專利名稱：能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián) 機構(gòu)。
技術(shù)背景并聯(lián)機構(gòu)具有輸出精度高、結(jié)構(gòu)剛性好、承載能力強及運動學(xué)反解簡單等諸多優(yōu)點，其 中少自由度并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)更為簡單，工作空間較大，因此成為國際上機器人研究的熱點。三自由度并聯(lián)機構(gòu)具有多種運動形式，如三維平動、二維平動一維轉(zhuǎn)動、三維轉(zhuǎn)動等， 其中能實現(xiàn)三自由度轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機器人機構(gòu)較少。主要有Gosselin C.和Angeles J.提出的3-RRR球面機構(gòu)，Karouia在2000年提出的3—UPU并聯(lián)機構(gòu)，Vischer在2000年提出的Arogos 機構(gòu)，Di Gregorio在2001年提出的3—RUU等，在申請?zhí)枮?2153745.3、 02132864.1、 200520038772.0、 200310106011.X的專利文件中公開了 "一種三自由度轉(zhuǎn)動平臺并聯(lián)機器人 機構(gòu)"、"新型串并聯(lián)純轉(zhuǎn)動三自由度機構(gòu)"、"球面三自由度并聯(lián)機構(gòu)"、"用于虛軸機床與機 器人等的一類(零平移三轉(zhuǎn)動)并聯(lián)機構(gòu)"。上述并聯(lián)機器人機構(gòu)多數(shù)只能將平動或轉(zhuǎn)動的輸入 轉(zhuǎn)換成三維轉(zhuǎn)動輸出，能夠同時實現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動和三維移動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)并不多見。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能解決上述問題、結(jié)構(gòu)簡單、工作性能優(yōu)良的能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)。其技術(shù)方案為包括運動平臺、固定平臺和連接于運動平臺與固定平臺之間的多條支鏈，其特征在于 包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運動平臺固定連接、另一端經(jīng)球鉸與固定平臺連接 的支桿，其余三條支鏈均含有一個可伸縮桿，可伸縮桿的兩端均通過球鉸分別與運動平臺和 固定平臺連接。所述的能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)，可伸縮桿兩端分別與運動平臺 和固定平臺連接的球鉸構(gòu)成正三角形，支桿與固定平臺連接的球鉸位于正三角形的中心。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1、 通過改變可伸縮桿的長度，運動平臺就會得到確定的姿態(tài)，該特點可適用于機器人手 腕機構(gòu)、自動定位導(dǎo)航機構(gòu)等需要控制三維轉(zhuǎn)動的場合。2、 對于運動平臺的任一姿態(tài)，可伸縮桿都有一組確定的伸縮量與之對應(yīng)，通過檢測可伸 縮桿的伸縮量，通過運動學(xué)正解，就能推知運動平臺的姿態(tài)，該特點可作為姿態(tài)傳感器。3、 結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、運動平臺2、固定平臺3、球鉸4、支桿5、可伸縮桿具體實施方式
在圖l所示的實施例中包括運動平臺l、固定平臺2和四條支鏈，其中的一條支鏈為頂 端與運動平臺1固定連接、另一端經(jīng)球鉸3與固定平臺2連接的支桿4,其余三條支鏈均含 有一個可伸縮桿5，可伸縮桿5的兩端均通過球鉸3分別與運動平臺1和固定平臺2連接。如果可伸縮桿5兩端分別與運動平臺1和固定平臺2連接的球鉸3構(gòu)成正三角形、支桿4 與固定平臺2連接的球鉸3位于正三角形的中心，則該機構(gòu)性能更為優(yōu)良。
權(quán)利要求
1、一種能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動互相轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)，包括運動平臺(1)、固定平臺(2)和連接于運動平臺(1)與固定平臺(2)之間的多條支鏈，其特征在于包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運動平臺(1)固定連接、另一端經(jīng)球鉸(3)與固定平臺(2)連接的支桿(4)，其余三條支鏈均含有一個可伸縮桿(5)，可伸縮桿(5)的兩端均通過球鉸(3)分別與運動平臺(1)和固定平臺(2)連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于 可伸縮桿(5)兩端分別與運動平臺(1)和固定平臺(2)連接的球鉸(3)構(gòu)成正三角形， 支桿(4)與固定平臺(2)連接的球鉸(3)位于正三角形的中心。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動相互轉(zhuǎn)換的并聯(lián)機構(gòu)，包括運動平臺、固定平臺和連接于運動平臺與固定平臺之間的多條支鏈，其特征在于包括四條支鏈，其中的一條支鏈為頂端與運動平臺固定連接、另一端經(jīng)球鉸與固定平臺連接的支桿，其余三條支鏈均含有一個可伸縮桿，可伸縮桿的兩端均通過球鉸分別與運動平臺和固定平臺連接。本發(fā)明可實現(xiàn)三維平動和三維轉(zhuǎn)動的相互轉(zhuǎn)換，輸入可伸縮桿的位移，在運動平臺一端能夠得到對應(yīng)的三維轉(zhuǎn)動輸出，輸入運動平臺的三維轉(zhuǎn)動，在三個可伸縮桿上能夠得到相應(yīng)的位移輸出。
文檔編號B25J19/00GK101224584SQ20071011474
公開日2008年7月23日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐, 魏修亭 申請人:山東理工大學(xué)