專利名稱：轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的五自由度機(jī)構(gòu)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類型。串聯(lián)式機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，但由于機(jī)構(gòu)是串聯(lián)連接且需要在關(guān)節(jié)處安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)而造成其具有機(jī)械臂重量大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、誤差累積大等不足。相對(duì)串聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)講，并聯(lián)式機(jī)構(gòu)是由多條運(yùn)動(dòng)支鏈共同驅(qū)動(dòng)動(dòng)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)其末端執(zhí)行器的位姿輸出，因而此類機(jī)構(gòu)具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制困難等缺點(diǎn)。混聯(lián)式機(jī)構(gòu)是采用并聯(lián)與串聯(lián)結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，但由于其串聯(lián)部分仍需 將驅(qū)動(dòng)安裝在機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)上，所以機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能較差。US. Patent No. 4976582公開(kāi)了一種可實(shí)現(xiàn)三維平動(dòng)一維轉(zhuǎn)動(dòng)空間四自由度機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手采用外轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)和平行四邊形支鏈結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的高速3維平動(dòng)，同時(shí)還在動(dòng)靜平臺(tái)間設(shè)置兩端帶有虎克鉸鏈的可伸縮轉(zhuǎn)軸，以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)。此機(jī)構(gòu)是在三平移并聯(lián)機(jī)構(gòu)上串聯(lián)一個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動(dòng)輸出從而實(shí)現(xiàn)空間四自由度運(yùn)動(dòng)，但發(fā)明人巧妙的將本應(yīng)在動(dòng)平臺(tái)上安裝的電機(jī)安裝在機(jī)架上。受US. Patent No. 4976582啟發(fā)，本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)空間五自由度運(yùn)動(dòng)而首次將機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成三維平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)上串聯(lián)兩維轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，且本機(jī)構(gòu)的五臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部安裝在機(jī)架上，平動(dòng)自由度與轉(zhuǎn)動(dòng)自由度可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制。本發(fā)明解決了五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解困難，控制困難等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，可解決五自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)剛性差、慣量大、關(guān)節(jié)誤差累積等問(wèn)題和五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解困難，控制困難等問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈、第四運(yùn)動(dòng)支鏈、第五運(yùn)動(dòng)支鏈、平動(dòng)臺(tái)以及球面運(yùn)動(dòng)鏈。所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈由第一伺服電機(jī)、第一主動(dòng)桿、第一連桿和第二連桿組成，安裝在機(jī)架上的第一伺服電機(jī)通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，第一主動(dòng)桿通過(guò)第一虎克鉸(或球面副)和第二虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)第一連桿和第二連桿運(yùn)動(dòng)，第一連桿和第二連桿通過(guò)第三虎克鉸(或球面副)和第四虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)。所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈由第二伺服電機(jī)、第二主動(dòng)桿、第三連桿和第四連桿組成，安裝在機(jī)架上的第二伺服電機(jī)通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)第二主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，第二主動(dòng)桿通過(guò)第五虎克鉸(或球面副)和第六虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)第三連桿和第四連桿運(yùn)動(dòng)，第三連桿和第四連桿通過(guò)第七虎克鉸(或球面副)和第八虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)。所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈由第三伺服電機(jī)、第三主動(dòng)桿、第五連桿和第六連桿組成，安裝在機(jī)架上的第三伺服電機(jī)通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)第三主動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，第三主動(dòng)桿通過(guò)第九虎克鉸(或球面副)和第十虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)第五連桿和第六連桿運(yùn)動(dòng)，第五連桿和第六連桿通過(guò)第十一虎克鉸(或球面副)和第十二虎克鉸(或球面副)帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)。所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈和第三運(yùn)動(dòng)支鏈聯(lián)合驅(qū)動(dòng)平動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，所述平動(dòng)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)空間三維平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈由第四伺服電機(jī)、第七連桿和第八連桿、第一錐齒輪和第二錐齒輪組成，安裝在機(jī)架上的第四伺服電機(jī)通過(guò)第十三虎克鉸驅(qū)動(dòng)第七連桿運(yùn)動(dòng)，第七連桿通過(guò)第一移動(dòng)副與第八連桿連接并帶動(dòng)第八連桿運(yùn)動(dòng)，第八連桿另一端通過(guò)第十四虎克鉸帶動(dòng)第一錐齒輪運(yùn)動(dòng)，第一錐齒輪通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接且通過(guò)與第二錐齒輪嚙合帶動(dòng)第二錐齒輪運(yùn)動(dòng)，第二錐齒輪通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接。 所述第五運(yùn)動(dòng)支鏈由第五伺服電機(jī)、第九連桿和第十連桿、第三錐齒輪和第四錐齒輪組成，安裝在機(jī)架上的第五伺服電機(jī)通過(guò)第十五虎克鉸驅(qū)動(dòng)第九連桿運(yùn)動(dòng)，第九連桿通過(guò)第二移動(dòng)副與第十連桿連接并帶動(dòng)第十連桿運(yùn)動(dòng)，第十連桿另一端通過(guò)第十六虎克鉸帶動(dòng)第三錐齒輪運(yùn)動(dòng)，第三錐齒輪通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接且通過(guò)與第四錐齒輪嚙合帶動(dòng)第四錐齒輪運(yùn)動(dòng)，第四錐齒輪通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接。所述球面運(yùn)動(dòng)鏈由第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿和第十四連桿組成，第二錐齒輪通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)第十一連桿運(yùn)動(dòng)，第四錐齒輪通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)第十四連桿運(yùn)動(dòng)，第十一連桿和第十四連桿通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的第十二連桿和第十三連桿運(yùn)動(dòng)，第五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相交于一點(diǎn)，第十二連桿和第十三連桿均可實(shí)現(xiàn)繞上述交點(diǎn)的兩維轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于
1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)均安裝在機(jī)架上，桿件做成輕桿，機(jī)構(gòu)重量輕、剛性好、慣量小、動(dòng)力學(xué)性能
好;
2、機(jī)構(gòu)的平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分別由不同的支鏈單獨(dú)控制，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問(wèn)題求解容易，控制方便；
3、安裝上不同的末端執(zhí)行器，本機(jī)構(gòu)可應(yīng)用到裝配、焊接、姿態(tài)調(diào)整和定位設(shè)備、激光、醫(yī)用等領(lǐng)域。


圖I為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的第三結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的工作示意圖。圖5為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的球面運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)疽鈭D。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。對(duì)照?qǐng)DI、圖2和圖3，轉(zhuǎn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架I、第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈、第四運(yùn)動(dòng)支鏈、第五運(yùn)動(dòng)支鏈、平動(dòng)臺(tái)39以及球面運(yùn)動(dòng)鏈。所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈由第一伺服電機(jī)2、第一主動(dòng)桿10、第一連桿19和第二連桿20組成，安裝在機(jī)架I上的第一伺服電機(jī)2通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副7驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)桿10運(yùn)動(dòng)，第一主動(dòng)桿10通過(guò)第一虎克鉸(或球面副)13和第二虎克鉸(或球面副)14帶動(dòng)第一連桿19和第二連桿20運(yùn)動(dòng)，第一連桿19和第二連桿20通過(guò)第三虎克鉸(或球面副)25和第四虎克鉸(或球面副)26帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)39運(yùn)動(dòng)。所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈由第二伺服電機(jī)3、第二主動(dòng)桿11、第三連桿21和第四連桿22組成，安裝在機(jī)架I上的第二伺服電機(jī)3通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副8驅(qū)動(dòng)第二主動(dòng)桿11運(yùn)動(dòng)，第二主動(dòng)桿11通過(guò)第五虎克鉸(或球面副)15和第六虎克鉸(或球面副)16帶動(dòng)第三連桿21和第四連桿22運(yùn)動(dòng)，第三連桿21和第四連桿22通過(guò)第七虎克鉸(或球面副)27和第八虎克鉸(或球面副)28帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)39運(yùn)動(dòng)。所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈由第三伺服電機(jī)4、第三主動(dòng)桿12、第五連桿23和第六連桿24組成，安裝在機(jī)架I上的第三伺服電機(jī)4通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副9驅(qū)動(dòng)第三主動(dòng)桿12運(yùn)動(dòng)，第三主動(dòng)桿12通過(guò)第九虎克鉸(或球面副)17和第十虎克鉸(或球面副)18帶動(dòng)第五連桿23和第六連桿24運(yùn)動(dòng),第五連桿23和第六連桿24通過(guò)第^^一虎克鉸(或球面副)29和第十二虎克鉸(或球面副)30帶動(dòng)平動(dòng)臺(tái)39運(yùn)動(dòng)。所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈和第三運(yùn)動(dòng)支鏈聯(lián)合驅(qū)動(dòng)平動(dòng)臺(tái)39運(yùn)動(dòng)，所述平動(dòng)臺(tái)39可實(shí)現(xiàn)空間三維平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈由第四伺服電機(jī)5、第七連桿33和第八連桿35、第一錐齒輪51和第二錐齒輪52組成，安裝在機(jī)架I上的第四伺服電機(jī)5通過(guò)第十三虎克鉸31驅(qū)動(dòng)第七連桿33運(yùn)動(dòng)，第七連桿33通過(guò)第一移動(dòng)副55與第八連桿35連接并帶動(dòng)第八連桿35運(yùn)動(dòng)，第八連桿35另一端通過(guò)第十四虎克鉸37帶動(dòng)第一錐齒輪51運(yùn)動(dòng)，第一錐齒輪51通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副40與平動(dòng)臺(tái)39連接且通過(guò)與第二錐齒輪52嚙合帶動(dòng)第二錐齒輪52運(yùn)動(dòng)，第二錐齒輪52通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副42與平動(dòng)臺(tái)39連接。所述第五運(yùn)動(dòng)支鏈由第五伺服電機(jī)6、第九連桿34和第十連桿36、第三錐齒輪53和第四錐齒輪54組成，安裝在機(jī)架I上的第五伺服電機(jī)6通過(guò)第十五虎克鉸32驅(qū)動(dòng)第九連桿34運(yùn)動(dòng)，第九連桿34通過(guò)第二移動(dòng)副56與第十連桿36連接并帶動(dòng)第十連桿36運(yùn)動(dòng)，第十連桿36另一端通過(guò)第十六虎克鉸38帶動(dòng)第三錐齒輪53運(yùn)動(dòng),第三錐齒輪53通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副41與平動(dòng)臺(tái)39連接且通過(guò)與第四錐齒輪54嚙合帶動(dòng)第四錐齒輪54運(yùn)動(dòng)，第四錐齒輪54通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副50與平動(dòng)臺(tái)39連接。所述球面運(yùn)動(dòng)鏈由第i^一連桿43、第十二連桿45、第十三連桿47和第十四連桿49組成，第二錐齒輪52通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副42帶動(dòng)第十一連桿43運(yùn)動(dòng)，第四錐齒輪54通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副50帶動(dòng)第十四連桿49運(yùn)動(dòng)，第i^一連桿43和第十四連桿49通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副44和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副48帶動(dòng)通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副46連接的第十二連桿45和第十三連桿47運(yùn)動(dòng)，第五轉(zhuǎn)動(dòng)副42、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副50、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副44、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副46和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副48的軸線相交于一點(diǎn)，第十二連桿45和第十三連桿47均可實(shí)現(xiàn)繞上述交點(diǎn)的兩維轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D4，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，平動(dòng)臺(tái)39在第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下做三維平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而球面運(yùn)動(dòng)鏈的兩維轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)由第四運(yùn)動(dòng)支鏈和第五運(yùn)動(dòng)支鏈共同驅(qū)動(dòng)，本機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與平動(dòng)運(yùn)動(dòng)由不同的運(yùn)動(dòng)支鏈驅(qū)動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D2和圖5，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)的球面運(yùn)動(dòng)鏈第五轉(zhuǎn)動(dòng)副42、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副50、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副44、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副46和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副48 的軸線相交于一點(diǎn)，第十一連桿43、第十二連桿45、第十三連桿47以及第十四連桿49共同組成了一個(gè)球面運(yùn)動(dòng)鏈。
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈、第四運(yùn)動(dòng)支鏈、第五運(yùn)動(dòng)支鏈、平動(dòng)臺(tái)以及球面運(yùn)動(dòng)鏈，其特征在于: 所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈由第一伺服電機(jī)、第一主動(dòng)桿、第一連桿和第二連桿組成，第一主云力桿一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與安裝在機(jī)架上的第一伺服電機(jī)連接，第一主動(dòng)桿另一端通過(guò)第一虎克鉸(或球面副)和第二虎克鉸(或球面副)與第一連桿和第二連桿連接，第一連桿另一端通過(guò)第三虎克鉸(或球面副)與平動(dòng)臺(tái)連接，第二連桿另一端通過(guò)第四虎克鉸(或球面副)與平動(dòng)臺(tái)連接， 所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈由第二伺服電機(jī)、第二主動(dòng)桿、第三連桿和第四連桿組成，第二主動(dòng)桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與安裝在機(jī)架上的第二伺服電機(jī)連接，第二主動(dòng)桿另一端通過(guò)第五虎克鉸(或球面副)和第六虎克鉸(或球面副)與第三連桿和第四連桿連接，第三連桿另一端通過(guò)第七虎克鉸(或球面副)與平動(dòng)臺(tái)連接，第四連桿另一端通過(guò)第八虎克鉸(或球面副)與平動(dòng)臺(tái)連接， 所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈由第三伺服電機(jī)、第三主動(dòng)桿、第五連桿和第六連桿組成，第三主動(dòng)桿一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與安裝在機(jī)架上的第三伺服電機(jī)連接，第三主動(dòng)桿另一端通過(guò)第九虎克鉸(或球面副)和第十虎克鉸(或球面副)與第五連桿和第六連桿連接，第五連桿另一端通過(guò)第十一虎克鉸(或球面副)與平動(dòng)臺(tái)連接，第六連桿另一端通過(guò)第十二虎克鉸(或球面畐1J)與平動(dòng)臺(tái)連接， 所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈由第四伺服電機(jī)、第七連桿和第八連桿、第一錐齒輪和第二錐齒輪組成，第七連桿一端通過(guò)第十三虎克鉸與安裝在機(jī)架上的第四伺服電機(jī)連接，第七連桿另一端通過(guò)第一移動(dòng)副與第八連桿連接，第八連桿另一端通過(guò)第十四虎克鉸與第一錐齒輪連接，第一錐齒輪通過(guò)第四轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接，第一錐齒輪與第二錐齒輪嚙合，第二錐齒輪通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接， 所述第五運(yùn)動(dòng)支鏈由第五伺服電機(jī)、第九連桿和第十連桿、第三錐齒輪和第四錐齒輪組成，第九連桿一端通過(guò)第十五虎克鉸與安裝在機(jī)架上的第五伺服電機(jī)連接，第九連桿另一端通過(guò)第二移動(dòng)副與第十連桿連接，第十連桿另一端通過(guò)第十六虎克鉸與第三錐齒輪連接，第三錐齒輪通過(guò)第六轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接，第三錐齒輪與第四錐齒輪嚙合，第四錐齒輪通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與平動(dòng)臺(tái)連接， 所述球面運(yùn)動(dòng)鏈由第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿和第十四連桿組成，第十一連桿一端通過(guò)第五轉(zhuǎn)動(dòng)副與第二錐齒輪連接，第十一連桿另一端通過(guò)第八轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十二連桿連接，第十二連桿另一端通過(guò)第九轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十三連桿連接，第十三連桿另一端通過(guò)第十轉(zhuǎn)動(dòng)副與第十四連桿連接，第十四連桿另一端通過(guò)第七轉(zhuǎn)動(dòng)副與第四錐齒輪連接，第五轉(zhuǎn)動(dòng)副、第七轉(zhuǎn)動(dòng)副、第八轉(zhuǎn)動(dòng)副、第九轉(zhuǎn)動(dòng)副和第十轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線相交于一點(diǎn)。
全文摘要
轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和平動(dòng)運(yùn)動(dòng)單獨(dú)控制的空間五自由度機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架、第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈、第四運(yùn)動(dòng)支鏈、第五運(yùn)動(dòng)支鏈、平動(dòng)臺(tái)以及球面運(yùn)動(dòng)鏈。所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈和第三運(yùn)動(dòng)支鏈共同驅(qū)動(dòng)平動(dòng)臺(tái)做三維平動(dòng)運(yùn)動(dòng)；所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈和第五運(yùn)動(dòng)支鏈共同驅(qū)動(dòng)球面運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)，球面運(yùn)動(dòng)鏈可實(shí)現(xiàn)繞球心的兩維轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明平動(dòng)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)由不同的支鏈單獨(dú)控制，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解求解容易，控制方便，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)均安裝在機(jī)架上，桿件可以做成輕桿，有效降低機(jī)構(gòu)重量，機(jī)構(gòu)剛性好、慣量小、動(dòng)力學(xué)性能好。
文檔編號(hào)B25J9/00GK102773856SQ20121031086
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者王紅州 申請(qǐng)人:江西省機(jī)械科學(xué)研究所