CN111113384B - 一种两移动一转动的三自由度并联机构 - Google Patents

一种两移动一转动的三自由度并联机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种两移动一转动的三自由度并联机构,包括定平台、动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构;动平台位于定平台下方;第二活动机构包括依次连接的第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和与定平台相连的第六转动副;第一活动机构包括依次连接的第一转动副、第一连接部、第二转动副、第二连接部、第三转动副、第三连接部和第一虎克铰,第一转动副和第一虎克铰分别活动连接在动平台和定平台上;两个第一活动机构对称设置在第二活动机构两侧;该机构中每个活动机构仅有一个驱动部分,易于操作控制,且具有良好的灵活性及姿态调整能力,并兼具有精度与刚度高、动态性能好、承载能力和工作空间大的优点。

Description

一种两移动一转动的三自由度并联机构
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域,特别涉及一种两移动一转动的三自由度并联机构。
背景技术
与串联机构相比,并联机构具有更大的结构刚度和承载力、更高的定位精度和更易于实现控制等优点,所以并联机器人被广泛应用于工业制造和食品包装等领域。由于很多领域的工业机器人不需要6个自由度即可完成任务,因此,对少自由度并联机器人的需求量更大。其中,三自由度并联机器人是目前研究和应用最多的少自由度并联机构。
目前,三自由度并联机器人可以分为四类:三转动并联机构,如3-SPS/S型等机构;三移动并联机构,如Delta型(含4S或者4U平行子链)、3-RUU型等机构;一移动两转动并联机构,如3-RPS型、3-PRS型等机构。其中,已公开专利CN104858860A公开了一种具有两平动一转动的并联机构,已公开专利CN107020615A公开了一种运动解耦的三自由度两平移一转动并联机构,已公开专利CN107498541A公开了一种两平动一转动三自由度并联机构,已公开专利CN105108742A公开了解耦型两平动一转动并联机器人,上述已公开专利均公开了一种具有移动一转动并联机构的机器人;其中,前三个公已公开专利的机构中均含有球铰,存在关节高精度制造难度大和成本高的问题,而解耦型两平动一转动并联机器人所公开的机构中虽然不含球铰,但其所占空间较大且工作空间比较小,导致其普适度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种精度与刚度高、动态性能好、承载能力、且工作空间大的两移动一转动的三自由度并联机构。
为此,本发明技术方案如下:
一种两移动一转动的三自由度并联机构的第一种结构,其包括一个定平台、一个动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构;其中,
动平台水平设置在定平台的下方,且在动平台的顶面上设有固定凸台;
第二活动机构包括第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和第六转动副;第一移动副为由第一移动副滑轨和第一移动副滑块构成的滑块机构;第一移动副滑轨竖直设置,第一移动副滑块与第四连接部之间通过第四转动副活动连接,第四连接部与第五连接部之间通过第五转动副活动连接,第五连接部与固定凸台之间通过第六转动副活动连接;其中,第四转动副的轴线、第五转动副的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副的轴线;
第一活动机构包括第一转动副、第一连接部、第二转动副、第二连接部、第三转动副、第三连接部和第一虎克铰;第一连接部与第二连接部之间通过第二转动副活动连接,第二连接部与第三连接部之间通过第三转动副活动连接,第一虎克铰包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第三连接部底端;
两个第一活动机构对称设置在第二活动机构两侧,二者顶端通过第一转动副活动连接在定平台的侧壁上、底端通过第一虎克铰的下转动副固定在动平台上;其中,第一转动副的轴线、第二转动副的轴线以及第一虎克铰的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副的轴线;第三转动副的轴线平行于第一虎克铰的上转动副的轴线,且二者均垂直于第二转动副的轴线。
一种两移动一转动的三自由度并联机构的第二种结构,其包括一个定平台、一个动平台、两个第一活动机构和一个第二活动机构;其中,
动平台水平设置在定平台的下方,且在动平台的顶面上设有轴线方向垂直于动平台的第七转动副;
第二活动机构包括第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和第六转动副;第一移动副为由第一移动副滑轨和第一移动副滑块构成的滑块机构;第一移动副滑轨水平设置,第一移动副滑块与第四连接部之间通过第四转动副活动连接,第四连接部与第五连接部之间通过第五转动副活动连接,第六转动副与第七转动副活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部与动平台之间通过第二虎克铰活动连接;其中,第四转动副的轴线和第五转动副的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副的轴线;
第一活动机构包括第一转动副、第一连接部、第二转动副、第二连接部、第三转动副、第三连接部和第一虎克铰;第一连接部与第二连接部之间通过第二转动副活动连接,第二连接部与第三连接部之间通过第三转动副活动连接,第一虎克铰包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第三连接部底端;
两个第一活动机构对称设置在第二活动机构两侧,二者顶端通过第一转动副活动连接在定平台的侧壁上、底端通过第一虎克铰的下转动副固定在动平台上;其中,第一转动副的轴线、第二转动副的轴线以及第一虎克铰的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副的轴线;第三转动副的轴线平行于第一虎克铰的上转动副的轴线,且二者均垂直于第二转动副的轴线。
进一步地,第一连接部、第二连接部和第三连接部均采用连接杆结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架;第四连接部和第五连接部均采用如A字形的连接架结构或具有其他形状的架体结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安孔。
进一步地,两个第一转动副及第一移动副滑块为三个驱动副,且三个驱动副分别与三台电机连接。
一种两移动一转动的三自由度并联机构的第三种结构,其包括一个定平台、一个动平台、两个第三活动机构和一个第二活动机构;其中,
动平台水平设置在定平台的下方,且在动平台的顶面上设有轴线方向垂直于动平台的第七转动副;
第二活动机构包括第一移动副、第四转动副、第四连接部、第五转动副、第五连接部和第六转动副;第一移动副为由第一移动副滑轨和第一移动副滑块构成的滑块机构;第一移动副滑轨水平设置,第一移动副滑块与第四连接部之间通过第四转动副活动连接,第四连接部与第五连接部之间通过第五转动副活动连接,第六转动副与第七转动副活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部与动平台之间通过第二虎克铰活动连接;其中,第四转动副的轴线、第五转动副的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副的轴线设置;
第三活动机构包括第八转动副、第六连接部、第三虎克铰、第七连接部和第四虎克铰;第三虎克铰包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第六连接部底端、其下转动副固定在第七连接部顶端;第四虎克铰包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第七连接部底端;
两个第三活动机构对称设置在第二活动机构两侧,二者顶端通过第八转动副活动连接在定平台的侧壁上、底端通过第四虎克铰的下转动副固定在动平台上;其中,第八转动副的轴线、第三虎克铰的上转动副的轴线以及第四虎克铰的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副的轴线;第三虎克铰的下转动副的轴线与第四虎克铰的上转动副的轴线相互平行。
进一步地,第四连接部和第五连接部均采用连接架结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安装孔;第六连接部和第七连接部均采用如A字形的连接架结构或具有其他形状的架体结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架。
进一步地,两个第八转动副及第一移动副滑块为三个驱动副,且三个驱动副分别与三台电机连接。
进一步地,定平台与动平台均水平设置,且定平台固定在位于其上方的机架上;第一移动副滑轨固定在位于其邻侧或位于上方的机架上。
进一步地,各转动副为滚动轴承。
与现有技术相比,该两移动一转动的三自由度并联机构结构简单、易于加工,其每个活动机构仅有一个驱动部分,易于操作控制,三个分支的布局方式使得转动自由度可绕着固定轴线实现旋转,具有良好的灵活性及姿态调整能力,同时在结构设计上还兼具有精度与刚度高、动态性能好、承载能力和工作空间大的优点,应用于工业零部件加工和食品包装、分拣等领域,具有良好的推广应用前景。
附图说明
图1为本发明的实施例1的两移动一转动的三自由度并联机构的结构示意图;
图2为本发明的实施例1的两移动一转动的三自由度并联机构的第一运动机构的结构示意图;
图3为本发明的实施例1的两移动一转动的三自由度并联机构的第二运动机构的结构示意图;
图4为本发明的实施例2的两移动一转动的三自由度并联机构的结构示意图;
图5为本发明的实施例3的两移动一转动的三自由度并联机构的结构示意图;
图6为本发明的实施例3的两移动一转动的三自由度并联机构的第一运动机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明,但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
如图1、图2和图3所示,该两移动一转动的三自由度并联机构包括一个定平台1、一个动平台2、两个第一活动机构3和一个第二活动机构4;
定平台1水平设置并固定在位于其上方的机架上;动平台2水平设置在定平台1的下方,且在动平台2的顶面中心处设有一个固定凸台2a;
第一活动机构3包括第一转动副3a、第一连接部3b、第二转动副3c、第二连接部3d、第三转动副3e、第三连接部3f和第一虎克铰3g;其中,第一连接部3b与第二连接部3d之间通过第二转动副3c活动连接;第二连接部3d与第三连接部3f之间通过第三转动副3e活动连接;第一虎克铰3g包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副与第三连接部3f连接;
在第一活动机构3中,第一连接部3b、第二连接部3d和第三连接部3f均采用连接杆结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架;
第二活动机构4包括第一移动副、第四转动副4c、第四连接部4d、第五转动副4e、第五连接部4f和第六转动副4g;第一移动副为由第一移动副滑轨4a和第一移动副滑块4b构成的滑块机构,即第一移动副滑块4b能够在第一移动副滑轨4a上沿移动轴线往复滑动;第一移动副滑块4b与第四连接部4d之间通过第四转动副4c活动连接,第四连接部4d与第五连接部4f之间通过第五转动副4e活动连接,第五连接部4f与固定凸台2a之间通过第六转动副4g活动连接;
在第二活动机构4中,第四连接部4d和第五连接部4f均采用A字形连接架结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安装孔;
第二活动机构4的第一移动副滑轨4a垂直于水平面设置并固定在位于其侧方的机架上,使第一移动副滑轨4a的移动轴线垂直于水平面;第四转动副4c的轴线与第五转动副4e的轴线相互平行且均平行于水平面设置,第六转动副4g的轴线平行于水平面设置且垂直于第五转动副4e的轴线,使第五连接部4f始终保持水平运动;
两个第一活动机构3对称设置在第二活动机构4两侧;具体地,在定平台1的对侧侧壁上对称设置有两个具有安装孔的转动副安装支架,使两个第一活动机构3的两个第一连接部3b分别通过两个第一转动副3a活动连接在定平台1的对侧侧壁上;两个第一活动机构的两个第一虎克铰3g的下转动副对称固定在动平台2顶面上且位于固定凸台2a两侧;同时在第一活动机构中,第一转动副3a的轴线、第二转动副3c的轴线以及第一虎克铰3g的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副4g的轴线设置;第三转动副3e的轴线平行于第一虎克铰3g的上转动副的轴线,且二者均垂直于第二转动副3c的轴线设置。
在本实施例中,两个第一活动机构3中的两个第一转动副3a以及第二活动机构4中的第一移动副滑块4b作为该并联机构的三个驱动副;其中,两个第一转动副3a的转动轴分别与两台电机的输出轴连接,驱动转动件发生转动;第一移动副滑块4b通过丝杠与第三台电机连接,驱动第一移动副滑块4b在第一移动副滑轨4a上沿移动轴线运动;
当上述三个驱动副发生运动时,该并联机构的动平台2可作两移动一转动三自由度运动,即动平台2以第一转动副3a的轴线为移动方向发生移动,动平台2以第一移动副的移动轴线为移动方向发生移动,动平台2以绕第一转动副3a的轴线转动为转动方向发生转动;具体地,两个第一转动副3a在电机的驱动下,将使动平台2绕着第一转动副3a的轴线方向发生转动,当两个第一转动副3a的驱动角度不同时,动平台2将沿第一转动副3a的轴线方向和第一移动副的移动轴线方向发生移动;第一移动副在电机的驱动下,将使动平台2沿第一转动副3a的轴线方向和第一移动副的移动轴线方向发生移动。
实施例2
如图3和图4所示,该两移动一转动的三自由度并联机构与实施例1的三自由度并联机构基本相同,不同之处在于:
在本实施例中,将动平台2的顶面中心处设有的固定凸台2a替换为轴线方向垂直于水平面设置的第七转动副2b,同时将第二活动机构4的第五连接部4f通过第六转动副4g活动连接在第七转动副2b上;
第二活动机构4的第一移动副滑轨4a水平设置并固定在位于其上方的机架上,且第一移动副滑轨4a的一端固定在定平台1的侧壁上,使位于底面上的第一移动副滑块4b在第一移动副滑轨4a上运动的移动轴线平行于水平面;在该过程中,第五连接部4f始终保持水平运动;第一移动副滑块4b与第四连接部4d之间通过第四转动副4c活动连接,第四连接部4d与第五连接部4f之间通过第五转动副4e活动连接,第六转动副4g与第七转动副2b活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部4f与动平台2之间通过第二虎克铰活动连接;
在本实施例中,两个第一活动机构3中的两个第一转动副3a以及第二活动机构4中的第一移动副滑块4b作为该并联机构的三个驱动副;其中,两个第一转动副3a中的转动轴分别与两台电机的输出轴连接,驱动转动件发生转动;第一移动副滑块4b通过丝杠与第三台电机连接,驱动第一移动副滑块4b在第一移动副滑轨4a上沿移动轴线运动;
当上述三个驱动副发生运动时,该并联机构的动平台2可作两移动一转动三自由度运动,即动平台2以第一转动副3a的轴线为移动方向发生移动,动平台2以垂直于定平台1的方向为移动方向发生移动,动平台2以绕第一转动副3a的轴线转动为转动方向发生转动;具体地,两个第一转动副3a在电机的驱动下,将使动平台2绕着第一转动副3a的轴线方向发生转动,当两个第一转动副3a的驱动角度不同时,动平台2将沿第一转动副3a的轴线方向和垂直于定平台1的方向发生移动;第一移动副在电机的驱动下,将使动平台2沿第一转动副3a的轴线方向和垂直于定平台1的方向发生移动。
实施例3
如图5和图6所示,该两移动一转动的三自由度并联机构包括一个定平台1、一个动平台2、两个第三活动机构5和一个第二活动机构4;
定平台1水平设置并固定在位于其上方的机架上;动平台2水平设置在定平台1的下方,且在动平台2的顶面中心处设有一个轴线方向垂直于水平面的第七转动副2b;
第三活动机构5包括第八转动副5a、第六连接部5b、第三虎克铰5c、第七连接部5d和第四虎克铰5e;其中,第三虎克铰5c包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副与第六连接部5b连接,其下转动副与第七连接部5d连接,使第六连接部5b与第七连接部5d之间通过第三虎克铰5c活动连接;第四虎克铰5e包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副与第七连接部5d连接;在第三活动机构5中,第六连接部5b和第七连接部5d均采用连接杆结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架;
第二活动机构4包括第一移动副、第四转动副4c、第四连接部4d、第五转动副4e、第五连接部4f和第六转动副4g;其中,第一移动副为由第一移动副滑轨4a和第一移动副滑块4b构成的滑块机构,即第一移动副滑块4b能够在第一移动副滑轨4a上往复滑动;第一移动副滑块4b与第四连接部4d之间通过第四转动副4c活动连接,第四连接部4d与第五连接部4f之间通过第五转动副4e活动连接,第六转动副4g与第七转动副2b活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部4f与动平台2之间通过第二虎克铰活动连接;在第二活动机构4中,第四连接部4d和第五连接部4f均采用A字形连接架结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安装孔;
第二活动机构4的第一移动副滑轨4a水平设置并固定在位于其上方的机架上,且第一移动副滑轨4a的一端固定在定平台1的侧壁上,使位于底面上的第一移动副滑块4b在第一移动副滑轨4a上运动的移动轴线平行于水平面;在第二活动机构中,第四转动副4c的轴线和第五转动副4e的轴线相互平行且均平行于水平面设置,第六转动副4g的轴线平行于水平面设置且垂直于第五转动副4e的轴线,使第五连接部4f始终保持水平运动;
两个第三活动机构5对称设置在第二活动机构4两侧;具体地,在定平台1的对侧侧壁上对称设置有两个具有安装孔的转动副安装支架,使两个第三活动机构3的两个第六连接部5b分别通过两个第八转动副5a活动连接在定平台1对侧侧壁上;两个第三活动机构3中的两个第四虎克铰5e的下转动副对称固定在动平台2顶面上且位于第七转动副2b两侧;第八转动副5a的轴线、第三虎克铰5c的上转动副的轴线以及第四虎克铰5e的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副4g的轴线设置;第三虎克铰5c的下转动副的轴线垂直于第三虎克铰5c的上转动副的轴线,第四虎克铰5e的上转动副的轴线垂直于第四虎克铰5e的下转动副的轴线设置,且第三虎克铰5c的下转动副的轴线与第四虎克铰5e的上转动副的轴线相互平行;
在本实施例中,两个第三活动机构5中的两个第八转动副5a以及第二活动机构4中的第一移动副滑块4b作为该并联机构的三个驱动副;其中,两个第八转动副5a的转动件分别与两台电机的输出轴连接,驱动转动件发生转动;第一移动副滑块4b通过丝杠与第三台电机连接,驱动第一移动副滑块4b在第一移动副滑轨4a上沿移动轴线运动;
当上述三个驱动副发生运动时,该并联机构的动平台2可作两移动一转动三自由度运动,即动平台2以第八转动副5a的轴线为移动方向发生移动,动平台2以垂直于定平台1的方向为移动方向发生移动,动平台2以绕第八转动副5a的轴线转动为转动方向发生转动;具体地,两个第八转动副5a在电机的驱动下,将使动平台2绕着第八转动副5a的轴线方向发生转动,当两个第八转动副5a的驱动角度不同时,动平台2将沿第八转动副5a的轴线方向和垂直于定平台1的方向发生移动;第二活动机构4中的第一移动副在电机的驱动下,将使动平台2沿第八转动副5a的轴线方向和垂直于定平台1的方向发生移动。
在上述实施例1、实施例2和实施例3中,各转动副具体可采用滚动轴承来实现。该三种两移动一转动的三自由度并联机构作为可控的移动机构应用于工业零部件加工和食品包装、分拣等领域时,零件加工工具、食品包装工具,如刀具和吸盘等通过连接件安装在动平台底部即可进行作业。
在上述三个实施例中,实施例2与实施例1的不同之处在于:在实施例1中,第二活动机构中的第一移动副导轨4a垂直于水平面布置,而在实施例2中,第二活动机构中的第一移动副导轨4a平行于第一活动机构中的第一转动副3a的轴线布置,使其更适宜于吊装场合并能节省占地空间;实施例3与实施例1、实施例2相比,其不同之处在于:实施例3由于部件减少,其位置正解分析相对于实施例1和实施例2来说更加容易。

Claims (9)

1.一种两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,包括一个定平台(1)、一个动平台(2)、两个第一活动机构(3)和一个第二活动机构(4);其中,
动平台(2)水平设置在定平台(1)的下方,且在动平台(2)的顶面上设有固定凸台(2a);
第二活动机构(4)包括第一移动副、第四转动副(4c)、第四连接部(4d)、第五转动副(4e)、第五连接部(4f)和第六转动副(4g);第一移动副为由第一移动副滑轨(4a)和第一移动副滑块(4b)构成的滑块机构;第一移动副滑轨(4a)竖直设置,第一移动副滑块(4b)与第四连接部(4d)之间通过第四转动副(4c)活动连接,第四连接部(4d)与第五连接部(4f)之间通过第五转动副(4e)活动连接,第五连接部(4f)与固定凸台(2a)之间通过第六转动副(4g)活动连接;其中,第四转动副(4c)的轴线和第五转动副(4e)的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副(4g)的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副(4e)的轴线;
第一活动机构(3)包括第一转动副(3a)、第一连接部(3b)、第二转动副(3c)、第二连接部(3d)、第三转动副(3e)、第三连接部(3f)和第一虎克铰(3g);第一连接部(3b)与第二连接部(3d)之间通过第二转动副(3c)活动连接,第二连接部(3d)与第三连接部(3f)之间通过第三转动副(3e)活动连接,第一虎克铰(3g)包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第三连接部(3f)底端;
两个第一活动机构(3)对称设置在第二活动机构(4)两侧,二者顶端通过第一转动副(3a)活动连接在定平台(1)的侧壁上、底端通过第一虎克铰(3g)的下转动副固定在动平台(2)上;其中,第一转动副(3a)的轴线、第二转动副(3c)的轴线以及第一虎克铰(3g)的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副(4g)的轴线;第三转动副(3e)的轴线平行于第一虎克铰(3g)的上转动副的轴线,且二者均垂直于第二转动副(3c)的轴线。
2.一种两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,包括一个定平台(1)、一个动平台(2)、两个第一活动机构(3)和一个第二活动机构(4);其中,
动平台(2)水平设置在定平台(1)的下方,且在动平台(2)的顶面上设有轴线方向垂直于动平台(2)的第七转动副(2b);
第二活动机构(4)包括第一移动副、第四转动副(4c)、第四连接部(4d)、第五转动副(4e)、第五连接部(4f)和第六转动副(4g);第一移动副为由第一移动副滑轨(4a)和第一移动副滑块(4b)构成的滑块机构;第一移动副滑轨(4a)水平设置,第一移动副滑块(4b)与第四连接部(4d)之间通过第四转动副(4c)活动连接,第四连接部(4d)与第五连接部(4f)之间通过第五转动副(4e)活动连接,第六转动副(4g)与第七转动副(2b)活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部(4f)与动平台(2)之间通过第二虎克铰活动连接;其中,第四转动副(4c)的轴线和第五转动副(4e)的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副(4g)的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副(4e)的轴线;
第一活动机构(3)包括第一转动副(3a)、第一连接部(3b)、第二转动副(3c)、第二连接部(3d)、第三转动副(3e)、第三连接部(3f)和第一虎克铰(3g);第一连接部(3b)与第二连接部(3d)之间通过第二转动副(3c)活动连接,第二连接部(3d)与第三连接部(3f)之间通过第三转动副(3e)活动连接,第一虎克铰(3g)包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第三连接部(3f)底端;
两个第一活动机构(3)对称设置在第二活动机构(4)两侧,二者顶端通过第一转动副(3a)活动连接在定平台(1)的侧壁上、底端通过第一虎克铰(3g)的下转动副固定在动平台(2)上;其中,第一转动副(3a)的轴线、第二转动副(3c)的轴线以及第一虎克铰(3g)的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副(4g)的轴线;第三转动副(3e)的轴线平行于第一虎克铰(3g)的上转动副的轴线,且二者均垂直于第二转动副(3c)的轴线。
3.根据权利要求1或2所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,第一连接部(3b)、第二连接部(3d)和第三连接部(3f)均采用连接杆结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架;第四连接部(4d)和第五连接部(4f)均采用连接架结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安孔。
4.根据权利要求1或2所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,两个第一转动副(3a)及第一移动副滑块(4b)为三个驱动副,且三个驱动副分别与三台电机连接。
5.一种两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,包括一个定平台(1)、一个动平台(2)、两个第三活动机构(5)和一个第二活动机构(4);其中,
动平台(2)水平设置在定平台(1)的下方,且在动平台(2)的顶面上设有轴线方向垂直于动平台(2)的第七转动副(2b);
第二活动机构(4)包括第一移动副、第四转动副(4c)、第四连接部(4d)、第五转动副(4e)、第五连接部(4f)和第六转动副(4g);第一移动副为由第一移动副滑轨(4a)和第一移动副滑块(4b)构成的滑块机构;第一移动副滑轨(4a)水平设置,第一移动副滑块(4b)与第四连接部(4d)之间通过第四转动副(4c)活动连接,第四连接部(4d)与第五连接部(4f)之间通过第五转动副(4e)活动连接,第六转动副(4g)与第七转动副(2b)活动连接形成第二虎克铰,使第五连接部(4f)与动平台(2)之间通过第二虎克铰活动连接;其中,第四转动副(4c)的轴线、第五转动副(4e)的轴线相互平行且平行于水平面设置,第六转动副(4g)的轴线平行于水平面且垂直于第五转动副(4e)的轴线设置;
第三活动机构(5)包括第八转动副(5a)、第六连接部(5b)、第三虎克铰(5c)、第七连接部(5d)和第四虎克铰(5e);第三虎克铰(5c)包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第六连接部(5b)底端、其下转动副固定在第七连接部(5d)顶端;第四虎克铰(5e)包括活动连接的上转动副和下转动副,其上转动副固定在第七连接部(5d)底端;
两个第三活动机构(5)对称设置在第二活动机构(4)两侧,二者顶端通过第八转动副(5a)活动连接在定平台(1)的侧壁上、底端通过第四虎克铰(5e)的下转动副固定在动平台(2)上;其中,第八转动副(5a)的轴线、第三虎克铰(5c)的上转动副的轴线以及第四虎克铰(5e)的下转动副的轴线相互平行,且均平行于第六转动副(4g)的轴线;第三虎克铰(5c)的下转动副的轴线与第四虎克铰(5e)的上转动副的轴线相互平行。
6.根据权利要求5所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,第四连接部(4d)和第五连接部(4f)均采用连接架结构,且每个连接部的两端均开设有转动副安装孔;第六连接部(5b)和第七连接部(5d)均采用连接杆结构,且每个连接部的两端均设有带有安装孔的转动副安装支架。
7.根据权利要求5所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,两个第八转动副(5a)及第一移动副滑块(4b)为三个驱动副,且三个驱动副分别与三台电机连接。
8.根据权利要求1、2或5所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,定平台(1)与动平台(2)均水平设置,且定平台(1)固定在位于其上方的机架上;第一移动副滑轨(4a)固定在位于其邻侧或位于上方的机架上。
9.根据权利要求1、2或5所述的两移动一转动的三自由度并联机构,其特征在于,各转动副为滚动轴承。
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