一种具有运动分岔特性的并联机构

摘要

一种具有运动分岔特性的并联机构，涉及机器人技术领域。解决了传统并联机构不能适应多任务工作环境的问题。该机构包括：动平台(29)、定平台(30)和第一、二、三支链(33、34、35)。第一支链(33)包括一个运动限定机构(31)，一个移动滑轨(32)和一个上部连接杆(27-1)。通过第一驱动电机(4)和第二驱动电机(5)的驱动，运动限定机构(31)可以进入两个不同的工作模式。三条支链结构相同。每条支链通过三个装配面定位并安装在定平台(30)上；通过第一、二、三上部连接杆(27-1、27-2、27-3)上的环形槽端(53、57、61)和动平台(29)上的第一、二、三圆柱套(38、39、40)相连。通过控制并联机构中三个运动限定机构进入不同的工作模式，机构的动平台(29)可以实现四种不同的空间三自由度运动。

主权项

一种具有运动分岔特性的并联机构，其特征在于，该并联机构包括：动平台(29)、定平台(30)和第一、二、三支链(33、34、35)；动平台(29)为正三角形，其三个顶点上分别焊接第一、第二、第三圆柱套(38，39，40)，三个圆柱套的轴线相交于一点O；第一支链(33)包括运动限定机构(31)、移动滑轨(32)、第一上部连接杆(27‑1)；运动限定机构(31)包括：底座(1)、第一电机座(2)、第二电机座(3)、第一驱动电机(4)、第二驱动电机(5)、第一联轴器(6)、第二联轴器(7)、第一主轴(8)、第二主轴(9)、第一十字套(10)、第二十字套(11)、第一键(12)、第二键(13)、第一销轴(14)、第二销轴(15)、第三销轴(16)、第四销轴(17)、连杆一(18)、连杆二(19)、第一转轴(20)、第二转轴(21)、第一螺母(22)、第二螺母(23)、连杆三(24)；构成运动限定机构(31)的零部件之间的连接为：第一电机座(2)和第二电机座(3)固定在底座(1)上，第一驱动电机(4)和第二驱动电机(5)分别安装在第一电机座(2)和第二电机座(3)上；第一十字套(10)的一个同轴通孔通过第一键(12)与第一主轴(8)相连；第一主轴(8)安装在底座(1)上的横向U形端上的两个通孔内，第一主轴的a段轴通过第一联轴器(6)与第一驱动电机(4)相连；第二十字套(11)的一个同轴通孔通过第二键(13)与第二主轴(9)相连；第二主轴(9)安装在底座(1)上的纵向U形端上的两个通孔内，第二主轴的a段轴通过第二联轴器(7)与第二驱动电机(5)相连；第一十字套(10)的另一个同轴通孔的两端分别通过第一销轴(14)和第二销轴(15)与连杆一(18)的U形端相连；第二十字套(11)的另一个同轴通孔的两端分别通过第三销轴(16)和第四销轴(17)与连杆二(19)的U形端相连，连杆一(18)和连 杆二(19)分别与底座(1)形成虎克铰；连杆一(18)的圆柱套端通过第一转轴(20)和第一螺母(22)与连杆三(24)的一个U形端相连形成转动副，连杆二(19)的圆柱套端通过第二转轴(21)和第二螺母(23)与连杆三(24)的另一个U形端相连形成转动副；底座(1)的横向U形端上的两个通孔的公共轴线与底座(1)的纵向U形端上的两个通孔的公共轴线相互垂直；底座(1)的横向U形端上的两个通孔的公共轴线通过底座(1)的纵向U形端上的两个通孔的公共轴线的中点N；连杆一(18)的圆柱套的轴线与连杆一(18)的U形端上的两个通孔的公共轴线相互平行；连杆二(19)的圆柱套的轴线与连杆二(19)的U形端上的两个通孔的公共轴线相互垂直；连杆三(24)的一个U形端上的两个通孔的公共轴线与连杆三(24)的另一个U形端上的两个通孔的公共轴线相互平行；底座(1)的横向U形端上的两个通孔的公共轴线的中点M与底座(1)的纵向U形端上的两个通孔的公共轴线的中点N的距离等于连杆三(24)的一个U形端上的两个通孔的公共轴线与连杆三(24)的另一个U形端上的两个通孔的公共轴线之间的距离；连杆一(18)的圆柱套的轴线与连杆一(18)的U形端上的两个通孔的公共轴线的距离等于连杆二(19)的圆柱套的轴线与连杆二(19)的U形端上的两个通孔的公共轴线的距离；移动滑轨(32)包括第一移动滑杆(25)和第二移动滑杆(26)；第一支链(33)中，第一移动滑杆(25)的一端焊接在连杆三(24)的中部，第一移动滑杆(25)的另一端和第二移动滑杆(26)的一端楔合形成移动副；第二移动滑杆(26)另一端的圆柱套(36)与第一上部连接杆(27‑1)的光轴端间隙配合，形成圆柱副；移动副的移动轴线、圆柱副的轴线和第一主轴(8)的轴线两两垂直；第一、二、三支链(33、34、35)结构相同；第一上部连接杆(27‑1)的环形槽端(53)的配合段L1中心S1到第一上部连接杆(27‑1)的环形槽端(53)轴线与第一上部连接杆(27‑1)的光轴端轴线交点T1的距离等于第一圆柱套(38)轴线中心R1到O点的距离；第二上部连接杆(27‑2)的环形槽端(57)的配合段L2中心S2到第二上部连接杆(27‑2)的环形槽端(57)轴线与第二上部连接杆(27‑2)的光轴端轴线交点T2的距离等于第二圆柱套(39)轴线中心R2到O点的距离；第三上部连接杆(27‑3)的环形槽端(61)的配合段L3中心S3到第三上部连接杆(27‑3)的环形槽端(61)轴线与第三上部连接杆(27‑3)的光轴端轴线交点T3的距离等于第三圆柱套(40)轴线中心R3到O点的距离；构成具有运动分岔特性的并联机构的零部件之间的连接：第一支链(33)通过第一支链的第一装配面(50)与定平台的第一装配面(41)贴合、第一支链的第二装配面(51)与定平台的第二装配面(42)齐平、第一支链的第三装配面(52)与定平台的第三装配面(43)齐平固定在定平台(30)上；第一上部连接杆(27‑1)的环形槽端(53)与第一圆柱套(38)间隙配合，形成转动副，采用第一卡簧(28‑1)定位；第二支链(34)通过第二支链的第一装配面(54)与定平台的第四装配面(44)贴合、第二支链的第二装配面(55)与定平台的第五装配面(45)齐平、第二支链的第 三装配面(56)与定平台的第六装配面(46)齐平固定在定平台(30)上；第二上部连接杆(27‑2)的环形槽端(57)与第二圆柱套(39)间隙配合，形成转动副，采用第二卡簧(28‑2)定位；第三支链(35)通过第三支链的第一装配面(58)与定平台的第七装配面(47)贴合、第三支链的第二装配面(59)与定平台的第八装配面(48)齐平、第三支链的第三装配面(60)与定平台的第九装配面(49)齐平固定在定平台(30)上；第三上部连接杆(27‑3)的环形槽端(61)与第三圆柱套(40)间隙配合，形成转动副，采用第三卡簧(28‑3)定位。