CN215700158U

CN215700158U - 一种三自由度并联机床

Info

Publication number: CN215700158U
Application number: CN202122239851.XU
Authority: CN
Inventors: 娄玉印; 黄月芹; 秦立方; 李福送; 于瑛; 周胜飞; 张莹
Original assignee: Liuzhou Institute of Technology
Current assignee: Liuzhou Institute of Technology
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2031-09-16

Abstract

本实用新型三自由度并联机床，包括定平台、动平台及连接在定平台与动平台之间的动平台运动控制机构，刀具与动平台中部连接并突出动平台底端，动平台运动控制机构包括第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链，定平台周缘设有三个均匀排布的定平台连接端，动平台周缘设有三个均匀排布的动平台连接端，三个定平台连接端的位置与三个动平台连接端的位置分别一一对应，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链分别连接在相互对应的定平台连接端与动平台连接端之间，第四中间支链连接在定平台中部与动平台中部之间。本实用新型具有精度高、结构紧凑、刚度高等优点。

Description

一种三自由度并联机床

技术领域

本实用新型涉及并联机床机技术领域，特别涉及一种三自由度并联机床，可实现三平移输出运动。

背景技术

并联机床是并联机器人技术和现代数控机床技术相结合的产物，同时兼顾了机床和机器人的诸多特点。并联机床具有结构简单、成本低、多自由度运动能力强、可以实现更高的加速度和速度,有更高的柔性和工艺集成度的特点,是体现制造业发展方向的新一代加工装备,非常适于在航空、航天、汽车等领域完成复杂自由曲面的加工。现有三自由度并联机床存在体积较大、刚度较差等的缺陷，因此有必要研发一种新的三自由度并联机床以克服上述缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种精度高、结构紧凑、刚度高的三自由度并联机床。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种三自由度并联机床，包括定平台、动平台及连接在定平台与动平台之间的动平台运动控制机构，刀具与动平台中部连接并突出动平台底端，动平台运动控制机构包括第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链，定平台周缘设有三个均匀排布的定平台连接端，动平台周缘设有三个均匀排布的动平台连接端，三个定平台连接端的位置与三个动平台连接端的位置分别一一对应，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链分别连接在相互对应的定平台连接端与动平台连接端之间，第四中间支链连接在定平台中部与动平台中部之间。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第一四杆机构闭环支链包括电动机一、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，第一连杆下端一端通过转动副与第二连杆一端连接，第二连杆另一端通过转动副与第三连杆下端连接，第二连杆中间通过虎克铰与动平台其中一个动平台连接端连接；第三连杆上端通过转动副第四连杆一端连接，第四连杆另一端通过转动副与第一连杆上端连接，第四连杆中间通过虎克铰与定平台其中一个定平台连接端连接，电动一安装在第四连杆与第三连杆连接端并驱动第三连杆运动。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第二四杆机构闭环支链包括电动机二、第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆，第五连杆一端通过转动副与第六连杆下端连接，第五连杆另一端通过转动副与第八连杆下端连接，第五连杆中间通过虎克铰与动平台其中一个动平台连接端连接，第六连杆上端通过转动副与第七连杆一端连接，第七连杆另一端通过转动副与第八连杆上端连接，第七连杆中间通过虎克铰与定平台其中一个定平台连接端连接，电动二安装在第七连杆与第六连杆连接端并驱动第六连杆运动。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第三四杆机构闭环支链包括电动机三、第九连杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆，第九连杆一端通过转动副与第十连杆下端连接，第九连杆另一端通过转动副与第十二连杆下端连接，第九连杆中间通过虎克铰与动平台其中一个动平台连接端连接；第十连杆上端通过转动副与第十一连杆一端连接；第十一连杆另一端通过转动副与第十二连杆上端连接，第十一连杆中间通过虎克铰与定平台其中一个定平台连接端连接；电动三安装在第十一连杆与第十连杆连接端并驱动第十连杆运动。

本实用新型的进一步技术方案是：所述第四中间支链包括活塞杆和液压缸，活塞杆上端通过球副一与定平台中部连接，活塞杆下端通过移动副与液压缸连接，液压缸底端通过球副二与动平台中部连接。

本实用新型三自由度并联机床具有如下有益效果：本实用新型定平台和动平台之间的动平台运动控制机构包括三组四杆机构闭环支链和一组中间支链，三组四杆机构闭环支链共同驱动定平台精度高，三组四杆机构闭环支链和一组中间支链均设置在定平台和动平台之间整体结构紧凑，并在定平台和动平台中部连接一组中间支链，有效提高三自由度并联机床的刚度和稳定性。

下面结合附图和实施例对本实用新型三自由度并联机床作进一步的说明。

附图说明

图1是本实用新型三自由度并联机床的结构示意图；

图2是本实用新型三自由度并联机床另一方向的结构示意图；

图3是本实用新型三自由度并联机床又一方向的结构示意图；

附图标号说明：1-球副二，2-刀具，3-动平台，4-液压缸，5-活塞杆，6-定平台，7-球副一，8-第一连杆，9-第二连杆，10-第三连杆， 11-第四连杆,12-电动机一，13-第七连杆，14-电动机二， 15-第八连杆，16-第六连杆， 17-第五连杆，18-第九连杆，19 -第十连杆，20-第十二连杆，21-电动机三，22-第十一连杆，23-定平台连接端，24-动平台连接端。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型三自由度并联机床，包括定平台6、动平台3及连接在定平台与动平台之间的动平台运动控制机构，刀具2与动平台3中部连接并突出动平台3底端。动平台运动控制机构包括第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链，定平台6周缘设有三个均匀排布的定平台连接端23，动平台周缘设有三个均匀排布的动平台连接端24，三个定平台连接端23的位置与三个动平台连接端24的位置分别一一对应，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链分别连接在相互对应的定平台连接端23与动平台连接端24之间，第四中间支链连接在定平台中部与动平台中部之间。

如图2所示，其中所述第一四杆机构闭环支链包括电动机一12、第一连杆8、第二连杆9、第三连杆10、第四连杆11，第一连杆8 下端一端通过转动副与第二连杆9一端连接，第二连杆9另一端通过转动副与第三连杆10下端连接，第二连杆9中间通过虎克铰与动平台3其中一个动平台连接端24连接；第三连杆10上端通过转动副第四连杆11一端连接，第四连杆11另一端通过转动副与第一连杆8上端连接，第四连杆11中间通过虎克铰与定平台6其中一个定平台连接端23连接，电动一12安装在第四连杆11与第三连杆10连接端并驱动第三连杆10运动。

如图2所示，其中所述第二四杆机构闭环支链包括电动机二14、第五连杆17、第六连杆16、第七连杆13、第八连杆15，第五连杆17 一端通过转动副与第六连杆16下端连接，第五连杆17另一端通过转动副与第八连杆15下端连接，第五连杆17中间通过虎克铰与动平台3其中一个动平台连接端24连接，第六连杆16上端通过转动副与第七连杆13一端连接，第七连杆13另一端通过转动副与第八连杆15上端连接，第七连杆13中间通过虎克铰与定平台6其中一个定平台连接端23连接，电动二14安装在第七连杆13与第六连杆16连接端并驱动第六连杆16运动。

如图3所示，其中所述第三四杆机构闭环支链包括电动机三21、第九连杆18、第十连杆19、第十一连杆22、第十二连杆20，第九连杆18 一端通过转动副与第十连杆19下端连接，第九连杆18另一端通过转动副与第十二连杆20下端连接，第九连杆18中间通过虎克铰与动平台3其中一个动平台连接端24连接；第十连杆19上端通过转动副与第十一连杆22一端连接；第十一连杆22另一端通过转动副与第十二连杆20上端连接，第十一连杆22中间通过虎克铰与定平台6其中一个定平台连接端23连接；电动三21安装在第十一连杆22与第十连杆19连接端并驱动第十连杆19运动。

如图1所示，其中所述第四中间支链包括活塞杆5和液压缸4，活塞杆5上端通过球副一7与定平台6中部连接，活塞杆5下端通过移动副与液压缸4连接，液压缸4底端通过球副二1与动平台3中部连接。刀具2与动平台3底端中部连接。第四中间支链的设置能够有效增加动平台3的刚度。

工作时，定平台定位在机床的固定框架（图中未示出）上，动平台设置在加工工作台（图中未示出）的上方，待加工的工件（图中未示出）定位在加工工作台上，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链共同控制动平台3在加工工作台的待加工的工件附件完成X、Y、Z三个方向自由运动，使刀具完成对待加工的工件的机加工。

以上实施例仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种三自由度并联机床，包括定平台（6）、动平台（3）及连接在定平台（6）与动平台（3）之间的动平台运动控制机构，刀具（2）与动平台（3）中部连接并突出动平台（3）底端，其特征在于，动平台运动控制机构包括第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链，定平台（6）周缘设有三个均匀排布的定平台连接端（23），动平台周缘设有三个均匀排布的动平台连接端（24），三个定平台连接端（23）的位置与三个动平台连接端（24）的位置分别一一对应，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链分别连接在相互对应的定平台连接端（23）与动平台连接端（24）之间，第四中间支链连接在定平台中部与动平台中部之间。

2.如权利要求1所述的三自由度并联机床，其特征在于，所述第一四杆机构闭环支链包括电动机一（12）、第一连杆（8）、第二连杆（9）、第三连杆（10）、第四连杆（11），第一连杆（8）下端一端通过转动副与第二连杆（9）一端连接，第二连杆（9）另一端通过转动副与第三连杆（10）下端连接，第二连杆（9）中间通过虎克铰与动平台（3）其中一个动平台连接端（24）连接；第三连杆（10）上端通过转动副第四连杆（11）一端连接，第四连杆（11）另一端通过转动副与第一连杆（8）上端连接，第四连杆（11）中间通过虎克铰与定平台（6）其中一个定平台连接端（23）连接，电动一（12）安装在第四连杆（11）与第三连杆（10）连接端并驱动第三连杆（10）运动。

3.如权利要求1所述的三自由度并联机床，其特征在于，所述第二四杆机构闭环支链包括电动机二（14）、第五连杆（17）、第六连杆（16）、第七连杆（13）、第八连杆（15），第五连杆（17）一端通过转动副与第六连杆（16）下端连接，第五连杆（17）另一端通过转动副与第八连杆（15）下端连接，第五连杆（17）中间通过虎克铰与动平台（3）其中一个动平台连接端（24）连接，第六连杆（16）上端通过转动副与第七连杆（13）一端连接，第七连杆（13）另一端通过转动副与第八连杆（15）上端连接，第七连杆（13）中间通过虎克铰与定平台（6）其中一个定平台连接端（23）连接，电动二（14）安装在第七连杆（13）与第六连杆（16）连接端并驱动第六连杆（16）运动。

4.如权利要求1所述的三自由度并联机床，其特征在于，所述第三四杆机构闭环支链包括电动机三（21）、第九连杆（18）、第十连杆（19）、第十一连杆（22）、第十二连杆（20），第九连杆（18）一端通过转动副与第十连杆（19）下端连接，第九连杆（18）另一端通过转动副与第十二连杆（20）下端连接，第九连杆（18）中间通过虎克铰与动平台（3）其中一个动平台连接端（24）连接；第十连杆（19）上端通过转动副与第十一连杆（22）一端连接；第十一连杆（22）另一端通过转动副与第十二连杆（20）上端连接，第十一连杆（22）中间通过虎克铰与定平台（6）其中一个定平台连接端（23）连接；电动三（21）安装在第十一连杆（22）与第十连杆（19）连接端并驱动第十连杆（19）运动。

5.如权利要求1所述的三自由度并联机床，其特征在于，所述第四中间支链包括活塞杆（5）和液压缸（4），活塞杆（5）上端通过球副一（7）与定平台（6）中部连接，活塞杆（5）下端通过移动副与液压缸（4）连接，液压缸（4）底端通过球副二（1）与动平台（3）中部连接。