轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)，靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)通過第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈連接。第一運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一虎克鉸和第二虎克鉸，所述第一虎克鉸和第二虎克鉸之間設(shè)有第一移動(dòng)副。第二運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一球鉸和第三虎克鉸，所述第一球鉸和第三虎克鉸之間設(shè)有第二移動(dòng)副。本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且其旋轉(zhuǎn)軸位置可以移動(dòng)。本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)模擬，且可以實(shí)現(xiàn)小尺寸機(jī)構(gòu)模擬大半徑的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)材料和空間，節(jié)省動(dòng)力。
【專利說明】轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械學(xué)領(lǐng)域的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)指通過兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立運(yùn)動(dòng)支鏈連接運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及定平臺(tái)，并控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的閉環(huán)機(jī)構(gòu)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于其剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)、誤差積累小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于重載模擬設(shè)備、姿態(tài)調(diào)整裝置、數(shù)控機(jī)床、仿生機(jī)構(gòu)等方面。
[0003]出于科教、娛樂或者訓(xùn)練等目的，利用并聯(lián)結(jié)構(gòu)仿真模擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品越來越多，t匕如汽車、船舶駕駛仿真系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)模擬均通過一運(yùn)動(dòng)平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)；然而現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)模擬均為較簡(jiǎn)單的預(yù)先設(shè)定的顛簸或搖晃。為了增強(qiáng)真實(shí)體驗(yàn)的感覺，實(shí)時(shí)的改變搖晃旋轉(zhuǎn)軸的位置成為了一種必然的需求。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1267586A報(bào)道了由機(jī)架、運(yùn)動(dòng)臺(tái)及連接它們的四條閉環(huán)運(yùn)動(dòng)支鏈組成的一種兩維移動(dòng)兩維轉(zhuǎn)動(dòng)的四自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。文獻(xiàn)[傘紅軍，鐘詩(shī)勝，王知行，新型2-TPR/2-TPS空間4自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，Nov 2008，44 (11): 298-303]提出了由固定平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及連接它們的兩個(gè)TPR運(yùn)動(dòng)支鏈和兩個(gè)TPS運(yùn)動(dòng)支鏈組成的兩移動(dòng)兩轉(zhuǎn)動(dòng)四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。這兩種并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)臺(tái)均能實(shí)現(xiàn)兩維轉(zhuǎn)動(dòng)，但是其兩維轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸不能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向上的平移。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線可移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且具有運(yùn)動(dòng)方式明確、運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解容易、高剛度、高精度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0007]轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)，靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)通過第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈連接。
[0008]所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一虎克鉸和第二虎克鉸，所述第一虎克鉸和第二虎克鉸之間設(shè)有第一移動(dòng)副。
[0009]所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一球鉸和第三虎克鉸，所述第一球鉸和第三虎克鉸之間設(shè)有第二移動(dòng)副。
[0010]所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第四虎克鉸和第五虎克鉸，所述第四虎克鉸和第五虎克鉸之間設(shè)有第三移動(dòng)副。
[0011]所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第二球鉸和第六虎克鉸，所述第二球鉸和第六虎克鉸之間設(shè)有第四移動(dòng)副。
[0012]所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈的布置形式包括:所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈與第三運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成一個(gè)平面，所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈以及第四運(yùn)動(dòng)支鏈之間的位置關(guān)系為空間位置關(guān)系；
[0013]或者第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈交叉布置。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且其旋轉(zhuǎn)軸位置可以移動(dòng)。本實(shí)用新型機(jī)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)模擬，且可以實(shí)現(xiàn)小尺寸機(jī)構(gòu)模擬大半徑的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)材料和空間，節(jié)省動(dòng)力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，1、靜平臺(tái)，2、動(dòng)平臺(tái)，3、第一運(yùn)動(dòng)支鏈，4、第二運(yùn)動(dòng)支鏈，5、第三運(yùn)動(dòng)支鏈，
6、第四運(yùn)動(dòng)支鏈，31、第一虎克鉸，32、第一移動(dòng)副，33、第二虎克鉸，41、第一球鉸，42、第二移動(dòng)副，43、第三虎克鉸，51、第四虎克鉸，52、第三移動(dòng)副，53、第五虎克鉸，61、第二球鉸，62、第四移動(dòng)副，63、第六虎克鉸。
【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0019]如圖1所示，轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2，靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2通過第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5和第四運(yùn)動(dòng)支鏈6連接。第一運(yùn)動(dòng)支鏈3與靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2的連接處分別設(shè)有第一虎克鉸31和第二虎克鉸33，所述第一虎克鉸31和第二虎克鉸33之間設(shè)有第一移動(dòng)副32。第二運(yùn)動(dòng)支鏈4與靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2的連接處分別設(shè)有第一球鉸41和第三虎克鉸43，所述第一球鉸41和第三虎克鉸43之間設(shè)有第二移動(dòng)副42。第三運(yùn)動(dòng)支鏈5與靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2的連接處分別設(shè)有第四虎克鉸51和第五虎克鉸53，所述第四虎克鉸51和第五虎克鉸53之間設(shè)有第三移動(dòng)副52。第四運(yùn)動(dòng)支鏈6與靜平臺(tái)I和動(dòng)平臺(tái)2的連接處分別設(shè)有第二球鉸61和第六虎克鉸63，所述第二球鉸61和第六虎克鉸63之間設(shè)有第四移動(dòng)副62。
[0020]第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5和第四運(yùn)動(dòng)支鏈6的布置形式包括:所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈3與第三運(yùn)動(dòng)支鏈5構(gòu)成一個(gè)平面，所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4以及第四運(yùn)動(dòng)支鏈6之間的位置關(guān)系為空間位置關(guān)系；
[0021]或者第一運(yùn)動(dòng)支鏈3、第二運(yùn)動(dòng)支鏈4、第三運(yùn)動(dòng)支鏈5和第四運(yùn)動(dòng)支鏈6交叉布置。
[0022]本實(shí)用新型轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作原理如下:在第一移動(dòng)副32與第三移動(dòng)副52鎖死的情況下，第二移動(dòng)副42與第四移動(dòng)副62按照一定規(guī)律配合伸長(zhǎng)或縮短可帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以第二虎克鉸33與第五虎克鉸53的連線為旋轉(zhuǎn)軸；若此時(shí)第一移動(dòng)副32與第三移動(dòng)副52按照一定的規(guī)律同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短，則可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸在y方向的平移。在第二移動(dòng)副42與第四移動(dòng)副62鎖死的情況下，第一移動(dòng)副32與第三移動(dòng)副52按照一定規(guī)律配合伸長(zhǎng)或縮短亦可帶動(dòng)動(dòng)平臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以第三虎克鉸43與第六虎克鉸63的連線為旋轉(zhuǎn)軸；若此時(shí)第二移動(dòng)副42與第四移動(dòng)副62按照一定規(guī)律同時(shí)伸長(zhǎng)或縮短，則可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸在X方向的平移。
【權(quán)利要求】
1.轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是，包括靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)，靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)通過第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈連接； 所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一虎克鉸和第二虎克鉸，所述第一虎克鉸和第二虎克鉸之間設(shè)有第一移動(dòng)副； 所述第二運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第一球鉸和第三虎克鉸，所述第一球鉸和第三虎克鉸之間設(shè)有第二移動(dòng)副； 所述第三運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第四虎克鉸和第五虎克鉸，所述第四虎克鉸和第五虎克鉸之間設(shè)有第三移動(dòng)副； 所述第四運(yùn)動(dòng)支鏈與靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)的連接處分別設(shè)有第二球鉸和第六虎克鉸，所述第二球鉸和第六虎克鉸之間設(shè)有第四移動(dòng)副。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)軸位置可變的四自由度空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征是，所述第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈的布置形式包括: 所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈與第三運(yùn)動(dòng)支鏈構(gòu)成一個(gè)平面，所述的第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈以及第四運(yùn)動(dòng)支鏈之間的位置關(guān)系為空間位置關(guān)系； 或者第一運(yùn)動(dòng)支鏈、第二運(yùn)動(dòng)支鏈、第三運(yùn)動(dòng)支鏈和第四運(yùn)動(dòng)支鏈交叉布置。
【文檔編號(hào)】B25J9/08GK203460178SQ201320507894
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】周慎杰, 孫鋼, 李安慶, 李敏 申請(qǐng)人:山東大學(xué)