本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床本體，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量等多種功能，能滿足復(fù)雜自由曲面零件(如葉片、葉輪、螺旋漿及復(fù)雜模具的型腔等)的加工要求，是一種新概念機(jī)床。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機(jī)床是基于空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)stewart平臺(tái)原理開發(fā)的，是空間機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和cad/cam技術(shù)高度結(jié)合，研制而成的高科技產(chǎn)品，可以看作并聯(lián)機(jī)器人在機(jī)械加工領(lǐng)域的一種應(yīng)用。目前機(jī)床采用的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)主要有串聯(lián)式與并聯(lián)式的。串聯(lián)式機(jī)床的工作范圍大，靈活性好但存在剛度差、自由度偏低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是提供驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床本體，既滿足機(jī)床的剛度要求又可彌補(bǔ)串聯(lián)機(jī)床刀具作業(yè)自由度偏低的缺點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種冗余驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)床本體，

該機(jī)床包括：機(jī)架，第一至第六直線移動(dòng)組件，第一至第六連桿組件，工作臺(tái)組件；

所述的第一至第六直線移動(dòng)組件的第一至第六導(dǎo)軌架通過螺釘分別固定連接在機(jī)架上的六個(gè)支架中；

第一直線移動(dòng)組件包括：電機(jī)，聯(lián)軸器，導(dǎo)軌架，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，絲杠，滑塊，擋板，第一、二擋板軸承；

構(gòu)成第一直線移動(dòng)組件的零部件間的連接：

絲杠與滑塊構(gòu)成螺旋副，軸承分別固定于導(dǎo)軌架上的軸承內(nèi)孔中和擋板的軸承內(nèi)孔中；絲杠的一端和第一軸承的內(nèi)圈配合，另一端和第二軸承的內(nèi)圈配合；第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌分別穿過滑塊，其兩端固定在導(dǎo)軌架和擋板上；電機(jī)固定在導(dǎo)軌架上，電機(jī)軸通過聯(lián)軸器和絲杠的一端連接；擋板固定在導(dǎo)軌架的一端。

第二至六直線移動(dòng)組件和第一直線移動(dòng)組件完全相同，第一至第六直線移動(dòng)組件呈環(huán)形對(duì)稱布置。

第一連桿組件包括：第一至第三連桿u形接頭，第一和第二連桿十字軸，第一至第六連桿軸承端蓋，第一至第六連桿十字軸軸承。

構(gòu)成第一連桿組件的零部件間的連接：第二連桿u形接頭和第三連桿u形接頭分別與第一連桿的兩端固定連接。

第二至第六連桿組件和第一連桿組件完全相同。

工作臺(tái)組件包括：動(dòng)平臺(tái)，第一至第十二連接軸十字軸軸承，第一至第十二連接軸軸承端蓋，第一至第六連接軸u形接頭，第一至第三連接軸，第一至第六動(dòng)平臺(tái)軸承。

構(gòu)成工作臺(tái)組件的零部件間的連接：

第一連接軸插入動(dòng)平臺(tái)的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第一、二連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接；

第二連接軸插入動(dòng)平臺(tái)的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第三、四連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接；

第三連接軸插入動(dòng)平臺(tái)的通孔中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與軸承內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第五、六連接軸u形接頭的轉(zhuǎn)軸端與連接軸分別通過螺釘固定連接。

一種驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床本體通過第一至第六直線移動(dòng)組件與第一至第六連桿組件、機(jī)架和工作臺(tái)組件連接構(gòu)成。

構(gòu)成各組件間的連接：

第一連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第一連桿軸u形接頭中的第一和第二連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋；

第一連桿十字軸另一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第二連桿u形接頭中的第三和第四連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋；

第二連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第三連桿u形接頭中的第五和第六連桿十字軸軸承內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋。

第一連桿組件中第二連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第一u形接頭中的第一、第二個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第二連桿組件中第四連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第二u形接頭中的第一、第二個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第三連桿組件中第六連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第三u形接頭中的第三、第四個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第四連桿組件中第八連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第四u形接頭中的第三、第四個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第五連桿組件中第十連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第五u形接頭中的第五、第六個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第六連桿組件中第十二連桿十字軸一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件中第五u形接頭中的第五、第六個(gè)十字軸軸承內(nèi)圈相配合；

第一至第六連桿組件中第一、第四、第七、第十三和第十六連桿u形接頭分別與第一至第六直線移動(dòng)組件中的第一至第六滑塊固定連接。

六個(gè)支架通過角鐵分別固定在機(jī)架的六個(gè)凹槽位置，呈環(huán)形對(duì)稱布置。

本發(fā)明所具有的有益效果：

利用冗余驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)多自由度和大剛度性質(zhì)，提供了一種可以實(shí)現(xiàn)三自由度的并聯(lián)機(jī)床。該安裝裝置不但可以實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)、一個(gè)平動(dòng)的三自由度運(yùn)動(dòng)，而且可以利用冗余驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的承載能力，滿足了高精度運(yùn)動(dòng)的要求。驅(qū)動(dòng)冗余可以消除非冗余并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形，增大工作空間。利用螺旋導(dǎo)軌傳遞動(dòng)力，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成為滑塊相對(duì)于導(dǎo)軌架的平移運(yùn)動(dòng)，為并聯(lián)機(jī)床提供動(dòng)力。本裝置既可以滿足并聯(lián)機(jī)床大剛度的要求又能改善機(jī)構(gòu)的力學(xué)傳遞性能，提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)相應(yīng)特性，是一種新型的三自由度并聯(lián)機(jī)床。

附圖說明

圖1為驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床的工作臺(tái)沿x軸轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；

圖3為驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床的工作臺(tái)沿y軸轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；

圖4為驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床的工作臺(tái)沿z軸平動(dòng)示意圖；

圖5為第一直線移動(dòng)組件爆炸示意圖；

圖6為第一連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為第二連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為第三連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為第四連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為第五連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為第六連桿組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖6的a1-a1剖面圖；

圖13為圖6的a2-a2剖面圖；

圖14為圖6的a3-a3剖面圖；

圖15為工作臺(tái)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為圖15的b1-b1剖面圖；

圖17為圖15的b2-b2剖面圖；

圖18為圖15的b3-b3剖面圖；

圖19為機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為機(jī)架的第一支架示意圖；

圖21為第一導(dǎo)軌架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖22為第一滑塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖23為第一擋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖24為第一連桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖25為第一連桿u形接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖26為第一連桿十字軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖27為第一連桿軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖28為工作臺(tái)組件第一u形接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖29為工作臺(tái)組件第一連接軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖30為動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖31為動(dòng)平臺(tái)與連接軸間的第一軸承端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：機(jī)架1，第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，第一至第六支架4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6，滑塊5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6，工作臺(tái)組件6，第一電機(jī)7-1，第一聯(lián)軸器8-1，第一至第六導(dǎo)軌架9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6，第一、二導(dǎo)軌10-1、10-2，第一絲杠11-1，第一滑塊12-1，第一擋板13-1，第一、二擋板軸承14-1、14-2，第一至第三連桿u形接頭15-1、15-2、15-3，第四、第七、第十、第十三、第十六連桿u形接頭15-4、15-7、15-10、15-13、15-16，第一、第二、第四、第六、第八連桿十字軸16-1、16-2、16-4、16-6、16-8，第一至第六連桿17-1、17-2、17-3、17-4、17-5、17-6，第一至第六連桿軸承端蓋18-1、18-2、18-3、18-4、18-5、18-6，第一至第六連桿十字軸軸承19-1、19-2、19-3、19-4、19-5、19-6，連接軸軸承端蓋20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-6、20-7、20-8、20-9、20-10、20-11、20-12，連接軸十字軸軸承21-1、21-2、21-3、21-4、21-5、21-6、21-7、21-8、21-9、21-10、21-11、21-12，第一至第六u形接頭22-1、22-2、22-3，22-4,22-5,22-6，第一至第三連接軸23-1、23-2、23-3，動(dòng)平臺(tái)24。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種冗余驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)床本體，如圖1所示，該機(jī)床包括：機(jī)架1，第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，工作臺(tái)組件6。

所述的第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6的第一至第六導(dǎo)軌架9-1、9-2、9-3、9-4、9-5、9-6通過螺釘分別固定連接在機(jī)架1上的六個(gè)支架4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6中；

如圖5所示，第一直線移動(dòng)組件2-1包括：電機(jī)7-1，聯(lián)軸器8-1，導(dǎo)軌架9-1，第一導(dǎo)軌10-1和第二導(dǎo)軌10-2，絲杠11-1，滑塊12-1，擋板13-1，第一、二擋板軸承14-1、14-2；

構(gòu)成第一直線移動(dòng)組件的零部件間的連接：

絲杠11-1與滑塊12-1構(gòu)成螺旋副，第一、二軸承14-1、14-2分別固定于導(dǎo)軌架9-1上的軸承內(nèi)孔中和擋板13-1的軸承內(nèi)孔中；絲杠11-1的一端和第一軸承14-1的內(nèi)圈配合，另一端和第二軸承14-2的內(nèi)圈配合；第一導(dǎo)軌10-1和第二導(dǎo)軌10-2分別穿過滑塊12-1，其兩端固定在導(dǎo)軌架9-1和擋板13-1上；電機(jī)7-1固定在導(dǎo)軌架9-1上，電機(jī)7-1軸通過聯(lián)軸器8-1和絲杠11-1的一端連接；擋板13-1固定在導(dǎo)軌架9-1的一端。

第二至第六直線移動(dòng)組件2-2、2-3、2-4、2-5、2-6和第一直線移動(dòng)組件2-1完全相同，第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6呈環(huán)形對(duì)稱布置。

如圖6所示，第一連桿組件3-1包括：第一至第三連桿u形接頭15-1、15-2、15-3，第一和第二連桿十字軸16-1、16-2，連桿17-1，第一至第六連桿軸承端蓋18-1、18-2、18-3、18-4、18-5、18-6，第一至第六連桿十字軸軸承19-1、19-2、19-3、19-4、19-5、19-6。

構(gòu)成第一連桿組件的零部件間的連接：第二連桿u形接頭15-2和第三連桿u形接頭15-3分別與第一連桿17-1的兩端固定連接。

如圖7、8、9、10、11所示，第二至第六連桿組件3-2、3-3、3-4、3-5、3-6和第一連桿組件3-1完全相同。

如圖15所示，工作臺(tái)組件6包括：動(dòng)平臺(tái)24，第一至第十二連接軸十字軸軸承20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-4、20-5、20-6、20-7、20-8、20-9、20-10、20-11、20-12，第一至第十二連接軸軸承端蓋21-1、21-2、21-3、21-4、21-5、21-6、21-7、21-8、21-9、21-10、21-11、21-12，第一至第六連接軸u形接頭22-1、22-2、22-3、22-4、22-5、22-6，第一至第三連接軸23-1,23-2,23-3，第一至第六動(dòng)平臺(tái)軸承25-1、25-2、25-3、25-4、25-5、25-6，第一至第六動(dòng)平臺(tái)軸承端蓋26-1、26-2、26-3、26-4、26-5、26-6；

所述的工作臺(tái)組件6呈y字形構(gòu)造，動(dòng)平臺(tái)24的三個(gè)通孔記為c、d、e。動(dòng)平臺(tái)24的三個(gè)通孔c、d、e成等邊三角形布置在動(dòng)平臺(tái)24的三側(cè)。

構(gòu)成工作臺(tái)組件的零部件間的連接：

第一連接軸23-1插入動(dòng)平臺(tái)25的通孔c中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動(dòng)平臺(tái)軸承25-1、25-2內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋26-1、26-2，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第一、二連接軸u形接頭22-1、22-2的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-1分別通過螺釘固定連接；

第二連接軸23-2插入動(dòng)平臺(tái)25的通孔d中，連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動(dòng)平臺(tái)軸承25-3、25-4內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋26-3、26-4，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第三、四連接軸u形接頭22-3、22-4的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-2分別通過螺釘固定連接；

第三連接軸23-3插入動(dòng)平臺(tái)25的通孔e中，其中連接軸的軸肩兩側(cè)分別與動(dòng)平臺(tái)軸承25-5、25-6內(nèi)圈相配合，然后分別安裝軸承端蓋25-5、25-6，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；第五、六連接軸u形接頭22-5、22-6的轉(zhuǎn)軸端與連接軸23-3分別通過螺釘固定連接。

一種驅(qū)動(dòng)冗余的并聯(lián)機(jī)床本體通過第一至第六直線移動(dòng)組件與第一至第六連桿組件、機(jī)架和工作臺(tái)組件連接構(gòu)成。

構(gòu)成各組件間的連接：

如圖12所示，第一連桿十字軸16-1一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第一連桿軸u形接頭15-1中的第一和第二連桿十字軸軸承19-1、19-2內(nèi)圈相配合，然后安裝第一和第二連桿軸承端蓋18-1、18-2；

如圖13所示，第一連桿十字軸16-1另一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第二連桿u形接頭15-2中的第三和第四連桿十字軸軸承19-3、19-4內(nèi)圈相配合，然后安裝第三和第四連桿軸承端蓋18-3、18-4；

如圖14所示，第二連桿十字軸16-2一對(duì)相對(duì)的兩端分別與第三連桿u形接頭15-3中的第五和第六連桿十字軸軸承19-5、19-6內(nèi)圈相配合，然后安裝第五和第六連桿軸承端蓋18-5、18-6。

如圖15所示，

第一連桿組件3-1中第二連桿十字軸16-2一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第一連接軸u形接頭22-1中的第一、第二個(gè)連接軸十字軸軸承20-1、20-2內(nèi)圈相配合；

第二連桿組件3-2中第四連桿十字軸16-4一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第二連接軸u形接頭22-2中的第三、第四個(gè)連接軸十字軸軸承20-3、20-4內(nèi)圈相配合；

第三連桿組件3-3中第六連桿十字軸16-6一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第三連接軸u形接頭22-3中的第五、第六個(gè)連接軸十字軸軸承20-5、20-6內(nèi)圈相配合；

第四連桿組件3-4中第八連桿十字軸16-8一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第四連接軸u形接頭22-4中的第七、第八個(gè)連接軸十字軸軸承20-7、20-8內(nèi)圈相配合；

第五連桿組件3-5中第十連桿十字軸16-10一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第五連接軸u形接頭22-5中的第九、第十個(gè)連接軸十字軸軸承20-9、20-10內(nèi)圈相配合；

第六連桿組件3-6中第十二連桿十字軸16-12一對(duì)相對(duì)的兩端分別與工作臺(tái)組件6中第六連接軸u形接頭22-6中的第十一、第十二個(gè)連接軸十字軸軸承20-11、20-12內(nèi)圈相配合；

第一至第六連桿組件中3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6第一、第四、第七、第十、第十三和第十六連桿u形接頭15-1、15-4、15-7、15-10、15-13、15-16分別與第一至第六直線移動(dòng)組件2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6中的第一至第六滑塊5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6固定連接。

六個(gè)支架4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6通過角鐵分別固定在機(jī)架1的六個(gè)凹槽位置，呈環(huán)形對(duì)稱布置。

如圖2、3、4，各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與之相連的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得各個(gè)滑塊沿各自導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)輸入；第一至第六連桿組件3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6移動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)組件6移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)24沿兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)方向的平動(dòng)。