面的直杆类钢质结构件，下连杆体顶端为小矩形横截面的直杆段，小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，下连杆体的下端通过下连杆孔39与滚珠丝杠螺母7的顶端采用销轴转动连接。

参阅图9，所述的直线位移传感器6可采用KFM微型滑块位移传感器。通过1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、4号位移传感器孔43安装固定在定平台Ι上，直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆与滚珠丝杠螺母7的耳板孔54进行螺纹连接，测量螺母的直线位移。

参阅图10，滚珠丝杠螺母7包括有滚珠丝杠螺母主体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由长方体切去上方两个小三棱柱构成，与丝杠垂直的两个面为前端面(里侧)和后端面(外侧)，距离定平台Ι中心较近的面为前端面，距离定平台Ι中心较远的面为后端面，位于前端面左侧的面为左端面，位于前端面右侧的面为右端面，位于前端面上边的面为顶端面，位于前面底端的面为底面；左杆孔46、中杆孔47、右杆孔48为从前端面至后端面的通孔，从前面看，左杆孔46位于中杆孔47右侧，右杆孔48位于中杆孔47左侧；中杆孔47与左杆孔46之间的距离和中杆孔47与右杆孔48之间的距离相等，为L1，左杆孔46距离左端面的距离为L2，右杆孔48距离右端面的距离为L2，其中，左杆孔46和右杆孔48为导向光孔，中杆孔47为滚珠丝杠孔，中杆孔47的轴线与滚珠丝杠的轴线共线，左杆孔46和右杆孔48的轴线与滚珠丝杠的轴线平行，且三个孔的轴线位于和顶端面、底面平行的同一平面内，三个孔轴线所在的平面位于滚珠丝杠螺母主体块45水平中间截面的下方；

滚珠丝杠螺母主体块45顶端面的中心处设置有两个有一定间距的拱形结构的左支撑臂49与拱形结构的右支撑臂50，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回转轴线所在平面平行，左支撑臂孔51与右支撑臂孔52的回转轴线和滚珠丝杠即中杆58的回转轴线垂直；左支撑臂孔51和右支撑臂孔52的轴线与滚珠丝杠螺母主体块45的顶端面的距离应大于下连杆5底端面即半圆柱面的半径，左支撑臂49与右支撑臂50的顶端和下连杆5的下端转动连接。

滚珠丝杠螺母主体块45的右端面居中位置设置有一矩形的片状耳板53，矩形的片状耳板53各端面的命名同滚珠丝杠螺母主体块45各端面的命名格式，矩形的片状耳板53的后面与滚珠丝杠螺母主体块45的后面处于同一平面，片状耳板53的顶端面、底面之间并靠近片状耳板53的右端面有一耳板孔54，为通孔且与直线位移传感器6中的运动滑块44上的螺杆共轴线，耳板孔54的轴线与滚珠丝杠即中杆58的回转轴线平行，滚珠丝杠螺母7与直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆连接时，将直线位移传感器6的运动滑块44上的螺杆插入耳板孔54中后，用螺母及垫片锁死，使滚珠丝杠螺母7与直线位移传感器6的运动滑块44共同运动。

加强筋55为一个水平截面为等腰直角三角形的平板结构件，加强筋55两个直角端面为两个矩形面，其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块45的右端面固定连接，起片状耳板53与滚珠丝杠螺母主体块45之间的加强支撑作用；上述各构件的连接可以采用焊接的方式或通过一体成型加工完成。

参阅图11，右杆57和左杆56为导向光杆，中杆58为丝杠，滚珠丝杠结构组件8可采用TBI的SFK0802.5T3D型滚珠丝杠，螺纹断面形状是哥德式牙型珠槽。所述的滚珠丝杠结构组件8由底座、左杆56、右杆57与中杆58组成。

底座为U字形支架类结构件，由左支架壁、右支架壁、底板组成；底座的底板上设置有1号底板孔59、2号底板孔60、3号底板孔61与4号底板孔62，2号底板孔60和3号底板孔61为定位孔，1号底板孔59和4号底板孔62为安装孔；左支架壁与右支架壁的内侧分别设置有安装左杆56、右杆57与中杆58的光孔，其中安装中杆58的孔为通孔，其余的光孔为盲孔；左支架壁与右支架壁相互平行地并垂直地安装在底板的两端，左杆56、中杆58、右杆57依次安装在左支架壁与右支架壁上，中杆58和左支架壁与右支架壁之间为转动连接，左杆56、右杆57和左支架壁与右支架壁之间为固定连接，左杆56、中杆58、右杆57的回转轴线平行共存于同一水平面内；驱动电机9电机轴的输出端通过联轴器与滚珠丝杠即中杆58的左端连接，构成整个并联机构的驱动系统；滚珠丝杠结构组件8通过其中底座的底板安装在定平台Ι上，采用销钉定位与螺钉固定。

并联机构第1支链Ⅲ中的U型连接槽1安装在动平台Ⅱ的第一短边处，即U型连接槽1中的顶板上的1号U型槽孔23、2号U型槽孔24、3号U型槽孔25与4号U型槽孔26和动平台Ⅱ上的动平台第一组孔相对应，即1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1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，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1号动平台孔19之间采用螺栓连接；U型连接槽1中的1号槽壁27、2号槽壁28采用销轴和连接块2的上端转动连接，连接块2下端的1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、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；滚珠丝杠结构组件8通过其中底座的底板安装在定平台Ι上的第一组孔处，并联机构第1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Ι上的第一组孔处，即1号底板孔59对应1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1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60与2号滚珠丝杠孔12和3号底板孔61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Ι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6中的运动滑块44进行螺纹连接；直线位移传感器6安装在定平台Ι，确切地说，将1号位移传感器孔40对应1号位移传感器安装孔15、2号位移传感器孔41对应2号位移传感器安装孔16、3号位移传感器孔42对应3号位移传感器安装孔17与4号位移传感器孔43对应4号位移传感器安装孔18后，采用螺钉紧固直线位移传感器6。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。

实施例中的驱动电机9可选用伺服电机，S型力传感器3根据技术设计选用合适尺寸和量程的S型拉压力传感器，直线位移传感器6可选用微型滑块位移传感器，直线位移传感器连接线包含电源线与信号线，电源线连接电源，信号线可通过变送器或滤波、放大电路连接到具有A/D功能的控制器获得传感器数据。

并联机构第2支链Ⅳ与并联机构第3支链Ⅴ和并联机构第1支链Ⅲ一样以相同的方式和定平台Ι与动平台Ⅱ相连接：

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上的设置有第二组孔的第二短边处，采用2号螺栓连接与2号销钉定位连接，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Ι的第二组孔处，采用2号销钉定位与2号螺钉固定。

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上的设置有第三组孔的第三短边处，采用3号螺栓连接与3号销钉定位连接，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Ι的第三组孔处，采用3号销钉定位与3号螺钉固定。

其中：U型连接槽1、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；螺钉、2号螺钉与3号螺钉结构相同；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。

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和定平台Ι与动平台Ⅱ相连接，组成本发明所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构。

本发明所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构的工作原理：

本发明所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构从定平台Ι到动平台Ⅱ的每条支链分别皆由平动副、转动副、平动副、转动副以及它们之间的连杆组成，滚珠丝杠8与定平台Ι固联，直线位移传感器6检测滚珠丝杠螺母7的行程，在各支链的连接块2处安装有S型力传感器3，用来测量动平台Ⅱ运动时各支链的受力情况；驱动电机9和滚珠丝杠结构组件8构成三维平动并联机构的驱动系统。

本发明只能实现3个自由度的平动，限制了转动自由度，在运动学解算时，能直接解耦，提高了系统的响应速度，便于实时控制。

以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种运动可解耦的三维平动并联机构，其特征在于，所述的一种运动可解耦的三维平动并联机构包括定平台(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)；

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)结构相同，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，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)中相邻两支链之间的夹角为120度。

2.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，所述的定平台(Ι)为圆形平板类结构件，定平台(Ι)的圆心处设置有定平台中心孔(10)，定平台(Ι)上依次设置有定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔中相邻两组孔之间的夹角为120度，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定平台第三组孔依次和定平台中心孔(10)的距离相等，定平台第一组孔、定平台第二组孔与定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。

3.按照权利要求2所述的运动可解耦的三维平动并联机构，其特征在于，所述的定平台第一组孔包括1号滚珠丝杠孔(11)、2号滚珠丝杠孔(12)、3号滚珠丝杠孔(13)、4号滚珠丝杠孔(14)、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)与4号位移传感器安装孔(18)；

所述的1号滚珠丝杠孔(11)、2号滚珠丝杠孔(12)、3号滚珠丝杠孔(13)与4号滚珠丝杠孔(14)和定平台中心孔(10)设置在同一条半径上，1号滚珠丝杠孔(11)和4号滚珠丝杠孔(14)是螺纹通孔，2号滚珠丝杠孔(12)和3号滚珠丝杠孔(13)为光盲孔，1号位移传感器安装孔(15)和4号位移传感器安装孔(18)所在的直线平行于定平台中心孔(10)与1号滚珠丝杠孔(11)所在的直线；2号位移传感器安装孔(16)和3号位移传感器安装孔(17)所在的直线平行于定平台中心孔(10)与1号滚珠丝杠孔(11)所在的直线；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)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(6)自身设置的1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)；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，1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1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1支链(Ⅲ)中的U型连接槽(1)上的孔相对应，即1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1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1支链(Ⅲ)包括有U型连接槽(1)、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(6)、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(1)中的1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1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(6)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)之间的距离和中杆孔(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)固定连接是指:

并联机构第1支链(Ⅲ)中的U型连接槽(1)安装在动平台(Ⅱ)的第一组孔上，即1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1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1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)固定连接是指：

并联机构第1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(Ι)上的第一组孔上，1号底板孔(59)对应1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1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(60)与2号滚珠丝杠孔(12)和3号底板孔(61)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(Ι)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(Ι)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(Ι)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(Ι)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(Ι)连接；

其中：U型连接槽(1)、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。