CN208788602U - 一种少支链可重构并联平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种少支链可重构并联平台，上平台和下平台之间通过多根可重构支链连接，通过每根可重构支链中第一连接板和第二连接板之间转动副与第二连接板和第三连接板之间移动副的来回切换，配合第一连接板与上平台之间的转动副以及第三连接板与下平台之间的转动副，通过三根可重构支链便实现了并联平台的可重构功能，能够根据不同的工作需求，将工作平台在3‑RPS、2‑RPS‑RRS、2‑RRS‑RPS和3‑RRS构型之间灵活转换，具有较强的适应性；且该并联平台可在工作的过程中通过改变构型来调节工作空间和承载能力，不仅结构重组简单，而且既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间，具有较强的灵活性和实用性。

Description

一种少支链可重构并联平台

技术领域

本实用新型涉及一种并联平台，特别是涉及一种少支链可重构并联平台。

背景技术

并联机构(PM)是由多个并行支链构成的闭环运动系统，即由多个并行支链的一端同时与一个末端执行器(动平台)相连构成。由于并联机构相比与传统的串联机构，具有更大的刚度、负载和更高的精度，因此从Steward机构在轮胎测试及飞行模拟器上的成功应用开始，并联机构一直成为诸多学者研究的对象。目前，现有的并联机构，往往都是通过调节固定平台的面积来改变工作空间，虽然在一定程度上改善了并联平台的工作空间，但是该并联平台占地面积大，工作空间调节范围较小，且承载能力较差，因此，设计一种既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间的并联平台是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构重组简单、既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间的少支链可重构并联平台。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种少支链可重构并联平台，包括上平台和下平台，所述上平台和所述下平台之间通过多根可重构支链连接；所述可重构支链包括顺次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第三连接板的底端用于与所述下平台可转动连接，所述第三连接板的顶端连接有滑动杆，所述第二连接板的底部开设有与所述滑动杆匹配的长滑槽，所述滑动杆滑动连接于所述长滑槽内，所述第二连接板的顶部开设短滑槽，所述短滑槽内滑动连接有一滑块，且所述滑块的顶端能够伸出所述短滑槽的内顶端面并与所述第一连接板的底端可转动连接，所述滑块的底端与所述短滑槽的内底端面通过一弹簧连接；所述滑块的外表面固定设置有挡块，所述滑动杆的顶端外表面固定设置有推杆，所述推杆通过推动所述挡块实现所述第二连接板与所述第一连接板的分离，当所述推杆未推动所述挡块时，所述滑块在所述弹簧的作用下使所述第一连接板的底端面与所述第二连接板的顶端面紧密贴合，并限制所述第一连接板相对于所述滑块的顶端产生转动；所述第一连接板的顶端通过球副与所述上台面连接。

可选的，所述上平台为三角形上平台，所述下平台为三角形下平台，且所述三角形上平台的面积小于所述三角形下平台的面积，所述三角形上平台和所述三角形下平台通过三根所述可重构支链连接。

可选的，三根所述可重构支链的所述第三连接板的底端均通过第一销轴与所述下平台可转动连接，三根所述第一销轴分别焊接在所述下平台的三个角部；三根所述可重构支链的所述第三连接板的底端均焊接有第一连杆，所述第一连杆的底端开设有第一通孔，所述第一通孔用于套设在所述第一销轴上。

可选的，三根所述可重构支链的所述第一连接板的顶端均通过所述球副与所述三角形上平台可拆卸连接，所述球副包括转动球体和与所述转动球体配合连接的外层球窝，三个所述球副的所述外层球窝分别焊接在所述上平台的三个角部，三个所述球副的所述转动球体分别通过第二连杆焊接在三根所述可重构支链的所述第一连接板的顶端。

可选的，所述上台面和所述下台面均为正三角形台面。

可选的，所述滑块为T形滑块，所述T形滑块包括水平块和垂直块，所述水平块焊接在所述垂直块的底端，所述水平块的外表面上焊接所述挡块；所述垂直块的顶端能够伸出所述短滑槽的内顶端面并延伸至所述第二连接板的外部，所述垂直块的顶端开设有第二通孔，所述第一连接板的底端焊接有第三连杆，所述第三连杆上开设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔通过第二销轴转动连接；所述短滑槽的内顶端面开设有第四通孔，所述第四通孔延伸至所述第二连接板的顶端外部，当所述推杆未推动所述挡块时，所述第二销轴在所述弹簧的作用下经所述第四通孔进入所述短滑槽内限制所述第一连接板相对于所述滑块的顶端产生转动。

可选的，所述推杆为T形推杆，所述T形推杆包括水平杆和竖直杆，所述水平杆焊接在所述竖直杆的顶端，所述竖直杆的底端焊接在所述滑动杆顶端的外表面；所述T形推杆位于所述第二连接板的外表面外，且所述T形推杆与所述挡块位于同一平面内。

可选的，所述弹簧的顶端与所述滑块焊接，所述弹簧的底端与所述短滑槽的内底端面焊接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的少支链可重构并联平台，通过第一连接板和第二连接板之间转动副与第二连接板和第三连接板之间移动副的来回切换，配合第一连接板与上平台之间的转动副以及第三连接板与下平台之间的转动副，通过三根可重构支链便实现了并联平台的可重构功能，能够根据不同的工作需求，将工作平台在3-RPS、2-RPS-RRS、2-RRS-RPS和3-RRS构型之间灵活转换，具有较强的适应性；该并联平台可在工作的过程中通过改变构型来调节工作空间和承载能力，不仅结构重组简单，而且既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间，具有较强的灵活性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型少支链可重构并联平台处于2-RPS-RRS构型的结构示意图；

图2为本实用新型少支链可重构并联平台中可重构支链在自然状态下的结构示意图；

图3为本实用新型少支链可重构并联平台中可重构支链在自然状态下的俯视图；

图4为本实用新型少支链可重构并联平台中第三连接板的结构示意图；

图5为本实用新型少支链可重构并联平台中第二连接板的结构示意图；

图6为本实用新型少支链可重构并联平台中可重构支链重组之后的结构示意图；

图7为本实用新型少支链可重构并联平台中可重构支链重组之后的主视图；

图8为本实用新型少支链可重构并联平台中滑块的结构示意图；

图9为本实用新型少支链可重构并联平台中下平台的结构示意图；

图10为本实用新型少支链可重构并联平台中第一连接板的结构示意图；

图11为本实用新型少支链可重构并联平台3-RPS构型的结构示意图；

图12为本实用新型少支链可重构并联平台3-RRS构型的结构示意图；

其中，附图标记为：1、上平台；2、下平台；3、第一可重构支链；4、第二可重构支链；5、第三可重构支链；6、第一连接板；7、第二连接板；8、第三连接板；9、长滑槽；10、滑动杆；11、推杆；12、短滑槽；13、滑块；14、挡块；15、弹簧；16、第一销轴；17、第二销轴；18、球副；19、第一连杆；20、第二连杆；21、第三连杆；22、第一通孔；23、第二通孔；24、第三通孔；25、第四通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种结构重组简单、既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间的少支链可重构并联平台。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种少支链可重构并联平台，包括上平台和下平台，上平台和下平台之间通过多根可重构支链连接；可重构支链包括顺次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板，第三连接板的底端用于与下平台可转动连接，第三连接板的顶端连接有滑动杆，第二连接板的底部开设有与滑动杆匹配的长滑槽，滑动杆滑动连接于长滑槽内，第二连接板的顶部开设短滑槽，短滑槽内滑动连接有一滑块，且滑块的顶端能够伸出短滑槽的内顶端面并与第一连接板的底端可转动连接，滑块的底端与短滑槽的内底端面通过一弹簧连接；滑块的外表面固定设置有挡块，滑动杆的顶端外表面固定设置有推杆，推杆通过推动挡块实现第二连接板与第一连接板的分离，当推杆未推动挡块时，滑块在弹簧的作用下使第一连接板的底端面与第二连接板的顶端面紧密贴合，并限制第一连接板相对于滑块的顶端产生转动；第一连接板的顶端通过球副与上台面连接。

本实用新型提供的少支链可重构并联平台，通过第一连接板和第二连接板之间转动副与第二连接板和第三连接板之间移动副的来回切换，配合第一连接板与上平台之间的转动副以及第三连接板与下平台之间的转动副，通过三根可重构支链便实现了并联平台的可重构功能，能够根据不同的工作需求，将工作平台在3-RPS、2-RPS-RRS、2-RRS-RPS和3-RRS构型之间灵活转换，具有较强的适应性；该并联平台可在工作的过程中通过改变构型来调节工作空间和承载能力，不仅结构重组简单，而且既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间，具有较强的灵活性和实用性。

为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1～12所示，本实施例提供一种少支链可重构并联平台，包括上平台1和下平台2，上平台1和下平台2之间通过多根可重构支链连接；可重构支链包括顺次连接的第一连接板6、第二连接板7和第三连接板8，第三连接板8的底端用于与下平台2可转动连接，第三连接板8的顶端连接有滑动杆10，第二连接板7的底部开设有与滑动杆10匹配的长滑槽9，滑动杆10滑动连接于长滑槽9内，且滑动杆10与长滑槽9形成移动副连接，第二连接板7的顶部开设短滑槽12，如图2～5所示，长滑槽9的底端为敞口，长滑槽9为三面槽，长滑槽9的顶端和短滑槽12的底端之间间隔不连通，短滑槽12为四面封闭槽，短滑槽12内滑动连接有一滑块13，且滑块13的顶端能够伸出短滑槽12的内顶端面并与第一连接板6的底端可转动连接且形成转动副，如图3所示，滑块13的底端与短滑槽12的内底端面通过一弹簧15连接；滑块13的外表面固定设置有挡块14，滑动杆10的顶端外表面固定设置有推杆11，推杆11通过推动挡块14实现第二连接板7与第一连接板6的分离，当推杆11未推动挡块14时，滑块13在弹簧15的作用下使第一连接板6的底端面与第二连接板6的顶端面紧密贴合，达到限制第一连接板6相对于滑块13顶端产生转动的效果；第一连接板6的顶端通过球副18与上台面1连接。

于本具体实施例中，上平台1为三角形上平台，下平台2为三角形下平台，且三角形上平台的面积小于三角形下平台的面积，三角形上平台和三角形下平台通过三根可重构支链连接，如图1所示，三根可重构支链分别为第一可重构支链3、第二可重构支链4和第三可重构支链5，第一可重构支链3、第二可重构支链4和第三可重构支链5三根支链的结构以及尺寸均完全相同。

进一步地，如图2～4所示，第一可重构支链3、第二可重构支链4以及第三可重构支链5中的第三连接板8的底端均通过第一销轴16与下平台2可转动连接，三根第一销轴16分别焊接在下平台2的三个角部；同时三根可重构支链的第三连接板8的底端均焊接有第一连杆19，第一连杆19的底端开设有第一通孔22，如图1所示，第一通孔22用于套设在第一销轴16上，以使第三连接板8可绕第一销轴16转动。

进一步地，如图2、3、6、10所示，三根可重构支链的第一连接板6的顶端均通过球副18与三角形上平台连接，其中球副18包括转动球体和与转动球体配合连接的外层球窝，三个球副18的外层球窝分别焊接在上平台1的三个角部，三个球副18的转动球体分别通过第二连杆20焊接在三根可重构支链的第一连接板6的顶端。球副18为公知的一种球副结构，其结构组成、连接关系以及工作原理均为已知，在此不再赘述。

进一步地，如图1所示，上台面1和下台面2均优选为正三角形台面。

进一步地，如图6～8所示，滑块13为T形滑块，T形滑块包括水平块和垂直块，水平块焊接在垂直块的底端，水平块的外表面上焊接挡块14；垂直块的顶端能够伸出短滑槽12的内顶端面并延伸至第二连接板7的外部，垂直块的顶端开设有第二通孔23，第一连接板6的底端焊接有第三连杆21，第三连杆21上开设有第三通孔24，第三通孔24与第二通孔23通过第二销轴17转动连接，其中第三连杆21平行设置为两根，且第一连接板6和第二连接板7之间通过第二销轴17连接时，两根第三连杆21分别分布于滑块13垂直块的两侧。如图5所示，短滑槽12的内顶端面开设有第四通孔25，第四通孔25延伸至第二连接板7的顶端外部，滑块13垂直块是通过该第四通孔25伸出至第二连接板7外的，当推杆11未推动挡块14时，第二销轴17在弹簧15的作用下经第四通孔25进入短滑槽12内以限制第一连接板6相对于滑块13的顶端产生转动。于本具体实施例中，弹簧15一直处于拉伸状态，以使得在滑块13不受任何外力的情况下，第一连接板6能够在弹簧15的回复力作用下与第二连接板7紧密贴合，此状态下的弹簧15成为自然拉伸状态，第一连接板6和第二连接板7视为同一块板件，第一连接板6和第二连接板7之间不会产生任何相对转动。

进一步地，如图4所示，推杆11为T形推杆，T形推杆包括水平杆和竖直杆，水平杆焊接在竖直杆的顶端，竖直杆的底端焊接在滑动杆10顶端的外表面；如图2和6所示，T形推杆位于第二连接板7的外表面外，且T形推杆与挡块14位于同一平面内，以便于T形推杆对挡块14产生推力作用。

进一步地，弹簧15的顶端与滑块13焊接，弹簧15的底端与短滑槽12的内底端面焊接。

下面对本实施例的使用方法以及使用原理作具体说明。

当可重构支链处于自然状态下时，推杆11与挡块13分离，如图2所示，此时，滑动杆10可在第二连接板7上的长滑槽9内滑动，第二连接板7和第三连接板8之间属于移动副连接；弹簧15优选点焊于短滑槽12和滑块13之间，当弹簧15处于自然拉伸状态时，若无外力作用于弹簧15，则弹簧15将滑块13完全限制在短滑槽12内，从而将用于连接滑块13和第一连接板6的第二销轴17也限制在短滑槽12内，此时，第一连接板6和滑块13无法绕着第二销轴17转动，在这种情况下，第一连接板6和第二连接板7可视为同一板件，该板件与第三连接板8是移动副连接。而当滑动杆10慢慢沿着长滑槽9向前移动时，推杆11会慢慢靠近挡块14，当推杆11接触挡块14时，若滑动杆10继续向前移动，则挡块14会在推杆11的推力作用下向前移动，从而带动滑块13沿短滑槽12向前移动，由于短滑槽12长度有一定限制，当滑块13的水平块移动到短滑槽12的顶端时，滑块13被挡住无法继续移动，但此时第二销轴17已完全离开短滑槽12，第一连接板6可绕着第二销轴17旋转，此时，第二连接板7和第三连接板8可视为同一板件，该板件与第一连接板8是转动副连接，如图6所示。综上所述，可重构支链重构的过程就是将移动副变成转动副的过程，当需要从转动副变回移动副时，只需要将推杆11向远离挡块14的方向移动，弹簧15会将滑块13拉回短滑槽12内，从而将第二销轴17再次限制在短滑槽12中，此时第一连接板6不可绕第二销轴17转动，可重构支链恢复到自然状态。本实施例中，三根可重构支链的原理完全相同，均可在运动的过程中重组构件，使部件拓扑结构发生改变，从而改变机构的运动性能。

当第一可重构支链3、第二可重构支链4以及第三可重构支链5都处于上述自然状态下时，则并联平台处于3-RPS构型(其中R代表转动副，P代表移动副，S代表球副，“3-RPS构型”是指每一根可重构支链上均同时包括转动副、移动副和球副)，如图11所示；而当第一可重构支链3构件重组，由移动副变为转动副，而第二可重构支链4以及第三可重构支链5保持自然状态时，此时并联平台处于2-RPS-RRS构型(此时，第一可重构支链3上的移动副P转化为了转动副R，而另外两根可重构支链分别保持“RPS”自然状态)，如图1所示；相应的，三根可重构支链任意一根上的移动副变为转动副，而其他两根可重构支链保持自然状态，均属于2-RPS-RRS构型。当三根自然状态下的可重构支链中有两根可重构支链重组中的移动副变为转动副，另一根保持自然状态时，平台处于2-RRS-RPS构型，如图12所示，此时第一可重构支链3、第二可重构支链4重组使移动副变为转动副，而第三可重构支链5处于自然状态，并联平台处于2-RRS-RPS构型；最后，当三条可重构支链都构件重组时，并联平台处于3-RRS构型。

由此可见，本实用新型提供的少支链可重构并联平台，通过第一连接板和第二连接板之间转动副与第二连接板和第三连接板之间移动副的来回切换，配合第一连接板与上平台之间的转动副以及第三连接板与下平台之间的转动副，通过三根可重构支链便实现了并联平台的可重构功能，能够根据不同的工作需求，将工作平台在3-RPS、2-RPS-RRS、2-RRS-RPS和3-RRS构型之间灵活转换，具有较强的适应性；该并联平台可在工作的过程中通过改变构型来调节工作空间和承载能力，不仅结构重组简单，而且既能保持较好的承载能力又能较大幅度改变工作空间，具有较强的灵活性和实用性。

需要说明的是，本实用新型中上下平台均不限于正三角形，根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内；本实用新型可重构支链中第一连接板与上平台并不限于上述实施例中的球副连接，第一连接板与第二连接板之间以及第三连接板与下平台之间也均不限于上述实施例中的销轴连接，根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内；此外，本实用新型中的推杆并不限于T形，滑块也并不限于T形，根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内；最后，本实用新型中第一连接板和第二连接板之间移动副和转动副的切换并不限于利用上述滑块和弹簧配合的方式，根据实际需求而进行的适应性改变均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种少支链可重构并联平台，其特征在于：包括上平台和下平台，所述上平台和所述下平台之间通过多根可重构支链连接；所述可重构支链包括顺次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板，所述第三连接板的底端用于与所述下平台可转动连接，所述第三连接板的顶端连接有滑动杆，所述第二连接板的底部开设有与所述滑动杆匹配的长滑槽，所述滑动杆滑动连接于所述长滑槽内，所述第二连接板的顶部开设短滑槽，所述短滑槽内滑动连接有一滑块，且所述滑块的顶端能够伸出所述短滑槽的内顶端面并与所述第一连接板的底端可转动连接，所述滑块的底端与所述短滑槽的内底端面通过一弹簧连接；所述滑块的外表面固定设置有挡块，所述滑动杆的顶端外表面固定设置有推杆，所述推杆通过推动所述挡块实现所述第二连接板与所述第一连接板的分离，当所述推杆未推动所述挡块时，所述滑块在所述弹簧的作用下使所述第一连接板的底端面与所述第二连接板的顶端面紧密贴合，并限制所述第一连接板相对于所述滑块的顶端产生转动；所述第一连接板的顶端通过球副与所述上平台连接。

2.根据权利要求1所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：所述上平台为三角形上平台，所述下平台为三角形下平台，且所述三角形上平台的面积小于所述三角形下平台的面积，所述三角形上平台和所述三角形下平台通过三根所述可重构支链连接。

3.根据权利要求2所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：三根所述可重构支链的所述第三连接板的底端均通过第一销轴与所述下平台可转动连接，三根所述第一销轴分别焊接在所述下平台的三个角部；三根所述可重构支链的所述第三连接板的底端均焊接有第一连杆，所述第一连杆的底端开设有第一通孔，所述第一通孔用于套设在所述第一销轴上。

4.根据权利要求3所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：三根所述可重构支链的所述第一连接板的顶端均通过所述球副与所述三角形上平台可拆卸连接，所述球副包括转动球体和与所述转动球体配合连接的外层球窝，三个所述球副的所述外层球窝分别焊接在所述上平台的三个角部，三个所述球副的所述转动球体分别通过第二连杆焊接在三根所述可重构支链的所述第一连接板的顶端。

5.根据权利要求1所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：所述上平台和所述下平台均为正三角形平台。

6.根据权利要求1所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：所述滑块为T形滑块，所述T形滑块包括水平块和垂直块，所述水平块焊接在所述垂直块的底端，所述水平块的外表面上焊接所述挡块；所述垂直块的顶端能够伸出所述短滑槽的内顶端面并延伸至所述第二连接板的外部，所述垂直块的顶端开设有第二通孔，所述第一连接板的底端焊接有第三连杆，所述第三连杆上开设有第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔通过第二销轴转动连接；所述短滑槽的内顶端面开设有第四通孔，所述第四通孔延伸至所述第二连接板的顶端外部，当所述推杆未推动所述挡块时，所述第二销轴在所述弹簧的作用下经所述第四通孔进入所述短滑槽内限制所述第一连接板相对于所述滑块的顶端产生转动。

7.根据权利要求6所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：所述推杆为T形推杆，所述T形推杆包括水平杆和竖直杆，所述水平杆焊接在所述竖直杆的顶端，所述竖直杆的底端焊接在所述滑动杆顶端的外表面；所述T形推杆位于所述第二连接板的外表面外，且所述T形推杆与所述挡块位于同一平面内。

8.根据权利要求1所述的少支链可重构并联平台，其特征在于：所述弹簧的顶端与所述滑块焊接，所述弹簧的底端与所述短滑槽的内底端面焊接。