CN106112974A - 一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构 - Google Patents

Abstract

一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构，其包括定、动平台和连接这两个平台的结构完全相同的三条分支，上述三条分支均由定平台转动副、下转动副、中间转动副、上转动副、动平台转动副以及连接它们的连杆构成，其中定、动平台转动副的轴线交于空间一点，为分支中心点，三个分支的中心点构成一个中间对称平面，每个分支关于该平面完全对称；中间转动副在该平面上，上、下转动副与中间转动副的轴线交于该平面上一点。定、动平台为全等的三角形，且关于该平面对称。本发明结构完全对称，可以实现绕中间对称平面上的任意一条直线连续转动，避免了伴随运动的发生，使机构的运动控制变得简单、灵活、可靠。

Description

一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构

技术领域

本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机构。

背景技术

并联机器人具有刚度大、运动速度快、精度高等优点，在机械工业领域具有广泛的应用。随着相关研究的进行，并联机构有了飞速的发展。其中，在并联机构连续转轴的研究方面，很多学者进行了专门的研究，并已经有了许多研究成果。并联机构转动的转轴包括连续转轴与瞬时转轴，对于两转一移并联机构而言，其两个转动自由度的转轴在空间的分布对于其轨迹规划、速度控制以及机构的标定十分重要，从而，设计能够实现连续转动的并联机构具有很大的实际意义，且具有良好的应用前景。但现有的机构多是连续转轴较少或是采用的非对称的结构，不具有各向同性，且存在伴随运动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在运动过程中有很好的各项同性、且动平台可以实现绕中间对称平面内的任意一条轴线或任意一点的连续转动的一种以平面上任意直线为连续转轴的对称并联机构。

本发明包括定平台、动平台和连接这两个平台的结构完全相同的三条活动分支。所述三条活动分支均由定平台转动副、下转动副、中间转动副、上转动副、动平台转动副以及连接它们的连杆构成，且每个分支的结构是上下完全对称的。其中定平台转动副与定平台刚性连接，下转动副通过第一连杆与定平台转动副连接，中间转动副通过第二连杆与下转动副连接，上转动副通过第三连杆与中间转动副连接，动平台转动副通过第四连杆与上转动副连接，动平台与动平台转动副刚性连接；定、动平台转动副分别与定、动平台倾斜布置，且其轴线交于空间一点，为分支中心点，上述三个分支的中心点构成一个中间对称平面，且定、动平台转动副关于该中间对称平面对称；上述中间转动副的轴线在该中间对称平面内，上、下转动副与中间转动副的轴线交于该平面内一点，且上转动副、下转动副关于该中间对称平面对称；上述定、动平台为全等的三角形，且关于该中间对称平面对称；而且，上述轴线交于一点的上、下转动副和中间转动副可以替换为一个中间球副。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

结构对称，三条分支完全相同，在运动过程中有很好的各项同性，且动平台可以实现绕中间对称平面内的任意一条轴线或任意一点的连续转动，给机构的运动和控制带来很大方便。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意简图。

图2为本发明实施例2的立体示意简图。

具体实施方式

实施例1：

在图1所示的一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构示意图中，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台6，上述每条活动分支的结构是上下完全对称的，其中定平台转动副R1与定平台1刚性连接，下转动副R2通过第一连杆2与定平台转动副R1连接，中间转动副R3通过第二连杆3与下转动副R2连接，上转动副R4通过第三连杆4与中间转动副R3连接，动平台转动副R5通过第四连杆5与上转动副R4连接，动平台6与动平台转动副R5刚性连接；上述定、动平台转动副R1、R5与定、动平台倾斜布置，且其轴线交于空间一点O1，该点为活动分支中心点，上述三个活动分支中心点O1、O2、O3构成了一个中间完全对称平面S，且定、动平台转动副R1、R5关于该中间对称平面S对称；上述中间转动副R3在该中间平面内，上、下转动副R2、R4与中间转动副R3的轴线交于该中间平面内一点，且R2、R4两转动副关于该中间对称平面S对称；上述定、动平台为全等的三角形，且关于该中间对称平面S对称。

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6，上述每条活动分支的结构是上下完全对称的，其中定平台转动副R1与定平台1刚性连接，中间球副S2通过第一连杆2与定平台转动副R1连接，动平台转动副R3通过第二连杆3与中间球副S2连接，动平台4与动平台转动副R3刚性连接。上述定、动平台转动副R1和R3与定、动平台倾斜布置，且其轴线交于空间一点O1，该点为活动分支中心点，上述三个活动分支中心点O1、O2、O3构成一个中间对称平面S，中间球副S2的球心在该平面S内，且转动副R1和转动副R3关于该中间对称平面S对称；上述定、动平台为全等的三角形，且关于该中间对称平面S对称。

Claims (2)

1.一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构，其包括定平台、动平台和连接这两个平台的结构完全相同的三条活动分支，其特征在于：所述三条活动分支均由定平台转动副、下转动副、中间转动副、上转动副、动平台转动副以及连接它们的连杆组成，且每个分支的结构是上下完全对称的，其中定平台转动副与定平台刚性连接，下转动副通过第一连杆与定平台转动副连接，中间转动副通过第二连杆与下转动副连接，上转动副通过第三连杆与中间转动副连接，动平台转动副通过第四连杆与上转动副连接，动平台与动平台转动副刚性连接；定、动平台转动副分别与定、动平台倾斜布置，且其轴线交于空间一点，为分支中心点，上述三个分支的中心点构成一个中间对称平面，且定、动平台转动副关于该中间对称平面对称；上述中间转动副的轴线在该中间对称平面内，上、下转动副与中间转动副的轴线交于该平面内一点，且上转动副和下转动副关于该中间对称平面对称；上述定、动平台为全等的三角形，且关于该中间对称平面对称。

2.根据权利要求1所述的一种以平面上任意直线为连续转轴的并联机构，其特征在于：所述轴线交于一点的上、下转动副和中间转动副替换为一个中间球副。