專利名稱：含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比具有一些獨(dú)特的性能，如剛度高、承載能力高、速度高、 驅(qū)動(dòng)電機(jī)在機(jī)架上而使活動(dòng)構(gòu)件的重量輕等，它早已引起了國(guó)際上眾多學(xué)者的關(guān)注。但并 聯(lián)機(jī)構(gòu)的幾何特性有很大欠缺，如工作空間小以及工作空間內(nèi)存在奇異位形等，一些關(guān)節(jié) 運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)，會(huì)使機(jī)構(gòu)自由度退化，失去一個(gè)或幾個(gè)自由度，再加上在工作空間可能 存在障礙，機(jī)構(gòu)就無法滿足工作要求。 冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠消除奇異位形、避開障礙、克服關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)限制和改善動(dòng)態(tài)特性， 同時(shí)具有更高的剛度、更大的承載能力和更大的加速度，因此尤其適合于重載荷和大加速 度等應(yīng)用場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用9個(gè)輸入實(shí)現(xiàn)6自由度運(yùn)動(dòng)、具有較高剛度和承載 能力的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其技術(shù)方案為 包括動(dòng)平臺(tái)、底座和連接于動(dòng)平臺(tái)與底座之間的三組結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在 于每組支鏈均包括三個(gè)伸縮桿，三個(gè)伸縮桿的一端分別經(jīng)球鉸與底座連接，且三個(gè)連接點(diǎn) 不共線，三個(gè)伸縮桿的另一端通過同一個(gè)復(fù)合球鉸和動(dòng)平臺(tái)連接，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)的 連接點(diǎn)不共線。 所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，每個(gè)伸縮桿與底座的連接點(diǎn)均在同一平面 上，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)的連接點(diǎn)在同一平面上。 所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，每組支鏈與底座的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角 形，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)的連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形。 所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，動(dòng)平臺(tái)和底座均具有三個(gè)相互正交的平面， 每組支鏈對(duì)應(yīng)連接于動(dòng)平臺(tái)和底座的三個(gè)相互正交的平面之間，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)、底 座的連接點(diǎn)均不在同一個(gè)相互正交的平面上。 所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，每組支鏈與底座的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角
形，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)的連接點(diǎn)分別位于動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)相互正交的平面上。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為(l)通過控制動(dòng)平臺(tái)上的三個(gè)復(fù)合球鉸的空
間位置，動(dòng)平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)空間六自由度的運(yùn)動(dòng)輸出，因此具有控制算法簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)特性好等
優(yōu)點(diǎn)；(2)采用9個(gè)伸縮桿作為驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，實(shí)現(xiàn)6維運(yùn)動(dòng)輸出，大大增強(qiáng)了動(dòng)平臺(tái)的剛度和
承載能力，能夠滿足高承載力下精密加工與定位的要求；(3)機(jī)構(gòu)由9條完全一樣的支鏈構(gòu)
成，能效降低加工成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、球鉸2、伸縮桿3、復(fù)合球鉸4、動(dòng)平臺(tái)5、底座
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的實(shí)施例中包括動(dòng)平臺(tái)4、底座5和連接于動(dòng)平臺(tái)4與底座5之間的 三組結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每組支鏈均包括三個(gè)伸縮桿2，三個(gè)伸縮桿2的一端分別經(jīng)球鉸1與 底座5連接，三個(gè)伸縮桿2的另一端通過同一個(gè)復(fù)合球鉸3和動(dòng)平臺(tái)4連接，動(dòng)平臺(tái)4和底 座5均具有三個(gè)相互正交的平面，每組支鏈對(duì)應(yīng)連接于動(dòng)平臺(tái)4和底座5的三個(gè)相互正交 的平面之間，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)4、底座5的連接點(diǎn)均不在同一個(gè)相互正交的平面上。每 組支鏈與底座5的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)4的連接點(diǎn)分別位于動(dòng)平 臺(tái)4的三個(gè)相互正交的平面上。 在圖2所示的實(shí)施例中包括動(dòng)平臺(tái)4、底座5和連接于動(dòng)平臺(tái)4與底座5之間的 三組結(jié)構(gòu)相同的支鏈，每組支鏈均包括三個(gè)伸縮桿2，三個(gè)伸縮桿2的一端分別經(jīng)球鉸1與 底座5連接，三個(gè)伸縮桿2的另一端通過同一個(gè)復(fù)合球鉸3和動(dòng)平臺(tái)4連接，且每組支鏈與 底座5的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形，九個(gè)伸縮桿2與底座5的連接點(diǎn)均在同一平面上，三組 支鏈與動(dòng)平臺(tái)4的連接點(diǎn)在同一平面上，并構(gòu)成正三角形。
權(quán)利要求
一種含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)平臺(tái)(4)、底座(5)和連接于動(dòng)平臺(tái)(4)與底座(5)之間的三組結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于每組支鏈均包括三個(gè)伸縮桿(2)，三個(gè)伸縮桿(2)的一端分別經(jīng)球鉸(1)與底座(5)連接，且三個(gè)連接點(diǎn)不共線，三個(gè)伸縮桿(2)的另一端通過同一個(gè)復(fù)合球鉸(3)和動(dòng)平臺(tái)(4)連接，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)(4)的連接點(diǎn)不共線。
2. 如權(quán)利要求l所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于每個(gè)伸縮桿(2)與 底座(5)的連接點(diǎn)均在同一平面上，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)(4)的連接點(diǎn)在同一平面上。
3. 如權(quán)利要求2所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于每組支鏈與底座(5) 的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)(4)的連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形。
4. 如權(quán)利要求l所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)平臺(tái)(4)和底座 (5)均具有三個(gè)相互正交的平面，每組支鏈對(duì)應(yīng)連接于動(dòng)平臺(tái)(4)和底座(5)的三個(gè)相互正 交的平面之間，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)(4)、底座(5)的連接點(diǎn)均不在同一個(gè)相互正交的平面 上。
5. 如權(quán)利要求4所述的含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于每組支鏈與底座(5) 的三個(gè)連接點(diǎn)構(gòu)成正三角形，三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)(4)的連接點(diǎn)分別位于動(dòng)平臺(tái)(4)的三個(gè) 相互正交的平面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含復(fù)合球鉸的冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)平臺(tái)、底座和連接于動(dòng)平臺(tái)與底座之間的三組結(jié)構(gòu)相同的支鏈，其特征在于每組支鏈均包括三個(gè)伸縮桿，三個(gè)伸縮桿的一端分別經(jīng)球鉸與底座連接，且三個(gè)連接點(diǎn)不共線，三個(gè)伸縮桿的另一端通過同一個(gè)復(fù)合球鉸和動(dòng)平臺(tái)連接，且三組支鏈與動(dòng)平臺(tái)的連接點(diǎn)不共線。本發(fā)明選擇三組支鏈9個(gè)伸縮桿作為主動(dòng)關(guān)節(jié)，動(dòng)平臺(tái)即可獲得六維運(yùn)動(dòng)能力，并且具有較高的承載能力和優(yōu)良的各向同性度，可適用于高速、高加速、重載等相關(guān)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B25J11/00GK101733753SQ20091023154
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者宮金良, 張彥斐, 魏修亭 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)