CN105945916A - 一种无汇交轴线三自由度转动并联机构 - Google Patents

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陈子明
黄坤
周金
成栋良
刘晓檬
张扬
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
    • B25J9/0033—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a prismatic joint at the base
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    • B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics

Abstract

一种无汇交轴线三自由度转动并联机构，它包括定平台、动平台和三个结构完全相同的连接这两个平台的活动分支，每个活动分支均由移动副P1、转动副R1、和球副S1依次连接构成。上述移动副P1与定平台倾斜布置；球副S1与动平台相连接；移动副P1的轴线与转动副R1的轴线相互垂直。本发明具有三个转动自由度，可以实现空间三维转动，且不存在分支间运动副轴线汇交的几何条件，制造装配相对传统球面三转机构更为简单，具有广阔的应用前景。

Description

一种无汇交轴线三自由度转动并联机构
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种并联机构。
背景技术
在少自由度并联机构中，三自由度转动并联机构在机械工程领域有着良好的应用前景，其可用于先进的多轴数控机床、数控回转台、舰载稳定平台及其他许多需要进行姿态调整的场合中。传统的球面三转机构能实现绕空间一点的三个转动自由度，亦即动平台可绕三条汇交的轴线转动。但在这些并联机构中，都要求多个转动副轴线汇交于空间一点。这种严格的几何条件要求在制造上很难精确实现，极大的制约了这类机构在实际中的应用。因此，通过合理的设计来避免这种苛刻的几何条件是在进行机构设计时需要解决的一个问题。
目前已经有的一些三自由度转动平台或机构，如公开号为CN1417003A的中国专利公开了一种三自由度转动平台并联机器人机构、公开号为CN101497198A的中国专利公开了一种具有远程运动中心的三自由度转动并联机构等均要求机构有多个运动轴线相交于一点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能实现三维转动且没有空间汇交的运动副轴线的无汇交轴线三自由度转动并联机构。
本发明包括定平台、动平台和三个结构完全相同的连接这两个平台的活动分支，每个活动分支中的第一连杆的一端通过移动副与定平台连接，该第一连杆的另一端通过转动副与第二连杆的一端连接，该第二连杆的另一端通过球副与动平台连接；上述移动副与定平台倾斜布置；移动副的轴线与转动副的轴线相互垂直。分支中的球副可以替换为三个轴线相交于一点的转动副；移动副可以替换为由伺服电机驱动的滚珠丝杠副。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明能实现空间三维的转动，没有多个转动副轴线必须汇交于空间一点的苛刻几何条件。
2、三个分支完全相同，容易制造和装配，且维护成本较低。
附图说明
图1是本发明实施例1的立体示意简图；
图2是本发明实施例2的立体示意简图；
图3是本发明实施例3的立体示意简图。
具体实施方式
实施例1
在图1所示的无汇交轴线三自由度转动并联机构立体示意图中，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台2，每个活动分支中的第一连杆3的一端通过移动副P1与定平台1连接，该第一连杆3的另一端通过转动副R1与第二连杆4的一端连接，该第二连杆4的另一端通过球副S1与动平台2连接；其中，移动副P1与定平台倾斜布置；移动副P1的轴线与转动副R1的轴线相互垂直。
实施例2
如图2所示，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台2，每个活动分支中的第一连杆3的一端通过移动副P1与定平台1连接，该第一连杆3的另一端通过转动副R1与第二连杆4的一端连接，该第二连杆4的另一端通过转动副R2与第三连杆5的一端连接，该第三连杆5的另一端通过转动副R3与第四连杆6的一端连接，该第四连杆6的另一端通过转动副R4与动平台2连接；转动副R2、R3、R4相交于空间一点；
实施例3
如图3所示，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台2，每个活动分支中的丝杠座7的一端与定平台固连，丝杠3设在丝杠座上，丝杠上设有丝杠滑座5，丝杠滑座与丝杠连接形成移动副；第二连杆4的一端通过转动副R1与丝杠滑座连接，该第二连杆的另一端通过R2、R3、R4与动平台2连接。其中，丝杠与定平台倾斜布置；转动副R2、R3、R4的轴线相交于空间一点。

Claims (3)

1.一种无汇交轴线三自由度转动并联机构，它包括定平台、动平台和三个结构完全相同的连接这两个平台的活动分支，其特征在于：所述每个活动分支中的第一连杆的一端通过移动副与定平台连接，该第一连杆的另一端通过转动副与第二连杆的一端连接，该第二连杆的另一端通过球副与动平台连接；上述移动副与定平台倾斜布置；球副与动平台相连接；移动副的轴线与转动副的轴线相互垂直。
2.根据权利要求1所述的一种无汇交轴线三自由度转动并联机构，其特征在于：所述球副替换为三个轴线相交于一点的转动副。
3.根据权利要求1所述的一种无汇交轴线三自由度转动并联机构，其特征在于：所述移动副替换为由伺服电机驱动的滚珠丝杠副。
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