CN112171648B - 两自由度球面运动并联机构 - Google Patents
两自由度球面运动并联机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112171648B CN112171648B CN202011190096.4A CN202011190096A CN112171648B CN 112171648 B CN112171648 B CN 112171648B CN 202011190096 A CN202011190096 A CN 202011190096A CN 112171648 B CN112171648 B CN 112171648B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- connecting rod
- pair
- link
- plane
- center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种两自由度球面运动并联机构，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在固定连杆与末端连杆之间的两个对称运动分支，其中第一对称运动分支中的第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，第二对称运动分支中的第一圆柱副、第三连杆、第四转动副、第四连杆和第二圆柱副构成CRC串联分支，且固定连杆与末端连杆之间、第一连杆与第二连杆之间以及第三连杆与第四连杆之间均关于中间平面对称，且机构运动过程中固定连杆与末端连杆始终关于中间平面对称。本发明不仅可以实现完全对称的运动，末端连杆还可以实现绕中间平面上过转动中心的以任意一条直线为轴线的连续转动，具有结构简单，可操作性强等优点。
Description
技术领域
本发明属于并联机构技术领域，特别涉及一种两自由度球面运动并联机构。
背景技术
球面机构作为一类特殊的空间机构，当机构运动时,其构件上所有点在一个与固定点保持不变距离的球面上运动。球面机构具有结构简单、工作空间大等优点。球面两自由度机构可以实现沿球面曲线的运动，在食品、药品的包装，工艺产品的加工，球形物体的检测等方面应用广泛。
现有的球面两自由度并联机构中，其输出运动都是机构上一点在球面上的移动，而很多情况需要末端连杆在球面上具有灵活的运动，且结构更简单的机构。
发明内容
针对以上情况，本发明提供了一种固定连杆与末端连杆通过第一对称运动分支和第二对称运动分支连接，在运动过程中固定连杆和末端连杆始终关于中间平面保持对称，并且末端连杆具有以球心为转动中心的两自由度球面运动并联机构。
本发明采用的技术方案是，一种两自由度球面运动并联机构，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；所述第二对称运动分支由第一圆柱副、第三连杆、第四转动副、第四连杆和第二圆柱副构成CRC串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一圆柱副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第四转动副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二圆柱副与所述末端连杆的第二端相连，所述第四转动副中心轴线经过所述第一圆柱副转动副轴线与第二圆柱副转动副轴线的交点，过所述交点且同时与所述第一圆柱副中的移动副轴线和第二圆柱副中的移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。
进一步地，所述第二转动副轴线与所述第四转动副轴线间的连线、所述第四转动副轴线与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。
优选地，所述第一球心为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
优选地，所述固定连杆所在平面的圆弧圆心、第一连杆所在平面的圆弧圆心、第二连杆所在平面的圆弧圆心以及末端连杆所在平面内的圆弧圆心均重合于所述第一球心，且所述固定连杆所在平面的圆弧半径、第一连杆所在平面的圆弧半径、第二连杆所在平面的圆弧半径以及末端连杆所在平面内的圆弧半径相等。
本发明的第二方面采用的技术方案是，一种两自由度球面运动并联机构，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；所述第二对称运动分支由第一移动副、第三连杆、第一球副、第四连杆和第二移动副构成PSP串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一移动副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第一球副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二移动副与所述末端连杆的第二端相连，过所述第一球副转动中心且同时与所述第一移动副轴线和第二移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。
进一步地，所述第二转动副轴线与所述第一球副转动中心间的连线、所述第一球副转动中心与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。
优选地，所述第一球心为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
优选地，所述固定连杆所在平面的圆弧圆心、第一连杆所在平面的圆弧圆心、第二连杆所在平面的圆弧圆心以及末端连杆所在平面内的圆弧圆心均重合于所述第一球心，且所述固定连杆所在平面的圆弧半径、第一连杆所在平面的圆弧半径、第二连杆所在平面的圆弧半径以及末端连杆所在平面内的圆弧半径相等。
本发明的特点和有益效果是：
1、本发明提供的一种两自由度球面运动并联机构，固定连杆与末端连杆通过第一对称运动分支和第二对称运动分支连接，在运动过程中固定连杆和末端连杆始终关于中间平面对称，可以实现完全对称的运动。
2、本发明提供的一种两自由度球面运动并联机构，末端连杆可以实现绕中间平面上过转动中心的以任意一条直线为轴线的连续转动，给机构的应用和控制带来了很大的方便，具有广阔的应用前景。
3、本发明提供的一种两自由度球面运动并联机构，比现有二自由度机构所用到的连杆个数更少，结构更简单，可操作性更强。
4、本发明提供的一种球面两自由度并联机构，末端连杆以任意一条位于中间平面且过转动中心的直线为轴线做无伴随运动，给机构的控制及应用部分，带来极大便利。
附图说明
图1是本发明的实施例1结构示意图；
图2为本发明的固定连杆结构示意图；
图3为本发明的第一连杆结构示意图；
图4为本发明的第二连杆结构示意图；
图5为本发明的末端连杆结构示意图；
图6是本发明的实施例2结构示意图；
图7是本发明的实施例3结构示意图；
图8是本发明的实施例4结构示意图。
主要附图标记：
固定连杆1；第一连杆2；第二连杆3；末端连杆4；第三连杆5；第四连杆6；转动副R；球副S；移动副P；圆柱副C；第一球心O。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明提供一种两自由度球面运动并联机构，如图1所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一圆柱副C1、第三连杆5、第四转动副R4、第四连杆6和第二圆柱副C2构成CRC串联分支，第三连杆5的第一端通过第一圆柱副C1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第四转动副R4与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二圆柱副C2与末端连杆4的第二端相连，第四转动副R4中心轴线经过第一圆柱副C1转动副轴线与第二圆柱副C2转动副轴线的交点D1，且过交点D1且同时与第一圆柱副C1中的移动副轴线和第二圆柱副C2中的移动副轴线垂直的直线不过第一球心O。
进一步地，第二转动副R2轴线与第四转动副R4轴线间的连线、第四转动副R4轴线与第一球心O间的连线以及第一球心O与第二转动副R2轴线间的连线构成中间平面B，固定连杆1与末端连杆4之间、第一对称运动分支中的第一连杆2与第二连杆3之间以及第二对称运动分支中的第三连杆5与第四连杆6之间均关于中间平面B对称，且机构运动过程中固定连杆1与末端连杆4始终关于中间平面B对称。
优选地，第一球心O为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
如图2～图5所示，固定连杆1所在平面的圆弧圆心O1、第一连杆2所在平面的圆弧圆心O2、第二连杆3所在平面的圆弧圆心O3以及末端连杆4所在平面内的圆弧圆心O4均重合于第一球心O，且固定连杆所在平面的圆弧半径r1、第一连杆2所在平面的圆弧半径r2、第二连杆3所在平面的圆弧半径r3以及末端连杆4所在平面内的圆弧半径r4相等，其中固定连杆1和末端连杆4的LN段为弧形，MN段为与LN段相切的直线段。
本发明的第二方面采用的技术方案是，一种两自由度球面运动并联机构，如图7所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一移动副P1、第三连杆5、第一球副S1、第四连杆6和第二移动副P2构成PSP串联分支，第三连杆5的第一端通过第一移动副P1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第一球副S1与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二移动副P2与末端连杆4的第二端相连，过第一球副S1转动中心且同时与第一移动副P1轴线和第二移动副P2轴线垂直的直线不过第一球心O。
进一步地，第二转动副R2轴线与第一球副S1转动中心间的连线、第一球副S1转动中心与第一球心O间的连线以及第一球心O与第二转动副R2轴线间的连线构成中间平面B，固定连杆1与末端连杆4之间、第一对称运动分支中的第一连杆2与第二连杆3之间以及第二对称运动分支中的第三连杆5与第四连杆6之间均关于中间平面B对称，且机构运动过程中固定连杆1与末端连杆4始终关于中间平面B对称。
优选地，第一球心O为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
如图2～图5所示，固定连杆1所在平面的圆弧圆心O1、第一连杆2所在平面的圆弧圆心O2、第二连杆3所在平面的圆弧圆心O3以及末端连杆4所在平面内的圆弧圆心O4均重合于第一球心O，且固定连杆1所在平面的圆弧半径r1、第一连杆2所在平面的圆弧半径r2、第二连杆3所在平面的圆弧半径r3以及末端连杆4所在平面内的圆弧半径r4相等，其中固定连杆1和末端连杆4的LN段为弧形，MN段为与LN段相切的直线段。
本发明的具体操作步骤如下：
实施例1
本发明提供一种两自由度球面运动并联机构，如图1所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一圆柱副C1、第三连杆5、第四转动副R4、第四连杆6和第二圆柱副C2构成CRC串联分支，第三连杆5的第一端通过第一圆柱副C1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第四转动副R4与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二圆柱副C2与末端连杆4的第二端相连，第四转动副R4中心轴线经过第一圆柱副C1转动副轴线与第二圆柱副C2转动副轴线的交点D1，且过交点D1且同时与第一圆柱副C1中的移动副轴线和第二圆柱副C2中的移动副轴线垂直的直线不过第一球心O。
本发明将固定连杆1与第一连杆2连接的转动副R1及固定连杆1与第三连杆5连接的圆柱副C1中的移动副作为驱动副；将末端连杆4作为机构的输出连杆，末端连杆4始终在球面上进行运动。
在驱动副发生运动以后，第一连杆2、第二连杆3、末端连杆4、第三连杆5、第四连杆6一起随着驱动副发生运动，最终末端连杆4可以以过第一球心O且位于中间平面B上的任意一条直线为轴线进行无伴随运动，发生沿着球面方向运动。
实施例2
本发明提供一种两自由度球面运动并联机构，如图6所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一圆柱副C1、第三连杆5、第四转动副R4、第四连杆6和第二圆柱副C2构成CRC串联分支，第三连杆5的第一端通过第一圆柱副C1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第四转动副R4与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二圆柱副C2与末端连杆4的第二端相连，第四转动副R4中心轴线、第一圆柱副C1转动副轴线以及第二圆柱副C2转动副轴线相交于一点D2，且过该点D2且同时与第一圆柱副C1中的移动副轴线和第二圆柱副C2中的移动副轴线垂直的直线不过第一球心O。
本发明将固定连杆1与第一连杆2连接的转动副R1及固定连杆1与第三连杆5连接的圆柱副C1中的移动副作为驱动副；将末端连杆4作为机构的输出连杆，末端连杆4始终在球面上进行运动。
在驱动副发生运动以后，第一连杆2、第二连杆3、末端连杆4、第三连杆5、第四连杆6一起随着驱动副发生运动，最终末端连杆4可以以过第一球心O且位于中间平面B上的任意一条直线为轴线进行无伴随运动，发生沿着球面方向运动。
实施例3
本发明的第二方面提供一种两自由度球面运动并联机构，如图7所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一移动副P1、第三连杆5、第一球副S1、第四连杆6和第二移动副P2构成PSP串联分支，第三连杆5的第一端通过第一移动副P1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第一球副S1与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二移动副P2与末端连杆4的第二端相连，过第一球副S1转动中心且同时与第一移动副P1轴线和第二移动副P2轴线垂直的直线不过第一球心O。
本发明将固定连杆1与第一连杆2连接的转动副R1及固定连杆1与第三连杆5连接的移动副P1作为驱动副；将末端连杆4作为机构的输出连杆，末端连杆4始终在球面上进行运动。
在驱动副发生运动以后，第一连杆2、第二连杆3、末端连杆4、第三连杆5、第四连杆6一起随着驱动副发生运动，最终末端连杆4可以以过第一球心O且位于中间平面B上的任意一条直线为轴线进行无伴随运动，发生沿着球面方向运动。
实施例4
本发明的第二方面提供一种两自由度球面运动并联机构，如图8所示，其包括固定连杆1、末端连杆4以及设置在固定连杆1与末端连杆4之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，第一对称运动分支由第一转动副R1、第一连杆2、第二转动副R2、第二连杆3和第三转动副R3构成RRR串联分支，第一连杆2的第一端通过第一转动副R1与固定连杆1的第一端相连，且第一连杆2的第二端通过第二转动副R2与第二连杆3的第一端相连，第二连杆3的第二端通过第三转动副R3与末端连杆4的第一端相连，且固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3均呈弧形结构，固定连杆1、第一连杆2以及第二连杆3所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心O，且第一转动副R1、第二转动副R2以及第三转动副R3的中心轴线均汇交于第一球心O；第二对称运动分支由第一移动副P1、第三连杆5、第一球副S1、第四连杆6和第二移动副P2构成PSP串联分支，第三连杆5的第一端通过第一移动副P1与固定连杆1的第二端相连，且第三连杆5的第二端通过第一球副S1与第四连杆6的第一端相连，第四连杆6的第二端通过第二移动副P2与末端连杆4的第二端相连，第一移动副P1轴线与第二移动副P2轴线的交点过第一球副S1的转动中心，且过第一球副S1转动中心且同时垂直于第一移动副P1和第二移动副P2的直线不过第一球心O。
本发明将固定连杆1与第一连杆2连接的转动副R1及固定连杆1与第三连杆5连接的移动副P1作为驱动副；将末端连杆4作为机构的输出连杆，末端连杆4始终在球面上进行运动。
在驱动副发生运动以后，第一连杆2、第二连杆3、末端连杆4、第三连杆5、第四连杆6一起随着驱动副发生运动，最终末端连杆4可以以过第一球心O且位于中间平面B上的任意一条直线为轴线进行无伴随运动，发生沿着球面方向运动。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种两自由度球面运动并联机构，其特征在于，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，
所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；
所述第二对称运动分支由第一圆柱副、第三连杆、第四转动副、第四连杆和第二圆柱副构成CRC串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一圆柱副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第四转动副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二圆柱副与所述末端连杆的第二端相连，所述第四转动副中心轴线经过所述第一圆柱副转动副轴线与第二圆柱副转动副轴线的交点，过所述交点且同时与所述第一圆柱副中的移动副轴线和第二圆柱副中的移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。
2.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第二转动副轴线与所述第四转动副轴线间的连线、所述第四转动副轴线与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。
3.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第一球心为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
4.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述固定连杆所在平面的圆弧圆心、第一连杆所在平面的圆弧圆心、第二连杆所在平面的圆弧圆心以及末端连杆所在平面内的圆弧圆心均重合于所述第一球心，且所述固定连杆所在平面的圆弧半径、第一连杆所在平面的圆弧半径、第二连杆所在平面的圆弧半径以及末端连杆所在平面内的圆弧半径相等。
5.一种两自由度球面运动并联机构，其特征在于，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，
所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；
所述第二对称运动分支由第一移动副、第三连杆、第一球副、第四连杆和第二移动副构成PSP串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一移动副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第一球副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二移动副与所述末端连杆的第二端相连，过所述第一球副转动中心且同时与所述第一移动副轴线和第二移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。
6.根据权利要求5所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第二转动副轴线与所述第一球副转动中心间的连线、所述第一球副转动中心与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。
7.根据权利要求5所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第一球心为两自由度球面运动并联机构的转动中心。
8.根据权利要求5所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述固定连杆所在平面的圆弧圆心、第一连杆所在平面的圆弧圆心、第二连杆所在平面的圆弧圆心以及末端连杆所在平面内的圆弧圆心均重合于所述第一球心，且所述固定连杆所在平面的圆弧半径、第一连杆所在平面的圆弧半径、第二连杆所在平面的圆弧半径以及末端连杆所在平面内的圆弧半径相等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011190096.4A CN112171648B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 两自由度球面运动并联机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011190096.4A CN112171648B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 两自由度球面运动并联机构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112171648A CN112171648A (zh) | 2021-01-05 |
| CN112171648B true CN112171648B (zh) | 2021-07-30 |
Family
ID=73916723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011190096.4A Active CN112171648B (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 两自由度球面运动并联机构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112171648B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112932673B (zh) * | 2021-02-03 | 2022-06-03 | 山东省千佛山医院 | 一种微创外科手术机器人的机械臂布局结构 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100553898C (zh) * | 2006-10-25 | 2009-10-28 | 哈尔滨工程大学 | 一种二自由度空间并联机构 |
| CN101362337A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 上海交通大学 | 二自由度移动冗余并联机构 |
| CN103112000A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-05-22 | 万新光学集团有限公司 | 一种用于高速搬运作业的二自由度平动并联机器人机构 |
| CN104400780B (zh) * | 2014-11-26 | 2016-02-03 | 河北工业大学 | 一种三支链六自由度并联机构 |
| CN104972453B (zh) * | 2015-05-26 | 2016-09-28 | 韩方元 | 一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人 |
| CN104985588B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-01-11 | 上海交通大学 | 二移动二转动四自由度转动移动完全解耦并联机构 |
| WO2018022692A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Spherical parallel manipulator architecture for shoulder robotic exoskeleton |
| CN107696014A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-16 | 长沙展朔轩兴信息科技有限公司 | 具有冗余驱动的球面二自由度对称并联机器人机构 |
| CN207997306U (zh) * | 2018-03-30 | 2018-10-23 | 四川大学 | 一种适用于球面加工的三自由度并联机器人 |
| JP6836560B2 (ja) * | 2018-09-12 | 2021-03-03 | ファナック株式会社 | 関節カバー、ロボットおよびパラレルリンクロボット |
| CN109531544B (zh) * | 2018-12-21 | 2022-08-05 | 清华大学 | 具有空间支链结构的两自由度并联机器人 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011190096.4A patent/CN112171648B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112171648A (zh) | 2021-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101791804B (zh) | 对称两转一移三自由度并联机构 | |
| CN112171648B (zh) | 两自由度球面运动并联机构 | |
| WO2018195762A1 (zh) | 一种具有弧形移动副的三自由度并联机构 | |
| CN208629442U (zh) | 一种球面运动并联机构 | |
| CN106128512B (zh) | 球面三自由度转动柔性机构 | |
| CN106903678B (zh) | 一种具有弧形移动副的三自由度并联机构 | |
| CN104400780A (zh) | 一种三支链六自由度并联机构 | |
| CN104875187A (zh) | 一种(2t1r)&(2r)双动平台解耦混联机器人机构 | |
| CN109278025B (zh) | 一种五自由度混联机器人 | |
| CN106965161A (zh) | 一种具有弧形移动副的三自由度并联机构 | |
| CN104875191A (zh) | 一种(3t)&(2r)完全解耦混联机器人机构 | |
| CN109877868A (zh) | 一种耦合自适应的欠驱动仿人灵巧手指 | |
| CN105500350A (zh) | 一种三平移高速分拣并联机械手 | |
| CN102962836A (zh) | 一种对称两转一移并联机构 | |
| CN102962840A (zh) | 一种具有对称结构且无伴随运动的并联机构 | |
| CN210500262U (zh) | 一种含子闭环的四自由度广义球面并联机构 | |
| CN115476340B (zh) | 一类三独立螺旋运动自由度并联机构 | |
| CN112192552B (zh) | 空间球面两自由度并联机构 | |
| CN108644333A (zh) | 一种球面连杆运动装置 | |
| CN106346445B (zh) | 一种能够实现高速运动的四自由度并联机器人机构 | |
| CN112192551A (zh) | 二自由度球面运动并联机构 | |
| CN112349191B (zh) | 一种腹腔镜手术模拟并联力反馈机构 | |
| CN112571404B (zh) | 一种六自由度解耦混联机构 | |
| WO2018223362A1 (zh) | 一种二自由度解耦的并联机构 | |
| CN110202551A (zh) | 一种二自由度球面运动连杆机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |