二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，涉及機(jī)器人、精密儀器和設(shè)備以及機(jī)械制造【技術(shù)領(lǐng)域】。所述機(jī)構(gòu)主要由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定基座和運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)繞固定基座做二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和固定基座間通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接三個(gè)以上運(yùn)動(dòng)支鏈，每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈包含兩個(gè)以上連桿；每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包含兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)副，形成4個(gè)以上自由度。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作空間大；結(jié)構(gòu)緊湊；剛度大；機(jī)構(gòu)不含冗余約束，運(yùn)動(dòng)支鏈間無(wú)相互內(nèi)應(yīng)力，精度穩(wěn)定性高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。這些優(yōu)點(diǎn)使該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在高性能指向裝置領(lǐng)域會(huì)有廣泛的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人、精密儀器和設(shè)備以及機(jī)械制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]二自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)在機(jī)械制造、汽車工業(yè)制造、航空航天制造、機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，包括機(jī)床主軸、汽車聯(lián)軸節(jié)、航空指向平臺(tái)等領(lǐng)域。隨著技術(shù)發(fā)展，機(jī)構(gòu)末端負(fù)載越來(lái)越大，傳統(tǒng)二自由度轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)不易滿足設(shè)計(jì)要求；而二自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)因其具有剛度大、精度高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)慣量小等特點(diǎn)，越來(lái)越受到關(guān)注并得到廣泛應(yīng)用。典型如，G.R.Dunlop基于三自由度多鉸鏈并聯(lián)機(jī)構(gòu)專利(US4651589)設(shè)計(jì)了具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的并聯(lián)雷達(dá)追蹤器(Canterbury Satellite Tracker);專利US5893296及W099/21070公開(kāi)了一種四支鏈的二自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并被成功用作娛樂(lè)噴泉等裝置；專利US7478576及US7472622均公開(kāi)了一種三支鏈的二自由度并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。已公開(kāi)的機(jī)構(gòu)多為具有冗余約束的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的支鏈間有隨平臺(tái)姿態(tài)變化且不穩(wěn)定的裝配應(yīng)力，在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)態(tài)性能不好，精度穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該類機(jī)構(gòu)主要由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定基座和運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)繞固定基座做二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和固定基座間包含三個(gè)以上運(yùn)動(dòng)支鏈，每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈包含兩個(gè)以上連桿；每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包含兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)副，形成4個(gè)以上自由度；每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈的輸入端通過(guò)運(yùn)動(dòng)副與固定基座相連，每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈的輸出端通過(guò)運(yùn)動(dòng)副與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連；各個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈間相對(duì)位置可以是關(guān)于中心對(duì)稱的，如此，機(jī)構(gòu)既美觀且各運(yùn)動(dòng)支鏈間承載力均衡，應(yīng)用壽命長(zhǎng)。
[0004]本發(fā)明所述二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈關(guān)于對(duì)稱面II對(duì)稱，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)繞固定基座做二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述等徑球面是指:假設(shè)A點(diǎn)與B點(diǎn)的連線的中點(diǎn)為C點(diǎn)，分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為球心，AC或BC為半徑做球，兩個(gè)球的公切面為對(duì)稱面II ；
[0005]所述A點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線共面時(shí)，A點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處；
[0006]所述B點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線共面時(shí)，B點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處。
[0007]該二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)僅具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，但具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)支鏈，可以實(shí)現(xiàn)冗余驅(qū)動(dòng)，以保證在高負(fù)載情形下的輸入力矩不足。具體實(shí)施時(shí)可以在每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座的連接運(yùn)動(dòng)副上安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)，負(fù)載低時(shí)只需其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作并輸出力矩，其余剩下的驅(qū)動(dòng)電機(jī)僅作位置隨動(dòng)；負(fù)載大時(shí)，所有驅(qū)動(dòng)電機(jī)均參與工作并輸出力矩，以確保在瞬時(shí)有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作空間大(一般為±60°，最大可達(dá)±90° );(2)結(jié)構(gòu)緊湊；(3)剛度大；(4)機(jī)構(gòu)不含冗余約束，運(yùn)動(dòng)支鏈間無(wú)相互內(nèi)應(yīng)力，精度穩(wěn)定性高；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。這些優(yōu)點(diǎn)使該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在高性能指向裝置領(lǐng)域會(huì)有廣泛的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)支鏈對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖7為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第五實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖8為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第六實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖9為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第七實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖10為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第八實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖11為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第九實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖12為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第十實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖13為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第十一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖14為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第十二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖15為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第十三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖16為本發(fā)明二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第十四實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]在所有實(shí)施例中，所述Ri表不一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，Pi表不一個(gè)移動(dòng)副，Ui表不一個(gè)含有兩個(gè)相交轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的萬(wàn)向節(jié)副，Ci表示一個(gè)圓柱副，Pai表示一個(gè)由四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成的平行四桿副，Si表示一個(gè)球副，i為自然數(shù)。
[0028]本發(fā)明提供的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)
1、固定基座2、第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I與固定基座2通過(guò)運(yùn)動(dòng)副分別與第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5的兩端相連。第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5 (還可以包括第四運(yùn)動(dòng)支鏈6等更多的運(yùn)動(dòng)支鏈)可以是結(jié)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)支鏈，也可以僅部分運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)相同。相同的運(yùn)動(dòng)支鏈間也可以有不同的結(jié)構(gòu)尺寸，只要滿足一定的條件即可。固定基座2可以安裝在機(jī)床等設(shè)備的運(yùn)動(dòng)末端上或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I則安裝旋轉(zhuǎn)刀頭或者目標(biāo)傳感器，如此，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)與固定基座2的±60°，最大可達(dá)±90°的工作空間，即可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工或者目標(biāo)跟蹤及檢測(cè)等應(yīng)用。
[0029]所述運(yùn)動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)需要滿足的條件為:每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈中存在一個(gè)對(duì)稱面II，運(yùn)動(dòng)支鏈中的運(yùn)動(dòng)副均關(guān)于該對(duì)稱面II上下對(duì)稱，如圖2所示，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與R2的軸線延長(zhǎng)線的交點(diǎn)D，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1與R2的軸線延長(zhǎng)線的交點(diǎn)E，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與R1的軸線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)F，三個(gè)交點(diǎn)組成一個(gè)平面等腰三角形DEF，其中:D點(diǎn)為頂點(diǎn)，腰長(zhǎng)DE等于腰長(zhǎng)DF ;穿過(guò)D點(diǎn)和C點(diǎn)且以底邊EF為法線的垂直平分面稱為對(duì)稱面II。在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I與固定基座2之間，所有運(yùn)動(dòng)支鏈的對(duì)稱面II相互重合，構(gòu)成一個(gè)公共的對(duì)稱面。
[0030]所述的運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I或者固定基座2之間的連接關(guān)系可以是轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、萬(wàn)向節(jié)副或者圓柱副；也可以采用相同的運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行連接，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，節(jié)約制造成本。
[0031]所述的運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I可以實(shí)現(xiàn)繞固定基座2的二自由度等徑球面純滾運(yùn)動(dòng),如圖1所示，A點(diǎn)和B點(diǎn)為兩個(gè)半球的球心,C點(diǎn)為兩個(gè)半球的接觸點(diǎn)；運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I所在的半球的球心為A點(diǎn)，半徑為A點(diǎn)與C點(diǎn)的距離La。；固定基座2所在的半球的球心為B點(diǎn)，半徑為B點(diǎn)與C點(diǎn)的距離Lb。；且Lac=Lbc ;平面II為兩個(gè)接觸半球的過(guò)C點(diǎn)公切面，稱為對(duì)稱面II。本發(fā)明提供的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I就像固定在半球A上，固定基座2就像固定在半球B上,兩個(gè)半球球面做無(wú)滑移的純滾運(yùn)動(dòng),兩個(gè)半球接觸點(diǎn)為C點(diǎn)，因此形成了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I相對(duì)于固定基座2的等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]所述球心A點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I相連的運(yùn)動(dòng)副軸線或中心共面時(shí)，A點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I相連的運(yùn)動(dòng)副軸線或中心所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I相連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處。
[0033]所述球心B點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座2相連的運(yùn)動(dòng)副軸線或中心共面時(shí)，B點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座2相連的運(yùn)動(dòng)副軸線或中心所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座2相.連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處。
[0034]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例一如圖3所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)101、固定基座102、第一運(yùn)動(dòng)支鏈103、第二運(yùn)動(dòng)支鏈104和第三運(yùn)動(dòng)支鏈105 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)101上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副&、1?6和R8，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座102上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR5和R7，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈103由三個(gè)連桿組成，包含有四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，依次為R1、R2、R3和R4,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和R2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和R3構(gòu)成中連桿，R3和R4構(gòu)成上連桿況和固定基座102相連，R4和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)101相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和轉(zhuǎn)動(dòng)副R2位于中連桿的兩側(cè)；第二運(yùn)動(dòng)支鏈104由兩個(gè)連桿組成，包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為R5、S1和R6，轉(zhuǎn)動(dòng)副R5和球副S1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R6和球副S1構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R5與固定基座102相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R6與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)101相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R5和轉(zhuǎn)動(dòng)副R6位于球副S1的兩端；第三運(yùn)動(dòng)支鏈105由兩個(gè)連桿組成，包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為R7、S2和R8，轉(zhuǎn)動(dòng)副R7和球副S2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R8和球副S2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R7與固定基座102相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R8與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)101相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R7和轉(zhuǎn)動(dòng)副R8位于球副S2的兩端；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈103中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R3的軸線交點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈104中球副S1的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈105中球副S2的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II ；
[0035]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例二如圖4所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)201、固定基座202、第一運(yùn)動(dòng)支鏈203、第二運(yùn)動(dòng)支鏈204和第三運(yùn)動(dòng)支鏈205 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)201上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副&、1?6和R8，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共面且兩兩相交；固定基座202上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR5和R7，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共面且兩兩相交；第一運(yùn)動(dòng)支鏈203由三個(gè)連桿組成，包含有四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，依次為R1、R2、R3和R4,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和R2構(gòu)成下連桿，R2和R3構(gòu)成中連桿，R3和R4構(gòu)成上連桿況和固定基座202相連，R4和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)201相連；第二運(yùn)動(dòng)支鏈204由兩個(gè)連桿組成，包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為RyS1和R6，轉(zhuǎn)動(dòng)副R5和球副S1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R6和球副S1構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R5與固定基座202相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R6與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)201相連；第三運(yùn)動(dòng)支鏈205由兩個(gè)連桿組成，包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為R7' S2和R8，轉(zhuǎn)動(dòng)副R7和球副S2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R8和球副S2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R7與固定基座202相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R8與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)201相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈203中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R3的軸線交點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈204中球副S1的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈205中球副S2的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II ；
[0036]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例三如圖5所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301、固定基座302、第一運(yùn)動(dòng)支鏈303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈305和第四運(yùn)動(dòng)支鏈306 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈305)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2、R4和R6，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共面且兩兩相交；固定基座302上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈305)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR3和R5，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線共面且兩兩相交；第一運(yùn)動(dòng)支鏈303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈304以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈305結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成，但運(yùn)動(dòng)支鏈中連桿的長(zhǎng)度可以依據(jù)具體應(yīng)用背景選擇不同尺寸；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈303為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為RpS2和R2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和球副S2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和球副S2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1與固定基座302相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301相連；第四運(yùn)動(dòng)支鏈306為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為U1和
S1;萬(wàn)向節(jié)副仏和固定基座302相連，且萬(wàn)向節(jié)副U1中心位于％、R3和R5軸線構(gòu)成的平面上，球副S1和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)301 相連，且球副S1中心位于R2、R4和R6軸線構(gòu)成的平面上；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈303中球副S2的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈304中球副S3的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈305中球副S4的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II ；
[0037]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例四如圖6所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401、固定基座402、第一運(yùn)動(dòng)支鏈403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈405和第四運(yùn)動(dòng)支鏈406 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈405)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2、R4和R6，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座402上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈405)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR3和R5，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈404以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈405結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈403為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為RpS2和R2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和球副S2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和球副S2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1與固定基座402相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和轉(zhuǎn)動(dòng)副R2位于球副S2的兩端；第四運(yùn)動(dòng)支鏈406為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為U1和S1 ;萬(wàn)向節(jié)副U1和固定基座402相連，且中心位于Rp R3和R5軸線的公共交點(diǎn)上，球副S1和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)401相連，且中心位于民、&和R6軸線的公共交點(diǎn)上；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈403中球副S2的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈404中球副S3的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈405中球副S4的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II ；
[0038]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例五如圖7所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)501、固定基座502、第一運(yùn)動(dòng)支鏈503、第二運(yùn)動(dòng)支鏈504、第三運(yùn)動(dòng)支鏈505和第四運(yùn)動(dòng)支鏈506 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)501上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈503、第二運(yùn)動(dòng)支鏈504、第三運(yùn)動(dòng)支鏈505)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C2、C6和C4，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座502上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈503、第二運(yùn)動(dòng)支鏈504、第三運(yùn)動(dòng)支鏈505)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C1X5和C3，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈503、第二運(yùn)動(dòng)支鏈504以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈505結(jié)構(gòu)相似,均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈503為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpR1和C2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和圓柱副C2構(gòu)成上連桿，圓柱副C1與固定基座502相連，圓柱副C2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)501相連，圓柱副C1和圓柱副C2軸線共面且與轉(zhuǎn)動(dòng)副R1交于一公共點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈506為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為SjP S2 ;球副S1和固定基座502相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)501相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈503中轉(zhuǎn)動(dòng)副R1的軸線，第二運(yùn)動(dòng)支鏈504中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈505中轉(zhuǎn)動(dòng)副R3的軸線共面且形成對(duì)稱面II。
[0039]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例六如圖8所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)601、固定基座602、第一運(yùn)動(dòng)支鏈603、第二運(yùn)動(dòng)支鏈604、第三運(yùn)動(dòng)支鏈605和第四運(yùn)動(dòng)支鏈606 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)601上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈603、第二運(yùn)動(dòng)支鏈604、第三運(yùn)動(dòng)支鏈605)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C2、C6和C4，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座602上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈603、第二運(yùn)動(dòng)支鏈604、第三運(yùn)動(dòng)支鏈605)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C1X5和C3，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈603、第二運(yùn)動(dòng)支鏈604以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈605結(jié)構(gòu)相似,均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈603為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpS3和C2，球副S3和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，球副S3和圓柱副C2構(gòu)成上連桿，圓柱副C1與固定基座602相連，圓柱副C2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)601相連，圓柱副C1和圓柱副C2軸線共面且交于球副S3的中心點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈606為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座602相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)601相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈603中球副S3的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈604中球副S5的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈605中球副S4的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II。
[0040]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例七如圖9所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)701、固定基座702、第一運(yùn)動(dòng)支鏈703、第二運(yùn)動(dòng)支鏈704、第三運(yùn)動(dòng)支鏈705和第四運(yùn)動(dòng)支鏈706 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)701上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈703、第二運(yùn)動(dòng)支鏈704、第三運(yùn)動(dòng)支鏈705)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副P2、P6和P4，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座702上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈703、第二運(yùn)動(dòng)支鏈704、第三運(yùn)動(dòng)支鏈705)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副PpP5和P3，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈703、第二運(yùn)動(dòng)支鏈704以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈705結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈703為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpS3和P2，球副S3和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，球副S3和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿，移動(dòng)副P1與固定基座702相連，移動(dòng)副P2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)701相連，移動(dòng)副P1和移動(dòng)副P2軸線共面且交于球副S3的中心點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈706為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座702相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)701相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈703中球副S3的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈704中球副S5的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈705中球副S4的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II。
[0041]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例八如圖10所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)801、固定基座802、第一運(yùn)動(dòng)支鏈803、第二運(yùn)動(dòng)支鏈804、第三運(yùn)動(dòng)支鏈805和第四運(yùn)動(dòng)支鏈806 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)801上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈803、第二運(yùn)動(dòng)支鏈804、第三運(yùn)動(dòng)支鏈805)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R3、R9和R6，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座802上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈803、第二運(yùn)動(dòng)支鏈804、第三運(yùn)動(dòng)支鏈805)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR7和R4，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈803、第二運(yùn)動(dòng)支鏈804以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈805結(jié)構(gòu)相似，均由四個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈803為例，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為札、Pp R2、P2和R3,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和移動(dòng)副P1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和移動(dòng)副P2構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1與固定基座802相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)801相連，移動(dòng)副P1和移動(dòng)副P2軸線共面且與轉(zhuǎn)動(dòng)副R2交于一公共點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈806為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座802相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)801相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈803中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線，第二運(yùn)動(dòng)支鏈804中轉(zhuǎn)動(dòng)副R8的軸線以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈805中轉(zhuǎn)動(dòng)副R5的軸線共面且形成對(duì)稱面II。
[0042]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例九如圖11所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)901、固定基座902、第一運(yùn)動(dòng)支鏈903、第二運(yùn)動(dòng)支鏈904、第三運(yùn)動(dòng)支鏈905和第四運(yùn)動(dòng)支鏈906 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)901上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈903、第二運(yùn)動(dòng)支鏈904、第三運(yùn)動(dòng)支鏈905)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C1X3和C2，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座902上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈903、第二運(yùn)動(dòng)支鏈904、第三運(yùn)動(dòng)支鏈905)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副PpP3和P2，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈903、第二運(yùn)動(dòng)支鏈904以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈905結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈903為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpS3和C1，球副S3和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，球副S3和圓柱副C1構(gòu)成上連桿，移動(dòng)副P1與固定基座902相連，圓柱副C1與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)901相連，移動(dòng)副P1和圓柱副C1軸線共面且交于球副S3的中心點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈906為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座902相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)901相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈903中球副S3的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈904中球副S5的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈905中球副S4的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II。
[0043]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例十如圖12所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1001、固定基座1002、第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1004、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1005和第四運(yùn)動(dòng)支鏈1006 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1001上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1004、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1005)構(gòu)成三個(gè)圓柱副CpC3和C2，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座1002上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1004、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1005)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副P1' P3和P2，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1004以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1005結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpU1和C1，萬(wàn)向節(jié)副U1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C1構(gòu)成上連桿，移動(dòng)副P1與固定基座1002相連，圓柱副C1與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1001相連，移動(dòng)副P1和圓柱副C1軸線共面且交于萬(wàn)向節(jié)副U1的中心點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈1006為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座1002相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1001相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈1003中萬(wàn)向節(jié)副U1的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈1004中萬(wàn)向節(jié)副U3的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1005中萬(wàn)向節(jié)副U2的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II。
[0044]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例1 一如圖13所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1101、固定基座1102、第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1104、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1105和第四運(yùn)動(dòng)支鏈1106 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1101上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1104、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1105)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副P2、P6和P4，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座1102上設(shè)有三個(gè)移動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1104、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1105)構(gòu)成三個(gè)移動(dòng)副P1' P5和P3，三個(gè)移動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1104以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1105結(jié)構(gòu)相似，均由四個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103為例，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為Pp %、R2、R3和P2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)球副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R3構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副札、R2和R3的軸線交于R2軸線上一公共點(diǎn)，移動(dòng)副P1與固定基座1102相連，移動(dòng)副P2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1101相連，移動(dòng)副P1和移動(dòng)副P2軸線共面且交于轉(zhuǎn)動(dòng)副RpR2和R3軸線的公共點(diǎn);第四運(yùn)動(dòng)支鏈1106為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座1102相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1101相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈1103中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線，第二運(yùn)動(dòng)支鏈1104中轉(zhuǎn)動(dòng)副R8的軸線以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1105中轉(zhuǎn)動(dòng)副R5的軸線形成對(duì)稱面II。
[0045]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例十二如圖14所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1201、固定基座1202、第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1204、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1205和第四運(yùn)動(dòng)支鏈1206 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1201上設(shè)有三個(gè)萬(wàn)向節(jié)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1204、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1205)構(gòu)成三個(gè)萬(wàn)向節(jié)副U2'U6和U4 ;固定基座1202上設(shè)有三個(gè)萬(wàn)向節(jié)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1204、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1205)構(gòu)成三個(gè)萬(wàn)向節(jié)副U1' U5和U3 ;第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1204以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1205結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為U1' R1和U2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和萬(wàn)向節(jié)副U1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和萬(wàn)向節(jié)副U2構(gòu)成上連桿，萬(wàn)向節(jié)副U1與固定基座1202相連，萬(wàn)向節(jié)副U2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1201相連；第四運(yùn)動(dòng)支鏈1206為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球畐IJ，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座1202相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1201相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈1203中轉(zhuǎn)動(dòng)副R1的軸線，第二運(yùn)動(dòng)支鏈1204中轉(zhuǎn)動(dòng)副R3的軸線以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1205中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線形成對(duì)稱面II。[0046]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例十三如圖15所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1301、固定基座1302、第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1305和第四運(yùn)動(dòng)支鏈1306 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1301上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1305)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C2、C6和C4，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座1302上設(shè)有三個(gè)圓柱副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1304、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1305)構(gòu)成三個(gè)圓柱副C1' C5和C3，三個(gè)圓柱副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1304以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1305結(jié)構(gòu)相似，均由兩個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303為例，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpU1和C2，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C2構(gòu)成上連桿，圓柱副C1與固定基座1302相連，圓柱副C2與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1301相連，圓柱副C1和圓柱副C2軸線共面且交于萬(wàn)向節(jié)副U1的中心點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈1306為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座1302相連，球副S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1301相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈1303中萬(wàn)向節(jié)副U1的中心點(diǎn)，第二運(yùn)動(dòng)支鏈1304中萬(wàn)向節(jié)副U3的中心點(diǎn)以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1305中萬(wàn)向節(jié)副U2的中心點(diǎn)形成對(duì)稱面II。
[0047]本發(fā)明的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例十四如圖16所示，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1401、固定基座1402、第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1405和第四運(yùn)動(dòng)支鏈1406 ;運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1401上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1405)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R3、R9和R6，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；固定基座1402上設(shè)有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接端，分別和三個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈(第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1404、第三運(yùn)動(dòng)支鏈1405)構(gòu)成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R1' R7和R4，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)；第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403、第二運(yùn)動(dòng)支鏈1404以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1405結(jié)構(gòu)相似，均由四個(gè)連桿組成；以第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403為例，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為RpPapRyPa2和R3，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和平行四桿副Pa1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和平行四桿副Pa1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和平行四桿副Pa2構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和平行四桿副Pa2構(gòu)成上連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1與固定基座1402相連，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1401相連，平行四桿副Pa1和平行四桿副Pa2軸線共面且與轉(zhuǎn)動(dòng)副R2交于一公共點(diǎn)；第四運(yùn)動(dòng)支鏈1406為中心支鏈，僅由一個(gè)連桿組成，包含兩個(gè)球副，依次為S1和S2 ;球副S1和固定基座1402相連，球副
S2和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1401相連；其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈1403中轉(zhuǎn)動(dòng)副R2的軸線，第二運(yùn)動(dòng)支鏈1404中轉(zhuǎn)動(dòng)副R8的軸線以及第三運(yùn)動(dòng)支鏈1405中轉(zhuǎn)動(dòng)副R5的軸線形成對(duì)稱面II。
[0048]上述實(shí)施例三和實(shí)施例四的第四運(yùn)動(dòng)支鏈也可以采用兩端均為球副S的中心運(yùn)動(dòng)支鏈；
[0049]上述實(shí)施例五、實(shí)施例六、實(shí)施例七、實(shí)施例八、實(shí)施例九、實(shí)施例十、實(shí)施例十一、實(shí)施例十二、實(shí)施例十三和實(shí)施例十四的第四運(yùn)動(dòng)支鏈也可以采用一端為球副S，另一端為萬(wàn)向節(jié)副U的中心運(yùn)動(dòng)支鏈；
[0050]上述實(shí)施例六、實(shí)施例九和實(shí)施例十三中運(yùn)動(dòng)支鏈含有冗余自由度，有利于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的安裝及裝配；
[0051]上述實(shí)施例中相似的運(yùn)動(dòng)支鏈可以有不相同的連桿尺寸，只要滿足同一運(yùn)動(dòng)支鏈中連桿尺寸關(guān)于對(duì)稱面對(duì)稱條件即可；
[0052]上述實(shí)施例中每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈均含有一個(gè)對(duì)稱面，且每個(gè)實(shí)施例中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈 對(duì)稱面相互重合。
【權(quán)利要求】
1.二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)構(gòu)由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定基座和運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和固定基座間通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接三個(gè)以上運(yùn)動(dòng)支鏈，所述每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈關(guān)于對(duì)稱面II對(duì)稱，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)繞固定基座做二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述等徑球面是指:假設(shè)A點(diǎn)與B點(diǎn)的連線的中點(diǎn)為C點(diǎn)，分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為球心，AC或BC為半徑做球，兩個(gè)球的公切面為對(duì)稱面II ； 所述A點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線共面時(shí)，A點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，A點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處； 所述B點(diǎn)由如下關(guān)系確定:當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線共面時(shí)，B點(diǎn)位于各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線所形成的面中心；當(dāng)各運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座相連的運(yùn)動(dòng)副軸線交于一公共點(diǎn)時(shí)，B點(diǎn)位于該公共點(diǎn)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈包含兩個(gè)以上連桿，包含三個(gè)以上運(yùn)動(dòng)副，形成4個(gè)以上自由度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)中心支鏈，所述中心支鏈為通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接在A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的連桿，所述運(yùn)動(dòng)副為球副或者萬(wàn)向節(jié)副。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:在每個(gè)運(yùn)動(dòng)支鏈與固定基座的連接運(yùn)動(dòng)副上安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)支鏈與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)或者固定基座之間的運(yùn)動(dòng)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、萬(wàn)向節(jié)副或者圓柱副中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述三個(gè)以上運(yùn)動(dòng)支鏈之間為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二自由度等徑球面純滾并聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)支鏈由以下一種或兩種以上組合而成: 第一種，運(yùn)動(dòng)支鏈由三個(gè)連桿組成，包含有四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，依次為VRyR3和R4,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和R2構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和R3構(gòu)成中連桿，R3和R4構(gòu)成上連桿； 第二種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為RpS1和R2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和球副S1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和球副S1構(gòu)成上連桿； 第三種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpR1和C2,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和圓柱副C2構(gòu)成上連桿； 第四種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpS1和C2，球副S1和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，球副S1和圓柱副C2構(gòu)成上連桿； 第五種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpS1和P2，球副S1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，球副S1和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿； 第六種，運(yùn)動(dòng)支鏈由四個(gè)連桿組成，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為％、P1 R2、P2和R3，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和移動(dòng)副P1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和移動(dòng)副P2構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿； 第七種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpS1和C1，球副S1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，球副S1和圓柱副C1構(gòu)成上連桿； 第八種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為PpU1和C1，萬(wàn)向節(jié)副U1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C1構(gòu)成上連桿； 第九種，運(yùn)動(dòng)支鏈由五個(gè)連桿組成，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為Pp R1 R2、R3和P2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和移動(dòng)副P1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)球副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和轉(zhuǎn)動(dòng)副R3構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和移動(dòng)副P2構(gòu)成上連桿； 第十種，構(gòu)成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)支鏈可以由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為U1' R1和U2，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和萬(wàn)向節(jié)副U1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和萬(wàn)向節(jié)副U2構(gòu)成上連桿； 第十一種，運(yùn)動(dòng)支鏈由兩個(gè)連桿組成，包含有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為CpU1和C2，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C1構(gòu)成下連桿，萬(wàn)向節(jié)副U1和圓柱副C2構(gòu)成上連桿； 第十二種，運(yùn)動(dòng)支鏈由五個(gè)連桿組成，包含有五個(gè)運(yùn)動(dòng)副，依次為Rp Pa1, R2, Pa2和R3,轉(zhuǎn)動(dòng)副R1和平行四桿副Pa1構(gòu)成下連桿，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和平行四桿副Pa1構(gòu)成中連桿一，轉(zhuǎn)動(dòng)副R2和平行四桿副Pa2構(gòu)成中連桿二，轉(zhuǎn)動(dòng)副R3和平行四桿副Pa2構(gòu)成上連桿； 所述Ri表示一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，Pi表示一個(gè)移動(dòng)副，Ui表示一個(gè)含有兩個(gè)相交轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的萬(wàn)向節(jié)副，Ci表示一個(gè)圓柱副，Pai表示一個(gè)由四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成的平行四桿副，Si表示一個(gè)球畐|J，i為自然數(shù)。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK103433916SQ201310337873
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】吳鈧, 于靖軍, 宗光華 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)