CN109227519A - 一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业机器人领域。技术方案是：一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同的分支；所述分支包括依次连接在机架和动平台之间的弧形移动副导轨、移动副滑块、球铰、连杆以及转动副；三个分支中，两个分支中的弧形移动副导轨的中心线共面，第三个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面，垂直于前述二个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面；前述二个分支中的两个弧形移动副导轨关于第三个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面对称布置。该并联机构应具有驱动固定、操作速度快、动态性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，具体是一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，可用于大型零部件的曲面加工等场合。
背景技术
在机械制造领域中，通过在传统数控机床的末端安装一个主轴头可实现曲面零件的打磨加工等操作。但是传统机床的串联开环结构会带来一系列问题，例如曲面加工精度无法达到要求、整机运动惯性大、动力学性能较差、制造/维护成本高等。
不同于串联机构的开环结构，并联机构通过两条及以上的分支连接定平台和动平台，形成特殊的多闭环结构，使得并联机构在保证自由度一致的同时，还具有结构紧凑、运动惯性小、刚度高、承载能力大等优点。同时，与串联机构中电机安装于各关节处这一结构特点不同的是，并联机构中实现机构运动的驱动电机可安装于靠近机架处，且存在许多不需要安装电机的被动关节，这一特点使得并联机构具有较高的操作速度和较好的动力学特性。基于上述优点，近年来并联机构得到了研究学者和工业界的广泛研究与应用，其中具有两转动一移动的并联机构更是受到了重视和青睐，已被作为许多高端加工装备的骨架，成功应用于空间复杂曲面的打磨抛光、五轴联动加工等工业领域。
在一些两转动一移动并联机构取得成功应用(WO 2006062466,US 4732525)的同时，仍然存在着问题：驱动电机未安装于机架上，这会对机构的操作速度及零件加工精度造成影响。对于基于两转动一移动并联机构的加工装备而言，其理想的驱动布置方案应是并联机构中的分支均由固定电机驱动，以此降低整体运动质量，提高动力学性能和零件加工精度，同时降低实际控制的难度。因此，提出一种驱动固定，操作速度快、动态性能好的两转动一移动并联机构很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，该并联机构应具有驱动固定、操作速度快、动态性能好的优点。
本发明的技术方案是：
一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同的分支；
所述分支包括依次连接在机架和动平台之间的弧形移动副导轨、移动副滑块、球铰、连杆以及转动副；
三个分支中，两个分支中的弧形移动副导轨的中心线共面，第三个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面，垂直于前述二个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面；前述二个分支中的两个弧形移动副导轨关于第三个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面对称布置。
所述弧形移动副导轨的中心线为圆弧。
所述移动副为驱动副；各移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同分支；
所述分支包括依次连接在机架和动平台之间的弧形移动副导轨、移动副滑块、球铰、连杆以及转动副；
三个弧形移动副导轨的中心线所处的平面两两垂直；所述弧形移动副导轨的中心线为圆弧，三个弧形移动副导轨中心线的圆心交于一点。
所述移动副为驱动副；各移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同分支；
所述分支包括依次连接在机架和动平台之间的第三弧形移动副导轨、第三移动副滑块、第三球铰、第三连杆以及第三转动副；
三个第三弧形移动副导轨的中心线处于同一平面且对称布置于该平面。
三个第三弧形移动副导轨的中心线均为圆弧。
三个圆弧的圆心相交于一点。
所述移动副为驱动副；各移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
本发明的有益效果是：
本发明提出的并联机构可以执行空间的两转动一移动运动，具有驱动固定、操作速度快、动态性能好、刚度高的优点，可用于空间复杂曲面加工处理等领域。
附图说明
图1为本发明实施例一的立体结构示意图。
图2为本发明实施例二的立体结构示意图。
图3为图1或图2中分支的立体结构示意图。
图4为本发明实施例三的立体结构示意图。
图5为图4中分支的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例一
如图1，3所示，一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，包括机架(图中省略)、动平台1以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同分支。
每个分支包括依次连接在机架与动平台之间的弧形移动副导轨11、移动副滑块12、球铰13、连杆14以及转动副15。
本实施例中，二个分支中的弧形移动副导轨的中心线共面；第三个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面垂直于前述二个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面。前述二个分支中的弧形移动副导轨关于第三个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面对称布置。相应的；前述二个分支中的转动副轴线相互平行，且垂直于第三个分支中的转动副轴线。
作为优选，所述弧形移动副导轨的中心线为圆弧.
本实施例中，驱动副为各分支上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；当驱动副运动时，机构作两转动一移动三自由度运动。
实施例二
如图2，3所示，一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，包括机架(图中省略)、动平台1以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同分支。
每个分支包括依次连接在机架与动平台之间的弧形移动副导轨11、移动副滑块12、球铰13、连杆14以及转动副15。
本实施例中，三个弧形移动副导轨的中心线所处的平面两两垂直；三个弧形移动副导轨中心线均为圆弧，圆弧的圆心交于一点。相应的；三个分支中的转动副轴线两两相交形成一等边三角形。
本实施例中，驱动副为各分支上的移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；当驱动副运动时，机构作两转动一移动三自由度运动。
实施例三
如图4，5所示，一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，包括机架(图中省略)、动平台1以及并联连接在机架与动平台之间的三个相同分支。
每个分支包括依次连接在机架与动平台之间的第三弧形移动副导轨21、第三移动副滑块22、第三球铰23、第三连杆24以及第三转动副25。
本实施例中，三个第三弧形移动副导轨的中心线处于同一平面；三个第三弧形移动副导轨的中心线均为圆弧，三个圆弧对称布置于该平面；其圆心可相交于一点，或者不相交于一点。三个分支中的转动副轴线，也两两相交形成一等边三角形。
本实施例中，驱动副为各分支上的第三弧形移动副，驱动方式可选用滚珠丝杠(图中省略)；当驱动副运动时，机构作两转动一移动三自由度运动。
Claims (8)
1.一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台(1)以及并联连接在副机架与动平台之间的三个相同的分支；
所述分支包括依次连接在机架与动平台之间的弧形移动副导轨(11)、移动副滑块(12)、球铰(13)、连杆(14)以及转动副(15)。
2.根据权利要求1所述的驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：三个分支中，两个分支中的弧形移动副导轨的中心线共面，第三个分支中的弧形移动副导轨中心线所处的平面，垂直于前述二个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面；前述二个分支中的两个弧形移动副导轨关于第三个分支的弧形移动副导轨中心线所处的平面对称布置。
3.根据权利要求2所述的驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：所述弧形移动副导轨的中心线为圆弧。
4.一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台(1)以及并联连接在副机架与动平台之间的三个相同分支；
所述分支包括依次连接在机架与动平台之间的弧形移动副导轨(11)、移动副滑块(12)、球铰(13)、连杆(14)以及转动副(15)；
三个弧形移动副导轨所处的平面两两垂直；所述弧形移动副导轨的中心线为圆弧，三个弧形移动副导轨的圆心交于一点。
5.一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：该并联机构包括机架、动平台(1)以及并联连接在副机架与动平台之间的三个相同的分支；
所述分支包括依次连接在机架与动平台之间的第三弧形移动副导轨(21)、第三移动副滑块(22)、第三球铰(23)、第三连杆(24)以及第三转动副(25)；
三个第三弧形移动副导轨的中心线处于同一平面且对称布置于该平面。
6.根据权利要求5所述的驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：三个第三弧形移动副导轨的中心线均为圆弧。
7.根据权利要求6所述的驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：三个圆弧的圆心相交于一点。
8.根据权利要求2或3或4或5所述的驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构，其特征在于：各分支上的移动副为驱动副；各移动副的驱动机构均为电机带动的滚珠丝杠机构。
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| CN201811092419.9A Pending CN109227519A (zh) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | 一种驱动固定的两转动一移动弧形导轨并联机构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110527527A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-12-03 | 太原理工大学 | 单电机驱动实现两自由度运动的炼焦炉看火孔盖提放机 |
| US20230347507A1 (en) * | 2021-01-12 | 2023-11-02 | Shandong University Of Technology | Single-layer three-section rail-type planar robot containing a double parallelogram |
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2018
- 2018-09-19 CN CN201811092419.9A patent/CN109227519A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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