一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，該并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺(tái)相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上，該并聯(lián)平臺(tái)能夠在對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱的3?UPU、2?UPU?URU、2?URU?UPU和3?URU構(gòu)型之間靈活轉(zhuǎn)換，在保持并聯(lián)平臺(tái)承載能力強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增大了并聯(lián)平臺(tái)的工作空間，具有較為廣闊的工程應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】
一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)
-ψ-1 口 O
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由多個(gè)并行支鏈構(gòu)成的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即由多個(gè)并行支鏈的一端同時(shí)與一個(gè)末端執(zhí)行器(動(dòng)平臺(tái))相連構(gòu)成。從Steward機(jī)構(gòu)在輪胎測(cè)試及飛行模擬器上的成功應(yīng)用開(kāi)始，并聯(lián)機(jī)構(gòu)一直成為諸多學(xué)者研究的對(duì)象。并聯(lián)機(jī)構(gòu)(PM)相比與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，具有更大的剛度、負(fù)載和更高的精度。但其工作小的問(wèn)題一直制約著其發(fā)展，中國(guó)專利ZL201510977107.6公布了一種新型具有可重構(gòu)特性的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該并聯(lián)平臺(tái)可通過(guò)調(diào)節(jié)固定平臺(tái)的面積來(lái)改變工作空間，在一定程度上改善了并聯(lián)平臺(tái)的工作空間，但是該并聯(lián)平臺(tái)占地面積大且工作空間調(diào)節(jié)范圍較小，因此，有必要設(shè)計(jì)一種既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間的并聯(lián)平臺(tái)。
[0003]目前尚未見(jiàn)有一種既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間的具有可重構(gòu)功能的并聯(lián)平臺(tái)的創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，它既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間。
[0005]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，該并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿、第二側(cè)桿和第三側(cè)桿結(jié)構(gòu)相同，第一滑動(dòng)桿、第二滑動(dòng)桿和第三滑動(dòng)桿的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺(tái)相連，第一滑動(dòng)桿一端與第一虎克鉸相連，另一端與第一側(cè)桿的一端相連，第一側(cè)桿的另一端與第二虎克鉸相連，第二滑動(dòng)桿一端與第三虎克鉸相連，另一端與第二側(cè)桿的一端相連，第二側(cè)桿的另一端與第五虎克鉸相連，第三滑動(dòng)桿一端與第四虎克鉸相連，另一端與第三側(cè)桿的一端相連，第三側(cè)桿的另一端與第六虎克鉸相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上。
[0006]所述第一側(cè)桿上焊接有圓弧固定檔板，用于安裝第一圓弧轉(zhuǎn)板。
[0007]所述第一滑動(dòng)桿上焊接有轉(zhuǎn)動(dòng)塊。
[0008]所述第一側(cè)桿上開(kāi)有長(zhǎng)槽，第一滑動(dòng)桿在長(zhǎng)槽中滑動(dòng)。
[0009]本實(shí)用新型中，U表示虎克鉸，P表示移動(dòng)副，R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，如3-UPU型表示并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副都是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副。依此類推類推。2-UPU-URU型表示并聯(lián)平臺(tái)其中兩個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副，一個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。2-URU-UPU型表示并聯(lián)平臺(tái)其中兩個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副。3-URU型表示并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副都是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。
[0010]本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]1、該并聯(lián)平臺(tái)具有可重構(gòu)的功能，能夠根據(jù)不同的工作需求，在3-UPU、2-UPU-URU、2-URU-UPU和3-URU構(gòu)型之間靈活轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
[0012]2、該并聯(lián)平臺(tái)采用改變運(yùn)動(dòng)副的形式來(lái)改變構(gòu)態(tài)，能夠較大范圍的改變工作空間。
[0013]3、該并聯(lián)平臺(tái)可在工作的過(guò)程中通過(guò)改變構(gòu)型來(lái)調(diào)節(jié)工作空間和承載能力，具有較強(qiáng)的靈活性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)3-UPU構(gòu)型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)2-UPU-URU構(gòu)型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)2-URU-UPU構(gòu)型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)3-URU構(gòu)型時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一側(cè)桿和第一滑動(dòng)桿以移動(dòng)副形式相連時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一側(cè)桿和第一滑動(dòng)桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副形式相連時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一圓弧轉(zhuǎn)板在第一側(cè)桿上的裝配示意圖。
[0021 ]圖8是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一滑動(dòng)桿的示意圖。
[0022]圖9是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一側(cè)桿和第一滑動(dòng)桿以移動(dòng)副形式相連時(shí)的運(yùn)動(dòng)范圍示意圖。
[0023]圖10是本實(shí)用新型所述的并聯(lián)平臺(tái)第一側(cè)桿和第一滑動(dòng)桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副形式相連時(shí)的運(yùn)動(dòng)范圍示意圖。
[0024]圖中標(biāo)記為:動(dòng)平臺(tái)1、第一虎克鉸2、第一滑動(dòng)桿3、第一圓弧轉(zhuǎn)板4、第一側(cè)桿5、固定平臺(tái)6、第二虎克鉸7、第三虎克鉸8、第二滑動(dòng)桿9、第四虎克鉸10、第二圓弧轉(zhuǎn)板11、第三滑動(dòng)桿12、第二側(cè)桿13、第三圓弧轉(zhuǎn)板14、第五虎克鉸15、第三側(cè)桿16、第六虎克鉸17、圓弧固定檔板18、轉(zhuǎn)動(dòng)塊19。
【具體實(shí)施方式】
:
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
[0026]如圖1、圖7和圖8所示，本實(shí)用新型所述的對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0027]該并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿5、第二側(cè)桿13和第三側(cè)桿16結(jié)構(gòu)相同，第一滑動(dòng)桿3、第二滑動(dòng)桿9和第三滑動(dòng)桿12的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸2、第三虎克鉸8和第四虎克鉸10與動(dòng)平臺(tái)I相連，第二虎克鉸7、第五虎克鉸15和第六虎克鉸17與固定平臺(tái)6相連，第一滑動(dòng)桿3—端與第一虎克鉸2相連，另一端與第一側(cè)桿5的一端相連，第一側(cè)桿5的另一端與第二虎克鉸7相連，第二滑動(dòng)桿9 一端與第三虎克鉸8相連，另一端與第二側(cè)桿13的一端相連，第二側(cè)桿13的另一端與第五虎克鉸15相連，第三滑動(dòng)桿12—端與第四虎克鉸10相連，另一端與第三側(cè)桿16的一端相連，第三側(cè)桿16的另一端與第六虎克鉸17相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板4安裝在第一側(cè)桿5上，第二圓弧轉(zhuǎn)板11安裝在第二側(cè)桿13上，第三圓弧轉(zhuǎn)板14安裝在第三側(cè)桿16上。
[0028]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0029]由于該對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，其三個(gè)支鏈的工作原理相同，支鏈一由第一側(cè)桿5、第一滑動(dòng)桿3和第一圓弧轉(zhuǎn)板4構(gòu)成，支鏈二由第二側(cè)桿13、第二滑動(dòng)桿9和第二圓弧轉(zhuǎn)板11構(gòu)成，支鏈三由第三側(cè)桿16、第三滑動(dòng)桿12和第三圓弧轉(zhuǎn)板14構(gòu)成。以下介紹支鏈一的工作原理，當(dāng)?shù)谝换瑒?dòng)桿3在第一側(cè)桿5的長(zhǎng)槽種移動(dòng)時(shí)，第一滑動(dòng)桿3和第一側(cè)桿5的連接方式是移動(dòng)副連接，此時(shí)支鏈一的可變長(zhǎng)度是第一側(cè)桿5上長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度，長(zhǎng)槽的長(zhǎng)度小于等于第一滑動(dòng)桿3的長(zhǎng)度，如圖9所示;第一圓弧轉(zhuǎn)板4安裝在圓弧固定檔板18上，并可繞圓弧固定檔板18轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝换瑒?dòng)桿3移動(dòng)到第一側(cè)桿5的頂部時(shí)，第一側(cè)桿5上的圓弧固定檔板18檔住第一滑動(dòng)桿3上的轉(zhuǎn)動(dòng)塊19，使得第一滑動(dòng)桿3無(wú)法繼續(xù)向前移動(dòng)，此時(shí)第一圓弧轉(zhuǎn)板4轉(zhuǎn)動(dòng)180°到正下面，將第一滑動(dòng)桿3上的轉(zhuǎn)動(dòng)塊19包住，此時(shí)，第一滑動(dòng)桿3和第一側(cè)桿5的連接方式是轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，此時(shí)第一滑動(dòng)桿3的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍接近O?180°，其可變長(zhǎng)度幾乎是兩倍的第一滑動(dòng)桿3的長(zhǎng)度，如圖10所示。此時(shí)，第一支鏈的長(zhǎng)度變化范圍大大增加，并聯(lián)平臺(tái)的工作空間大大增加。第二支鏈和第三支鏈的工作原理和第一支鏈相同，且三個(gè)支鏈相互獨(dú)立。當(dāng)三個(gè)支鏈都是移動(dòng)副連接時(shí)，并聯(lián)平臺(tái)處于3-UPU型，S卩:3-UPU型表示并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副都是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副，U表示虎克鉸，P表示移動(dòng)副。此時(shí)承載能力最強(qiáng)，但是工作空間最??；當(dāng)其中一個(gè)支鏈由移動(dòng)副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，并聯(lián)平臺(tái)處于2-UPU-URU型，即:并聯(lián)平臺(tái)其中兩個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副，一個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，R表示轉(zhuǎn)動(dòng)副。此時(shí)并聯(lián)平臺(tái)承載能力稍微下降，但是在運(yùn)動(dòng)副變化的那條支鏈方向上的工作空間大大增加；當(dāng)其中兩個(gè)支鏈由移動(dòng)副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，并聯(lián)平臺(tái)處于2-URU-UPU型，S卩:并聯(lián)平臺(tái)其中兩個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)移動(dòng)副。此時(shí)并聯(lián)平臺(tái)承載能力有所下降，但是在運(yùn)動(dòng)副變化的兩條支鏈的方向上的工作空間大大增加；當(dāng)三條支鏈都由移動(dòng)副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，并聯(lián)平臺(tái)處于3-URU型，S卩:并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個(gè)支鏈的運(yùn)動(dòng)副都是兩個(gè)虎克鉸和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。此時(shí)并聯(lián)平臺(tái)承載能力較弱，但是其在各方向上的工作空間都較大范圍的增加。在工作中可根據(jù)需要變化構(gòu)態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，其特征在于，該并聯(lián)平臺(tái)的三個(gè)支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿、第二側(cè)桿和第三側(cè)桿結(jié)構(gòu)相同，第一滑動(dòng)桿、第二滑動(dòng)桿和第三滑動(dòng)桿的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺(tái)相連，第一滑動(dòng)桿一端與第一虎克鉸相連，另一端與第一側(cè)桿的一端相連，第一側(cè)桿的另一端與第二虎克鉸相連，第二滑動(dòng)桿一端與第三虎克鉸相連，另一端與第二側(cè)桿的一端相連，第二側(cè)桿的另一端與第五虎克鉸相連，第三滑動(dòng)桿一端與第四虎克鉸相連，另一端與第三側(cè)桿的一端相連，第三側(cè)桿的另一端與第六虎克鉸相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，其特征在于，所述第一側(cè)桿上焊接有圓弧固定檔板，用于安裝第一圓弧轉(zhuǎn)板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，其特征在于:所述第一滑動(dòng)桿上焊接有轉(zhuǎn)動(dòng)塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)稱和非對(duì)稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺(tái)，其特征在于:所述第一側(cè)桿上開(kāi)有長(zhǎng)槽，第一滑動(dòng)桿在長(zhǎng)槽中滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK205588293SQ201620450227
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】王汝貴, 廖益豐, 李屹豪, 張成東, 鄭安平, 嚴(yán)葉文, 衡東嶺
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)