專利名稱：用于并聯(lián)運動結(jié)構(gòu)的兩平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)運動裝備的執(zhí)行機構(gòu)，具體的說，是為并聯(lián)結(jié)構(gòu)運動裝備的虛軸數(shù)控機床及并聯(lián)機器人等提供一類新型的兩平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)控機床是指以并聯(lián)機構(gòu)為執(zhí)行機構(gòu)的機床，該機床被認為是二十世紀以來機床結(jié)構(gòu)的一次革命。目前在美國、日本等國已研制出這種機床的樣機，所采用的并聯(lián)機構(gòu)均為傳統(tǒng)的斯圖爾特(Stewan)機構(gòu)。這種控制刀具在空間的位置和姿態(tài)變化的機構(gòu)主要由基座、運動平臺和連桿組成，基座和運動平臺之間由連桿相連，連桿兩端分別為球副和萬向節(jié)。該機構(gòu)有6個連桿，但連桿的長度可調(diào)，通過控制6根連桿的長度，改變刀具在空間的位姿。但這類機構(gòu)有很多關(guān)鍵性技術(shù)沒能完全解決。如，(1)運動學正解困難；(2)運動平臺位姿是輸人的強耦合，不利于控制；(3)機構(gòu)復雜，使其工作空間較小；(4)制造高精度球副困難等。
對虛軸機床而言，許多場合需要提供自由度大于3且小于6的更簡單的并聯(lián)機構(gòu)。例如，對4軸聯(lián)動數(shù)控機床，可提供3自由度兩平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)平臺機構(gòu)就可用于對空間曲面(如模具、葉輪等)的加工。因此，虛擬數(shù)控機床、機器人等的發(fā)展和實用化，需要創(chuàng)造出優(yōu)于現(xiàn)有機構(gòu)的新機型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種三自由度兩平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)具有以下特點(1)機構(gòu)工作平臺具有兩平移一轉(zhuǎn)動運動輸出，且非期望運動輸出為常量；(2)機構(gòu)存在過約束回路，其剛性好、結(jié)構(gòu)較簡單；(3)運動學正解簡單，且存在部分控制解耦性；(4)當本發(fā)明機構(gòu)由轉(zhuǎn)動副、移動副及萬向節(jié)組成時，易于精密加工，利于提高并聯(lián)機構(gòu)的運動精度。本發(fā)明為虛軸機床、機器人、微動操作手等并聯(lián)運動裝備提供了新機型，為其開發(fā)與實用化提供了可能。


下面通過附圖和實例對本發(fā)明的技術(shù)給予進一步地說明。
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。它由動平臺1、靜平臺2和結(jié)構(gòu)不相同的兩條廣義支路組成。第一條廣義支路由一個移動副P12、垂直于該移動副且軸線相互平行的兩個轉(zhuǎn)動副R11、R10和垂直于前兩個轉(zhuǎn)動副且軸線相互平行的另兩個轉(zhuǎn)動副R8、R9串聯(lián)而成；第二條廣義支路由4個轉(zhuǎn)動副R2、R3、R4、R5和2個移動副P1、P6的6桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副R7串聯(lián)而成。兩廣義支路端部構(gòu)件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，位于動平臺上兩轉(zhuǎn)動副R7、R8呈相互平行配置，位于靜平臺上3個移動副P1、P6、P12亦呈相互平行配置。
具體實施例方式
附圖1所示結(jié)構(gòu)也可為本發(fā)明的一個實施例。它由動平臺1、靜平臺2和結(jié)構(gòu)不相同的兩條廣義支路組成。第一條廣義支路由一個移動副P12、垂直于該移動副且軸線相互平行的兩個轉(zhuǎn)動副R11、R10和垂直于前兩個轉(zhuǎn)動副且軸線相互平行的另兩個轉(zhuǎn)動副R8、R9串聯(lián)而成；第二條廣義支路由4個轉(zhuǎn)動副R2、R3、R4、R5和2個移動副P1、P6的6桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副R7串聯(lián)而成。兩廣義支路端部構(gòu)件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，位于動平臺上兩轉(zhuǎn)動副R7、R8呈相互平行配置，位于靜平臺上3個移動副P1、P6、P12亦呈相互平行配置。
控制靜平臺1上三個驅(qū)動關(guān)節(jié)P1、P6、P12的運動，就可控制動平臺實現(xiàn)二平移及一轉(zhuǎn)動輸出，該種并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計及驅(qū)動控制等均可按常規(guī)機電技術(shù)進行設計和安裝。該并聯(lián)機構(gòu)如在動平臺上安裝刀具、操作手或探頭，即可以作為并聯(lián)結(jié)構(gòu)的虛擬軸數(shù)控機床、機器人或虛擬軸坐標測量機的執(zhí)行機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種可用于并聯(lián)運動裝備的兩平移一轉(zhuǎn)動三自由度并聯(lián)機構(gòu)，由動平臺、靜平臺、第一條廣義支路和第二條廣義支路組成，其特征在于第一條廣義支路由一個移動副、垂直于該移動副且軸線相互平行的兩個轉(zhuǎn)動副和垂直于前兩個轉(zhuǎn)動副且軸線相互平行的另兩個轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成；第二條廣義支路由四個轉(zhuǎn)動副和兩個移動副的六桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成。兩廣義支路端部構(gòu)件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，且位于動平臺上兩轉(zhuǎn)動副軸線呈相互平行配置，位于靜平臺上三個移動副亦呈相互平行配置。
全文摘要
用于虛擬軸數(shù)控機床、測量機及機器人等并聯(lián)運動裝備的三自由度二平移一轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)，由動平臺、靜平臺、第一條廣義支路和第二條廣義支路組成，第一條廣義支路由一個移動副、垂直于該移動副且軸線相互平行的兩個轉(zhuǎn)動副和垂直于前兩個轉(zhuǎn)動副且軸線相互平行的另兩個轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成；第二條廣義支路由四個轉(zhuǎn)動副和二個移動副的六桿平面回路與一個相互垂直的轉(zhuǎn)動副串聯(lián)而成。兩廣義支路端部構(gòu)件分別固聯(lián)在動、靜平臺上，位于動平臺上兩轉(zhuǎn)動副軸線呈相互平行配置，位于靜平臺上三個移動副亦呈相互平行配置。控制靜平臺上三個移動副的運動，就可控制動平臺實現(xiàn)二維平移及一維轉(zhuǎn)動輸出。該機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)較簡單、存在部分控制解耦性、易于精密加工等優(yōu)點。
文檔編號B25J9/10GK1868664SQ200610085230
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者沈惠平, 楊廷力 申請人:江蘇工業(yè)學院