CN110202552B - 一种二自由度平面连杆运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二自由度平面连杆运动装置，包括十三个连杆、十四连杆、十六连杆以及他们的运动副，机构的固定连杆和末端连杆在运动过程中始终关于中间平面对称，可以实现完全对称的运动；末端连杆可以绕机构中间平面上平行于转动副一的任意轴线做连续转动，也可以沿中间平面的法线方向移动，给机构的应用与控制带来了很大的方便。

Description

一种二自由度平面连杆运动装置

技术领域

本发明涉及机器人伸缩机构技术领域，特别是涉及一种二自由度平面连杆运动装置。

背景技术

目前，该二自由度平面连杆机构可以实现平面内任意轨迹，可以用于遮阳伞、工程平面作业等高速平面作业任务，因此在轻工业、加工业等自动化生产线上有重要作用。在已有的平面连杆机构中，其输出往往是机构上一点在平面上的运动，而有时需要机构末端连杆在平面内的移动和转动。

发明内容

本发明的目的是提供一种在运动过程中固定连杆与末端连杆始终保持对称，并且能够实现绕平面一定范围内任意点进行连续转动和沿着机构对称线的垂线方向发生移动的二自由度平面运动连杆装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种二自由度平面连杆运动装置，包括十三个连杆、十四连杆、十六连杆以及他们的运动副。

第一种的连接方式：

本发明的第一种连接方式包括十三个连杆、两个滑块及连接它们的运动副，第一连杆为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接或与第三连杆的一端连接、第九连杆的一端通过转动副九与第二连杆或第三连杆的一部位连接，第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和第十三连杆的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接或与第五连杆的一端连接、第十连杆的一端通过转动副十与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接或与第五连杆的一端连接、第十一连杆的一端通过转动副十一与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第七连杆的另一端通过转动副五与第八连杆的一端和第十三连杆的另一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六与第一连杆的另一端和第十二连杆的一端连接或与第一连杆的另一端连接、第十二连杆的一端通过转动副十二与第八连杆或第一连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七与第十连杆的另一端和滑块一的另一端连接，滑块一的另一端通过移动副三与第十三连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八与第十二连杆的另一端和滑块二的一端连接，滑块二的另一端通过移动副四与第十三连杆的一部位连接。转动副一、二、三、四、五、六、七、八的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；转动副二、五、七、八的轴线在运动过程中式中在同一平面内。

第二种连接方式：

本发明的第二种连接方式包括十四个连杆、一个滑块及连接他们的运动副，第一连杆为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接，或与第三连杆的一端连接、第九连杆的一端通过转动副九与第二连杆或第三连杆的一部位连接，第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和第十三连杆的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接，或与第五连杆的一端连接、第十连杆的一端通过转动副十与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接，或与第五连杆的一端连接、第十一连杆的一端通过转动副十一与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第七连杆的另一端通过转动副五与第八连杆和第十四连杆的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六与第一连杆的另一端和第十二连杆的一端连接，或与第一连杆的另一端连接、第十二连杆的一端通过转动副十二与第八连杆或第一连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七与第十连杆的另一端和滑块一的一端连接，第十一连杆的另一端通过转动副八与第十二连杆和滑块一的另一端连接，滑块一通过移动副三与第十四连杆的一部位连接，转动副一、二、三、四、五、六、七、八的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二、三的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；转动副二、五、七、八的轴线在运动过程中式中在同一平面内。

第三种连接方式：

本发明的第三种连接方式包括十六个连杆及连接它们的运动副，第一连杆为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接，或与第三连杆的一端连接、第九连杆的一端通过转动副九与第二连杆或第三连杆的一部位连接，第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和L形构件一的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接，或与第五连杆的一端连接、第十连杆的一端通过转动副十与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接，或与第五连杆的一端连接、第十一连杆的一端通过转动副十一与第四连杆或第五连杆的一部位连接，第七连杆的另一端通过转动副五与第八连杆和L形构件三的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六与第一连杆的另一端和第十二连杆的一端连接，或与第一连杆的另一端连接、第十二连杆的一端通过转动副十二与第八连杆或第一连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副十二与第十、第十一、第十二连杆的另一端和L形构件二的一端连接，L形构件一的另一端通过转动副八与第十三连杆的一端连接，第十三连杆的另一端通过转动副九与第十四连杆的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副十与第十五连杆的一端和L形构件二的另一端连接，第十五连杆的另一端通过转动副十一与第十六连杆的一端连接，第十六连杆的另一端通过转动副十二与L形构件三的另一端连接，转动副一、二、三、四、五、六、七的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二的移动中心线。第十三、十四连杆和转动副七、八、九构成三自由度平面子链一；第十五、十六连杆和转动副九、十、十一构成三自由度平面子链二。

所述三自由度平面子链由两个连杆和三个运动副连接而成，三个运动副中，一个运动副为转动副，另外两个运动副分别为转动副或移动副，且三自由度平面子链中转动副的轴线相互平行，移动副的移动中心线与转动副的轴线相互垂直。三自由度平面子链有以下7种组成形式：RRR、RPR、RRP、PRR、RPP、PRP、PPR、R代表转动副，P代表移动副。

转动副一的轴线与三自由度平面子链中的转动副轴线不平行，第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆的长度分别对应相等，转动副二、五、七的轴线在运动过程中始终在同一平面内。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的二自由度平面连杆运动装置，机构的固定连杆和末端连杆在运动过程中始终关于中间平面对称，可以实现完全对称的运动；末端连杆可以绕机构中间平面上平行于转动副一的任意轴线做连续转动，也可以沿中间平面的法线方向移动，给机构的应用与控制带来了很大的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例1的示意简图；

图2是本发明的实施例2的示意简图；

图3是本发明的实施例3的示意简图；

图4是本发明的实施例4的示意简图；

图5是本发明的实施例5的示意简图；

图6是本发明的实施例6的示意简图；

图7是本发明的实施例7的示意简图；

图8是本发明的实施例8的示意简图；

图9是本发明的实施例9的示意简图；

图10是本发明的实施例10的示意简图；

其中，1-第一连杆、2-第二连杆、3-第三连杆、4-第四连杆、5-第五连杆、6-第六连杆、7-第七连杆、8-第八连杆、9-第九连杆、10-第十连杆、11-第十一连杆、12-第十二连杆、13-第十三连杆、14-第十四连杆、15-第十五连杆、16-第十六连杆、P1-移动副一、P2-移动副二、P3-移动副三、P4-移动副四、P5-移动副五、P6-移动副六、H1-滑块1、H2-滑块2、L1-L形构件一、L2-L形构件二、L3-L形构件三、R1-转动副一、R2-转动副二、R1-转动副三、R4-转动副四、R5-转动副五、R6-转动副六、R7-转动副七、R8-转动副八、R9-转动副九、R10-转动副十、R11-转动副十一、R12-转动副十二、R13-转动副十三、R14-转动副十四、R15-转动副十五。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种在运动过程中固定连杆与末端连杆始终保持对称，并且能够实现绕平面一定范围内任意点进行连续转动和沿着机构对称线的垂线方向发生移动的二自由度平面运动连杆装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

在图1所示的二自由度平面运动连杆机构示意图中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3和第九连杆9的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三13连杆的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5和第十连杆10的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7和第十一连杆11的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8的一端和第十三连杆的另一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端和第十二12连杆的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆的另一端和滑块一的另一端连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十三连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆的另一端和滑块二的一端连接，滑块二的另一端通过移动副四P4与第十三连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等。

实施例二

在图2所示的两自由度平面运动机构中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三连杆13的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8的一端和第十三连杆的另一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆的一端通过转动副九R9与第二连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10和滑块一H1的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副十R10与第五连杆的一部位连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十三连杆的一部位连接，要保证第二连杆上转动副九与转动副一之间的距离和第五连杆上转动副十与转动副三之间的距离相等，第十一连杆的一端通过转动副十一R11与第六连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆12和滑块二H2的一端连接，第十二连杆的另一端通过转动副十二R12与第一连杆的一部位连接，滑块二的另一端通过移动副四P4与第十三连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；第二连杆上转动副一与转动副九之间的距离和第五连杆上转动副三与转动副十之间的距离相等，第六连杆上转动副四与转动副十一之间的距离和第一连杆上转动副六与转动副十二之间的距离相等。

实施例三

在图3所示的两自由度的平面运动机构图中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三连杆13的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8的一端和第十三连杆的另一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆9的一端通过转动副九R9与第三连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10和滑块一H1的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副十R10与第四连杆的一部位连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十三连杆的一部位连接，要保证第三连杆上转动副九与转动副一之间的距离和第四连杆上转动副十与转动副三之间的距离相同，第十一连杆11的一端通过转动副十一R11与第七连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆12和滑块二H2的一端连接，第十二连杆的另一端通过转动副十二R12与第八连杆的一部位连接，滑块二的另一端通过移动副四P4与第十三连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；第三连杆上转动副一与转动副九之间的距离和第四连杆上转动副三与转动副十之间的距离相等，第七连杆上转动副四与转动副十一之间的距离和第八连杆上转动副六与转动副十二之间的距离相等。

实施例四

在图4所示的两自由度的平面运动机构图中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3和第九连杆9的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三13连杆的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5和第十连杆10的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第十一连杆11和第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8和第十四连杆14的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端和第十二12连杆的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆的另一端和滑块一H1的一端连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆和滑块一的另一端连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十四连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等。

实施例五

在图5所示的平面而自由度运动机构中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三连杆13的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8、第十四连杆14的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆的一端通过转动副九R9与第二连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10和滑块一H1的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副十R10与第五连杆的一部位连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十四连杆的一部位连接，要保证第二连杆上转动副九与转动副一之间的距离和第五连杆上转动副十与转动副三之间的距离相等，第十一连杆的一端通过转动副十一R11与第六连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆12的一端和滑块一的另一端连接，第十二连杆的另一端通过转动副十二R12与第一连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；第二连杆上转动副一与转动副九之间的距离和第五连杆上转动副三与转动副十之间的距离相等，第六连杆上转动副四与转动副十一之间的距离和第一连杆上转动副六与转动副十二之间的距离相等。

实施例六

在图6所示的两自由度的平面运动机构图中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和第十三连杆13的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8、第十四连杆14的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆9的一端通过转动副九R9与第三连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10和滑块一H1的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副十R10与第四连杆的一部位连接，滑块一的另一端通过移动副三P3与第十四连杆的一部位连接，要保证第三连杆上转动副九与转动副一之间的距离和第四连杆上转动副十与转动副三之间的距离相同，第十一连杆11的一端通过转动副十一R11与第七连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副八R8与第十二连杆12的一端和滑块一的另一端连接，第十二连杆的另一端通过转动副十二R12与第八连杆的一部位连接。其中各转动副的轴线相互平行，且垂直于各移动副的移动中心线；第一和第六连杆、第二和第五连杆、第三和第四连杆、第七和第八连杆、第九和第十连杆、第十一和第十二连杆的长度分别对应相等；第三连杆上转动副一与转动副九之间的距离和第四连杆上转动副三与转动副十之间的距离相等，第七连杆上转动副四与转动副十一之间的距离和第八连杆上转动副六与转动副十二之间的距离相等。

实施例七

在图7所示的两自由度的平面连杆运动机构，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3和第九连杆9的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和L形连杆一L1的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5和第十连杆10的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7和第十一连杆11的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8和L形连杆三L3的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端和第十二12连杆的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十、第十一、第十二连杆另一端和L形连杆二L2的一端连接，L形连杆一的另一端通过转动副八R8与第十三连杆13的一端连接，第十三连杆的另一端通过转动副九R9与第十四连杆14的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副十R10与第十五连杆15的一端和L形连杆二的另一端连接，第十五连杆的另一端通过转动副十一11与第十六连杆16的一端连接，第十六连杆的另一端通过转动副十二R12与L形连杆三的另一端连接。转动副一、二、三、四、五、六、七的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二的移动中心线；第十三、十四连杆和转动副八、九、十构成三自由度平面子链一；第十五、十六连杆和转动副九、十、十一构成三自由度平面子链二；转动副一与三自由度平面子链中转动副轴线不平行。

实施例八

在图8所示的平面而自由度运动机构中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副三R3与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和L形连杆一L1的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8和L形连杆三L3的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆的一端通过转动副八R8与第二连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10、第十一连杆11、第十二连杆12和L形连杆二L2的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副九R9与第五连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副十R10与第六连杆的一部位连接，第十二连杆的另一端通过转动副十一R11与第一连杆的一部位连接，L形连杆一的另一端通过转动副十二R12与第十三连杆13和第十五连杆15的一端连接，第十三连杆的另一端通过转动副十三R13与第十四连杆14的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副十四R14与L形连杆二的另一端连接，第十五连杆的另一端通过转动副十五R15与第十六连杆16的一端连接，第十六连杆的一部位通过移动副三P3与L形连杆三的另一端连接。其中第二连杆上转动副八与转动一之间的距离和第五连杆上转动副九与转动副三之间的距离相等；第一连杆上转动副十一与转动副六之间的距离和第六连杆上转动副十与转动副四之间的距离相等；转动副一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二的移动中心线；第十三、十四连杆和转动副十二、十三、十四构成三自由度平面子链一；第十五、十六连杆和转动副十二、十五、移动副三构成三自由度平面子链二；转动副一与三自由度平面子链中转动副轴线不平行。

实施例九

在图9所示的两自由度的平面运动机构图中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和L形连杆一L1的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8和L形连杆三L3的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端连接，第九连杆9的一端通过转动副八R8与第三连杆的一部位连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十连杆10、第十一连杆11、第十二连杆12和L形连杆二L2的一端连接，第十连杆的另一端通过转动副九R9与第四连杆的一部位连接，第十一连杆的另一端通过转动副十R10与第七连杆的一部位连接，第十二连杆的另一端通过转动副十一R11与第八连杆的一部位连接，L形连杆一的另一端通过转动副十二R12与第十三连杆13的一端连接，第十三连杆的一另端通过移动副三P3与第十四连杆14的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副十三R13与L形连杆三的一另端和第十六连杆16的一端连接，第十六连杆的另一端通过转动副十五R15与第十五连杆15的一端连接，第十五连杆的另一端通过转动副十四R14与L形连杆二的另一端连接。其中第三连杆上转动副一与转动副八之间的距离和第四连杆上转动副三与转动副九之间的距离相同，第八连杆上转动副六与转动副十一之间的距离和第七连杆上转动副四与转动副十之间的距离相等；转动副一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二、三的移动中心线；第十三、十四连杆和转动副十二、十三、移动副三构成三自由度平面子链一；第十五、十六连杆和转动副十三、十四、十五构成三自由度平面子链二；转动副一与三自由度平面子链中转动副轴线不平行。

实施例十

在图10所示的机构中，第一连杆1为固定连杆，第一连杆的一端通过移动副一P1与第二连杆2的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一R1与第三连杆3和第九连杆9的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二R2与第四连杆4和L形构件一L1的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三R3与第五连杆5和第十连杆10的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二P2与第六连杆6的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四R4与第七连杆7和第十一11连杆的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五R5与第八连杆8和L形构件三L3的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六R6与第一连杆的另一端和第十二连杆12的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副七R7与第十、第十一、第十二连杆的另一端和L形构件二L2的一端连接，L形构件一的另一端通过转动副八R8与第十三连杆13的一端连接，第十三连杆的另一端通过移动副三P3与第十四连杆14的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副九R9与第十五连杆15的一端和L形构件二的另一端连接，第十五连杆的另一端通过移动副四P4与第十六连杆16的一端连接，第十六连杆的另一端通过转动副十R10与L形构件三的另一端连接。其中转动副一、二、三、四、五、六、七的轴线相互平行，且垂直于移动副一、二、三、四的移动中心线；第十三、十四连杆和转动副八、九、移动副三构成三自由度平面子链一；第十五、十六连杆和转动副九、十、移动副四构成三自由度平面子链二；转动副一与三自由度平面子链中转动副轴线不平行。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：包括通过运动副连接的十三个连杆和两个滑块，第一连接杆为固定连杆，所述第一连接杆的一端通过移动副一与第二连杆的一端连接；所述第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接，或所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端连接，所述第九连杆的一端通过转动副九与所述连杆或第三连杆的一部位连接；所述第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和第十三连杆的一端连接；所述第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接，或所述第四连杆的另一端与所述第五连杆的一端连接，所述第十连杆的一端通过转动副十与所述第四连杆或第五连杆的一部位连接；所述第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，所述第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接，或所述第六连杆的另一端与所述第七连杆的一端连接，所述第十一连杆的一端通过转动副十一与所述第七连杆或第八连杆的一部位连接；所述第七连杆的另一端通过转动副五与所述第八连杆的一端和第十三连杆的另一端连接，所述第八连杆的另一端通过转动副六与所述第一连接杆的另一端和第十二连杆的一端连接，或所述第八连杆的另一端与所述第一连接杆的另一端连接，所述第十二连杆的一端通过转动副十二与所述第一连接杆或第八连杆的一部位连接；第九连杆的另一端通过转动副七与所述第十连杆的另一端以及滑块一的一端连接，所述滑块一的另一端通过移动副三与所述第十三连杆的一部位连接，所述第十一连杆的另一端通过转动副八与第十二连杆的另一端以及滑块二的一端连接，所述滑块二的另一端通过移动副四与所述第十三连杆的一部位连接。

2.根据权利要求1所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第一连接杆与第六连杆所在的两个平面之间的对称面为中间平面，所述转动副一、转动副二、转动副三、转动副四、转动副五、转动副六、转动副七和转动副八的轴线相互平行，且垂直于所述移动副一、移动副二、移动副三和移动副四的移动中心线，所述第一连接杆和第六连杆、第二连杆和第五连杆、第三连杆和第四连杆、第七连杆和第八连杆、第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆的长度分别对应相等。

3.根据权利要求1所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副九与第二连杆一部位连接，第十连杆通过转动副十与第五连杆连接，第十一连杆通过转动副十一与第六连杆连接，第十二连杆通过转动副十二与第一连接杆连接，在保证第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副九、转动副十、转动副十一和转动副十二的位置在第二连杆、第五连杆、第六连杆和第一连接杆上分别任意选取。

4.根据权利要求1所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副九与第三连杆一部位连接，第十连杆通过转动副十与第四连杆一部位连接，第十一连杆通过转动副十一与第七连杆一部位连接，第十二连杆通过转动副十二与第八连杆一部位连接，第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副九、转动副十、转动副十一和转动副十二的位置在第三连杆、第四连杆、第七连杆、第八连杆上分别任意选取。

5.根据权利要求1所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：将滑块一和滑块二合并为一个滑块，第十三连杆改为通过移动副连接的两个连杆，两个连杆分别为第十三连杆和第十四连杆，第一连接杆为固定连杆，其一端通过移动副一与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和第十三连杆的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五与第八连杆和第十四连杆的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六与第一连接杆的另一端和第十二连杆的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副七与第十连杆的另一端和滑块一的一端连接，第十一连杆的另一端通过转动副八与第十二连杆和滑块一的另一端连接，滑块一通过移动副三与第十四连杆的一部位连接；转动副一、转动副二、转动副三、转动副四、转动副五、转动副六、转动副七和转动副八的轴线相互平行，且垂直于移动副一、转动副二和转动副三的移动中心线；第一连接杆和第六连杆、第二连杆和第五连杆、第三连杆和第四连杆、第七连杆和第八连杆、第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆的长度分别对应相等；转动副二、转动副五、转动副七和转动副八的轴线在运动过程中式中在同一平面内。

6.根据权利要求5所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副九与第二连杆连接，第十连杆通过转动副十与第五连杆连接，第十一连杆通过转动副十一与第六连杆连接，第十二连杆通过转动副十二与第一连接杆连接，第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副九、转动副十、转动副十一和转动副十二的位置在第二连杆、第五连杆、第六连杆、第一连接杆上分别任意选取。

7.根据权利要求5所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副九与第三连杆一部位连接，第十连杆通过转动副十与第四连杆一部位连接，第十一连杆通过转动副十一与第七连杆一部位连接，第十二连杆通过转动副十二与第八连杆一部位连接，第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副九、转动副十、转动副十一和转动副十二的位置在第三连杆、第四连杆、第七连杆、第八连杆上分别任意选取。

8.根据权利要求1所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：将滑块一、第十三连杆、第十四连杆改为两个三自由度平面子链，还包括第十五连杆和第十六连杆及连接它们的运动副，第一连接杆为固定连杆，第一连接杆的一端通过移动副一与第二连杆的一端连接，第二连杆的另一端通过转动副一与第三连杆和第九连杆的一端连接，第三连杆的另一端通过转动副二与第四连杆和L形构件一的一端连接，第四连杆的另一端通过转动副三与第五连杆和第十连杆的一端连接，第五连杆的另一端通过移动副二与第六连杆的一端连接，第六连杆的另一端通过转动副四与第七连杆和第十一连杆的一端连接，第七连杆的另一端通过转动副五与第八连杆和L形构件二的一端连接，第八连杆的另一端通过转动副六与第一连接杆的另一端和第十二连杆的一端连接，第九连杆的另一端通过转动副十二与第十、第十一、第十二连杆的另一端和L形构件三的一端连接，L形构件一的另一端通过转动副七与第十三连杆的一端连接，第十三连杆的另一端通过转动副八与第十四连杆的一端连接，第十四连杆的另一端通过转动副九与第十五连杆的一端和L形构件三的另一端连接，第十五连杆的另一端通过转动副十与第十六连杆的一端连接，第十六连杆的另一端通过转动副十一与L形构件二的另一端连接；转动副一、转动副二、转动副三、转动副四、转动副五、转动副六和转动副十二的轴线相互平行，且垂直于移动副一、移动副二的移动中心线；第十三连杆、十四连杆和转动副七、转动副八、转动副九构成三自由度平面子链一；第十五连杆、第十六连杆和转动副九、转动副十、转动副十一构成三自由度平面子链二；

所述三自由度平面子链一和三自由度平面子链二均由两个连杆和三个转动副或一个转动副与两个移动副连接而成，且三自由度平面子链中转动副的轴线相互平行并与转动副一轴线不平行，移动副的移动中心线与转动副的轴线相互垂直。

9.根据权利要求8所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副八与第二连杆一部位连接，第十连杆通过转动副九与第五连杆一部位连接，第十一连杆通过转动副十与第六连杆一部位连接，第十二连杆通过转动副十一与第一连接杆连接，在第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副八、转动副九、转动副十和转动副十一的位置在第二连杆、第五连杆、第六连杆、第一连接杆上任意选取。

10.根据权利要求8所述的二自由度平面连杆运动装置，其特征在于：所述第九连杆通过转动副八与第三连杆一部位连接，第十连杆通过转动副九与第四连杆一部位连接，第十一连杆通过转动副十与第七连杆一部位连接，第十二连杆通过转动副十一与第八连杆连接，在第九连杆和第十连杆、第十一连杆和第十二连杆与中间平面的夹角分别对应相等的情况下，所述转动副八、转动副九、转动副十和转动副十一的位置在第三连杆、第四连杆、第七连杆、第八连杆上任意选取。

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