本實(shí)用新型涉及并聯(lián)機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在機(jī)器人技術(shù)、機(jī)床技術(shù)等領(lǐng)域，傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)一直以來占領(lǐng)著主導(dǎo)地位，然而我們知道，串聯(lián)機(jī)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)剛度不強(qiáng)、位置精度較低，存在誤差累積等不足。并聯(lián)機(jī)構(gòu)彌補(bǔ)了串聯(lián)結(jié)構(gòu)的上述缺點(diǎn)，它具有結(jié)構(gòu)剛度大，位置精度高，承載能力強(qiáng)以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。目前研究最成熟，運(yùn)用最多的并聯(lián)機(jī)構(gòu)是六自由度Stewart機(jī)構(gòu)。然而在許多應(yīng)用中，2到5個(gè)自由度的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)更具優(yōu)勢(shì)，六自由度Stewart機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且造價(jià)較高，并不適合廣泛運(yùn)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，實(shí)用性強(qiáng)的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型提供了一種四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括：靜平臺(tái)，連桿，動(dòng)平臺(tái)和伸縮桿，所述靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的形狀均為圓形；所述靜平臺(tái)的中心位置設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)槽，所述移動(dòng)導(dǎo)槽的方向垂直于所述靜平臺(tái)所在平面，所述連桿一端連接在所述移動(dòng)導(dǎo)槽中，另一端鉸接在所述動(dòng)平臺(tái)的中心位置處；所述靜平臺(tái)的邊緣設(shè)置有一對(duì)第一鉸接點(diǎn)和一對(duì)第二鉸接點(diǎn)，且所述第一鉸接點(diǎn)和所述第二鉸接點(diǎn)相對(duì)于所述靜平臺(tái)的中心對(duì)稱，所述動(dòng)平臺(tái)的邊緣設(shè)置有一對(duì)第三鉸接點(diǎn)和一對(duì)第四鉸接點(diǎn)，且所述第三鉸接點(diǎn)和所述第四鉸接點(diǎn)相對(duì)于所述動(dòng)平臺(tái)的中心對(duì)稱；所述一對(duì)第一鉸接點(diǎn)通過所述伸縮桿分別與相鄰側(cè)的第三鉸接點(diǎn)和第四鉸接點(diǎn)相連，所述一對(duì)第二鉸接點(diǎn)通過所述伸縮桿分別與相鄰側(cè)的第三鉸接點(diǎn)和第四鉸接點(diǎn)相連，且所述伸縮桿之間無交叉。

本實(shí)用新型利用四個(gè)伸縮桿結(jié)合一個(gè)連桿，通過鉸接將靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)可活動(dòng)地連接起來，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)自由度的平動(dòng)，相對(duì)于六自由度的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)便宜、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，具有更廣泛的實(shí)用性。

進(jìn)一步地，所述第一鉸接點(diǎn)和第二鉸接點(diǎn)與所述伸縮桿之間的連接為虎克鉸連接。

進(jìn)一步地，所述第三鉸接點(diǎn)和第四鉸接點(diǎn)與所述伸縮桿之間的連接為球鉸連接。

進(jìn)一步地，所述連桿與所述動(dòng)平臺(tái)的中心位置的連接為球鉸連接。

進(jìn)一步地，所述伸縮桿為電機(jī)驅(qū)動(dòng)伸縮桿或者液壓桿。

進(jìn)一步地，所述伸縮桿具有四個(gè)，當(dāng)四個(gè)伸縮桿長(zhǎng)度相同時(shí)，所述第一鉸接點(diǎn)的中心與所述第二鉸接點(diǎn)的中心之間的連線垂直于所述第三鉸接點(diǎn)的中心和所述第四鉸接點(diǎn)的中心之間的連線。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記為：

1 靜平臺(tái)

11 移動(dòng)導(dǎo)槽

12 第一鉸接點(diǎn)

13 第二鉸接點(diǎn)

2 連桿

3 動(dòng)平臺(tái)

31 第三鉸接點(diǎn)

32 第四鉸接點(diǎn)

4 伸縮桿。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

本實(shí)用新型提供了一種四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，包括：靜平臺(tái)1，連桿2，動(dòng)平臺(tái)3和伸縮桿4，所述靜平臺(tái)1和動(dòng)平臺(tái)3的形狀均為圓形；所述靜平臺(tái)1的中心位置設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)槽11，所述移動(dòng)導(dǎo)槽11的方向垂直于所述靜平臺(tái)1所在平面，所述連桿2一端連接在所述移動(dòng)導(dǎo)槽11中，另一端鉸接在所述動(dòng)平臺(tái)3的中心位置處；所述靜平臺(tái)1的邊緣設(shè)置有一對(duì)第一鉸接點(diǎn)12和一對(duì)第二鉸接點(diǎn)13，且所述第一鉸接點(diǎn)12和所述第二鉸接點(diǎn)13相對(duì)于所述靜平臺(tái)1的中心對(duì)稱，所述動(dòng)平臺(tái)3的邊緣設(shè)置有一對(duì)第三鉸接點(diǎn)31和一對(duì)第四鉸接點(diǎn)32，且所述第三鉸接點(diǎn)31和所述第四鉸接點(diǎn)32相對(duì)于所述動(dòng)平臺(tái)3的中心對(duì)稱；所述伸縮桿4具有四個(gè)，當(dāng)四個(gè)伸縮桿4長(zhǎng)度相同時(shí)，所述第一鉸接點(diǎn)12的位置與所述第二鉸接點(diǎn)13的位置之間的連線垂直于所述第三鉸接點(diǎn)31的位置和所述第四鉸接點(diǎn)32的位置之間的連線，更具體地，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由于一對(duì)連接點(diǎn)之間具有一定長(zhǎng)度的間隔，所述第一鉸接點(diǎn)的連接位置與所述第二鉸接點(diǎn)的連接位置之間的連線，更準(zhǔn)確地指所述靜平臺(tái)上一對(duì)第一鉸接點(diǎn)的連接位置的中心和一對(duì)第二鉸接點(diǎn)的連接位置的中心之間的連線，所述第三鉸接點(diǎn)的連接位置與所述第四鉸接點(diǎn)的連接位置之間的連線，更準(zhǔn)確地指所述動(dòng)平臺(tái)上一對(duì)第三鉸接點(diǎn)的連接位置的中心和一對(duì)第四鉸接點(diǎn)的連接位置的中心之間的連線；所述一對(duì)第一鉸接點(diǎn)12通過所述伸縮桿4分別與相鄰側(cè)的第三鉸接點(diǎn)31和第四鉸接點(diǎn)32相連，所述一對(duì)第二鉸接點(diǎn)13通過所述伸縮桿4分別與相鄰側(cè)的第三鉸接點(diǎn)31和第四鉸接點(diǎn)32相連，所述伸縮桿4之間無交叉。本實(shí)用新型利用四個(gè)伸縮桿結(jié)合一個(gè)連桿，通過鉸接將靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)可活動(dòng)地連接起來，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)自由度的平動(dòng)，相對(duì)于六自由度的Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)便宜、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，具有更廣泛的實(shí)用性。

在本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，所述第一鉸接點(diǎn)12和第二鉸接點(diǎn)13與所述伸縮桿4之間的連接為虎克鉸連接，所述第三鉸接點(diǎn)31和第四鉸接點(diǎn)32與所述伸縮桿4之間的連接為球鉸連接，所述連桿2與所述動(dòng)平臺(tái)3的中心位置的連接為球鉸連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)方面，所述伸縮桿4為電機(jī)驅(qū)動(dòng)伸縮桿或者液壓桿，且四個(gè)伸縮桿4的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同。本實(shí)用新型實(shí)施例的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，當(dāng)四個(gè)相同型號(hào)的伸縮桿等長(zhǎng)時(shí)，動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)的軸線重合；同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短四個(gè)伸縮桿等量的長(zhǎng)度時(shí)，動(dòng)平臺(tái)會(huì)沿著靜平臺(tái)中心位置導(dǎo)槽方向相對(duì)于靜平臺(tái)上下平動(dòng)；伸長(zhǎng)或縮短連接在靜平臺(tái)一側(cè)的一對(duì)伸縮桿等量的長(zhǎng)度，同時(shí)縮短或伸長(zhǎng)連接在靜平臺(tái)另一側(cè)的一對(duì)伸縮桿相應(yīng)的耦合長(zhǎng)度時(shí)，動(dòng)平臺(tái)會(huì)繞兩個(gè)第三鉸接點(diǎn)的中心點(diǎn)和兩個(gè)第四鉸接點(diǎn)的中心點(diǎn)之間的連線轉(zhuǎn)動(dòng)；同樣，伸長(zhǎng)或縮短連接在動(dòng)平臺(tái)一側(cè)的一對(duì)伸縮桿等量的長(zhǎng)度，同時(shí)縮短或伸長(zhǎng)連接在動(dòng)平臺(tái)另一側(cè)的一對(duì)伸縮桿相應(yīng)的耦合長(zhǎng)度時(shí)，動(dòng)平臺(tái)會(huì)繞與兩個(gè)第三鉸接點(diǎn)的中心點(diǎn)和兩個(gè)第四鉸接點(diǎn)的中心點(diǎn)之間的連線垂直的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)；保持動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)平行，適當(dāng)改變四個(gè)伸縮桿的長(zhǎng)度，動(dòng)平臺(tái)會(huì)繞自身軸線相對(duì)于靜平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。