一种两转动自由度并联机构

摘要

本发明公开了一种两转动自由度并联机构,包括定平台、动平台以及连接定平台与动平台之间的第一分支和第二分支；动平台包括主平台和次平台，主平台与次平台通过转动副连接；第一、二分支内分别设有相交的平面平行四边形结构，分别限制了主平台沿两个方向的平动；受到第一分支和第二分支内的平面平行四边形结构的限制，次平台上两铰链中心连线与主平台上两铰链中心连线交于一点，通过第一分支内第一主动臂和第二分支内第二主动臂的转动，可实现次平台和主平台的转动，进而实现动平台的二维转动。本发明中的动平台采用双平台结构，将两分支内的平面平行四边形结构连接起来，限制了动平台的平动自由度，且可实现动平台的定心转动。

主权项

一种两转动自由度并联机构，包括定平台(1)、动平台(2)以及连接所述定平台(1)与动平台(2)之间的第一分支(3)和第二分支(4)；其特征在于：所述动平台(2)包括主平台(2a)和次平台(2b)，所述主平台(2a)与所述次平台(2b)通过转动副连接；所述第一分支(3)包括第一主动臂(3a)和两个等长的第一从动臂(3b、3c)；所述第一主动臂(3a)与所述定平台(1)通过转动副连接，且作为主动副为机构提供动力；两个第一从动臂(3b、3c)的一端均分别与第一主动臂(3a)通过转动副连接，且两个第一从动臂(3b、3c)与第一主动臂(3a)之间转动副的回转轴线同所述第一主动臂(3a)与定平台(1)之间转动副的回转轴线共面平行；两个第一从动臂(3b、3c)的另一端与所述次平台(2b)通过三自由度球铰链或者二自由度虎克铰链连接；所述第一分支(3)内，所述第一主动臂(3a)、两个第一从动臂(3b、3c)和所述次平台(2b)构成平面平行四边形结构，从而限制所述次平台(2b)沿所述第一主动臂(3a)上的转动副轴线方向平动；所述第二分支(4)包括第二主动臂(4a)和两个等长的第二从动臂(4b、4c)；所述第二主动臂(4a)与所述定平台(1)通过转动副连接，且作为主动副为机构提供动力；两个第二从动臂(4b、4c)的一端均分别与第二主动臂(4a)通过转动副连接，且两个第二从动臂(4b、4c)与第二主动臂(4a)之间转动副的回转轴线同所述第二主动臂(4a)与定平台(1)之间转动副的回转轴线共面平行；两个第二从动臂(4b、4c)的另一端与所述主平台(2a)通过三自由度球铰链或者二自由度虎克铰链连接；所述第二分支(4)内，所述第二主动臂(4a)、两个第二从动臂(4b、4c)和所述主平台(2a)构成平面平行四边形结构，从而限制所述主平台(2a)沿所述第二主动臂(4a)上的转动副轴线方向平动；所述第一分支(3)内平面平行四边形结构所在的平面与所述第二分支(4)内平面平行四边形结构所在的平面之间为相交；所述主平台(2a)和所述次平台(2b)上的四个铰链中心共面，且所述次平台(2b)上的两铰链中心连线与所述主平台(2a)上的两铰链中心连线的交点通过所述主平台(2a)和次平台(2b)之间的转动副的回转轴线；受到第一分支(3)和第二分支(4)内的平面平行四边形结构的限制，所述次平台(2b)上两铰链中心连线与主平台(2a)上两铰链中心连线的交点位置是固定的，通过第一分支(3)内第一主动臂(3a)和第二分支(4)内第二主动臂(4a)的转动，可实现次平台(2b)和主平台(2a)的转动，进而实现动平台(2)的二维转动；当采用虎克铰链连接从动臂和动平台时，两个第一从动臂(3b、3c)与所述次平台(2b)之间均分别采用二自由度虎克铰链连接，其中一个二自由度虎克铰链与所述次平台(2b)相连的轴线通过所述次平台(2b)上另一个二自由度虎克铰链的中心，同时，每个二自由度虎克铰链和与之相连的第一从动臂的连接轴线平行于该第一从动臂一端的转动副轴线；两个第二从动臂(4b、4c)与所述主平台(2a)之间均分别采用二自由度虎克铰链连接，其中一个二自由度虎克铰链与所述主平台(2a)相连的轴线通过所述主平台(2a)上另一个二自由度虎克铰链的中心，同时，每个二自由度虎克铰链和与之相连的第二从动臂的连接轴线平行于该第二从动臂一端的转动副轴线。