一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头

摘要

本发明涉及一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头，属于数控机床技术领域。包括一个安装执行器的动平台和定平台，连接所述动平台和定平台之间的具有相同结构的第一、第二支链，以及连接所述动平台和定平台之间的与第一、第二支链结构不同的第三支链，该第一、第二、第三支链均含有一个主动驱动的运动副；所述第一、第二、第三支链中的铰链均采用移动副或者转动副这种具有单一自由度形式的铰链组合而成；所述第一、第二和第三支链分别与定平台以及动平台连接形成一个空间并联闭环机构，该空间并联闭环机构通过三个输入运动驱动动平台运动，实现一个移动自由度和两个转动自由度。该主轴头具有高灵活特性，且更容易保证精度和刚度。

主权项

一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头，包括一个安装执行器的动平台和定平台，连接所述动平台和定平台之间的三个支链，该第一、第二、第三支链均含有一个主动驱动的运动副；其特征在于，所述第一、第二、第三支链中的铰链均采用具有单一自由度形式的移动副或者转动副；所述第一、第二支链结构相同，均包括：滑块、连杆、连接件以及运动副，所述运动副有四个，一个是连接于定平台和滑块之间的移动副（P），一个是连接于滑块和连杆之间的转动副（R），一个是连接于连杆和连接件之间的转动副（R），另一个是连接于连接件和动平台之间的转动副（R），其中，连接于定平台和滑块之间的移动副（P）是主动驱动的，连接于滑块和连杆之间的转动副（R）和连接于连杆和连接件之间的转动副（R）相互平行，连接于连杆和连接件之间的转动副（R）和连接于连接件和动平台之间的转动副（R）相互垂直，该支链为PRRR型运动支链；所述第三支链包括：滑块、连接件、连杆以及运动副，所述运动副有四个，一个是连接于定平台和滑块之间的一个移动副（P），一个是连接于滑块和连接件之间的转动副（R）、一个是连接于连接件和连杆之间的转动副（R），另一个是连接于连杆和动平台之间的转动副（R），其中，连接于定平台和滑块之间的移动副（P）是主动驱动的，连接于连杆与动平台之间的转动副（R）与连接于连接件与连杆之间的转动副（R）相互平行，该支链为PRRR型运动支链；所述第一、第二支链在同一平面内，所述第三支链的主动驱动输入方向与第三支链中连接于滑块和连接件之间随动转动副的旋转轴线所构成的平面垂直于第一、第二支链所在平面；所述第三支链中连接于连接件与连杆之间的转动副（R）与第一、第二支链中连接于动平台与连接件之间的两个转动副（R）相互平行；所述第三支链中连接于滑块与连接件之间的转动副（R）与第一、第二支链中连接于连杆与连接件之间的两个转动副（R）相互平行；所述动平台的移动方向为主动驱动的输入方向，动平台的一个转动自由度的旋转轴线在第一、第二支链所在平面内且与第一、第二支链中连接动平台的两个随动转动副的旋转轴线重合，动平台的另一个转动自由度的旋转轴线与所述第三支链中连接于滑块和连接件之间随动转动副的旋转轴线重合；所述第一、第二和第三支链分别与定平台以及动平台连接形成一个空间并联闭环机构，该空间并联闭环机构通过三个输入驱动动平台运动，实现一个移动自由度和两个转动自由度。