一種可實現(xiàn)三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機構(gòu)，特別是一種具有空間三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]空間三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)可滿足測量、噴涂、搬運、裝配等作業(yè)要求。
[0003]專利文獻CN103350417A公開了一種可實現(xiàn)三維平動二維轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架和動平臺，固定架上固接有五個驅(qū)動裝置，動平臺包括中心板和垂直地貫穿于中心板中心位置的搖桿，中心板與搖桿之間采用虎克鉸轉(zhuǎn)動連接，搖桿的上端固定有兩個球頭桿；固定架與中心板之間連接有三條第一支鏈，固定架與兩個球頭桿之間連接有兩條第二支鏈；中心板在三條第一支鏈的帶動下實現(xiàn)三維平動，搖桿在兩條第二支鏈帶動下通過虎克鉸實現(xiàn)相對于中心板的二維轉(zhuǎn)動，從而使搖桿既有三個平動自由度，又有兩個轉(zhuǎn)動自由度。
[0004]專利文獻CN103350418A公開了一種高速五自由度并聯(lián)機械手，包括固定架和動平臺，固接在固定架上的五個驅(qū)動裝置，以及五條結(jié)構(gòu)相同的支鏈；每條支鏈由近架桿、上連接軸、兩個平行且等長的遠架桿和下連接軸構(gòu)成一平行四邊形結(jié)構(gòu)；動平臺包括水平布置的上平臺和下平臺，其中三條支鏈中的下連接軸設(shè)置在下平臺上，另外兩條支鏈中的下連接軸設(shè)置在上平臺上，垂直于上、下平臺貫穿的設(shè)置有一搖桿，搖桿與上、下平臺之間均采用虎克鉸轉(zhuǎn)動連接；下平臺在三條支鏈的帶動下實現(xiàn)三維平動，上平臺在搖桿和另外兩條支鏈的共同作用下實現(xiàn)三維平動；虎克鉸將上、下平臺之間的相對移動轉(zhuǎn)化為搖桿的二維轉(zhuǎn)動，從而使搖桿既有三個平動自由度，又有兩個轉(zhuǎn)動自由度。
[0005]上述機構(gòu)動平臺結(jié)構(gòu)比較復(fù)制，且運動部件質(zhì)量較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種采用單動平臺的具有三維平動二維轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機構(gòu)。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是:一種可實現(xiàn)三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架、固接在固定架上的大轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置、第一錐齒輪、第二錐齒輪、大轉(zhuǎn)軸、動平臺、布置在所述大轉(zhuǎn)軸和動平臺之間的第一支鏈和第二支鏈、布置在所述固定架與動平臺之間的第三支鏈和第四支鏈，所述第一錐齒輪與固定架轉(zhuǎn)動連接，且與所述大轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置的驅(qū)動端固接，所述大轉(zhuǎn)軸與固定架轉(zhuǎn)動連接，所述大轉(zhuǎn)軸的中部還固接有第二錐齒輪，所述第一錐齒輪和第二錐齒輪相嚙合；
包括第一支鏈轉(zhuǎn)動叉、第一支鏈主動臂驅(qū)動裝置、第一支鏈主動臂、第一支鏈第一從動臂和第一支鏈第二從動臂；所述第一支鏈轉(zhuǎn)動叉與大轉(zhuǎn)軸固接，所述第一支鏈主動臂的一端轉(zhuǎn)動連接于第一支鏈轉(zhuǎn)動叉內(nèi)，且與所述第一支鏈主動臂驅(qū)動裝置的驅(qū)動端固接，第一支鏈主動臂的另一端的兩側(cè)分別與第一支鏈第一從動臂、第一支鏈第二從動臂的一端連接，所述第一支鏈第一從動臂與第一支鏈第二從動臂平行且等長；第一支鏈第一從動臂、第一支鏈第二從動臂的另一端均與動平臺連接；
所述第二支鏈與第一支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，且與第一支鏈對稱分布在大轉(zhuǎn)軸的兩端；連接第一支鏈轉(zhuǎn)動叉與其主動臂的轉(zhuǎn)動軸線和連接第二支鏈轉(zhuǎn)動叉與其主動臂的轉(zhuǎn)動軸線平行，且同連接所述大轉(zhuǎn)軸和固定架的轉(zhuǎn)動軸線垂直相交；
所述第三支鏈包括第三支鏈轉(zhuǎn)動叉、第三支鏈主動臂驅(qū)動裝置、第三支鏈主動臂、第三支鏈第一從動臂、第三支鏈第二從動臂和第三支鏈連接軸，所述第三支鏈轉(zhuǎn)動叉與固定架固接，所述第三支鏈主動臂的一端轉(zhuǎn)動連接于第三支鏈轉(zhuǎn)動叉內(nèi)，且與所述第三支鏈主動臂驅(qū)動裝置的驅(qū)動端固接，第三支鏈主動臂的另一端的兩側(cè)分別與第三支鏈第一從動臂、第三支鏈第二從動臂的一端連接，所述第三支鏈第一從動臂與第三支鏈第二從動臂平行且等長；第三支鏈第一動臂、第三支鏈第二從動臂的另一端均與第三支鏈連接軸連接，所述第三支鏈連接軸與動平臺轉(zhuǎn)動連接；
所述第四支鏈與第三支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，且與第三支鏈以大轉(zhuǎn)軸的軸線作為對稱線對稱分布在固定架的兩側(cè)；
連接所述第三支鏈連接軸和動平臺的轉(zhuǎn)動軸線與連接所述第四支鏈連接軸和動平臺的轉(zhuǎn)動軸線共線；
連接所述大轉(zhuǎn)軸與固定架的轉(zhuǎn)動軸線、連接所述第三支鏈主動臂和第三支鏈轉(zhuǎn)動叉的轉(zhuǎn)動軸線、以及連接所述第四支鏈主動臂和第四支鏈轉(zhuǎn)動叉的轉(zhuǎn)動軸線相互平行。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:本發(fā)明的一種可實現(xiàn)三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)采用四條支鏈實現(xiàn)五個自由度，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，動平臺采用單平臺的結(jié)構(gòu)形式，大幅度的減少了動平臺的質(zhì)量，且驅(qū)動裝置設(shè)置在固定架附近，有利于提高機構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)特性，有利于實現(xiàn)高速和高加速度。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實施例1中支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明動平臺及連接軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明T形軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明實施例2中支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖7為本發(fā)明球接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中編號所代表的含義為:1、固定架，2、大轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置，3、第一錐齒輪，4、第二錐齒輪，5、大轉(zhuǎn)軸，6、動平臺，7、吸盤，1、第一支鏈，I1、第二支鏈，II1、第三支鏈，IV、第四支鏈；
11、第一支鏈轉(zhuǎn)動叉，12、第一支鏈驅(qū)動裝置，13、第一支鏈主動臂，14、第一支鏈第一 T形軸，15、第一支鏈第一 T形軸，16、第一支鏈第一從動臂，17、第一支鏈第二從動臂，18、第一支鏈第一 T形軸，19、第一支鏈第二 T形軸，111、第一支鏈連接桿，141、第一支鏈第一球接頭，151、第一支鏈第二球接頭，181、第一支鏈第三球接頭，191、第一支鏈第四球接頭，la、第一支鏈第一軸線，lb、第一支鏈第二軸線； 21、第二支鏈轉(zhuǎn)動叉，22、第二支鏈驅(qū)動裝置，23、第二支鏈主動臂，24、第二支鏈第一 T形軸，25、第二支鏈第二 T形軸，26、第二支鏈第一從動臂，27、第二支鏈第二從動臂，28、第二支鏈第三T形軸，29、第二支鏈第四T形軸，211、第二支鏈連接桿，241、第二支鏈第一球接頭，251、第二支鏈第二球接頭，281、第二支鏈第三球接頭，291、第二支鏈第四球接頭，2a、第二支鏈第一軸線，2b、第二支鏈第二軸線；
31、第三支鏈轉(zhuǎn)動叉，32、第三支鏈驅(qū)動裝置，33、第三支鏈主動臂，34、第三支鏈第一 T形軸，35、第三支鏈第二 T形軸，36、第三支鏈第一從動臂，37、第三支鏈第二從動臂，38、第三支鏈第三T形軸，39、第三支鏈第四T形軸，310、第三支鏈連接軸，311、第三支鏈連接桿，341、第三支鏈第一球接頭，351、第三支鏈第二球接頭，381、第三支鏈第三球接頭，391、第三支鏈第四球接頭，3a、第三支鏈第一軸線，3b、第三支鏈第二軸線。
[0017]41、第四支鏈轉(zhuǎn)動叉，42、第四支鏈驅(qū)動裝置，43、第四支鏈主動臂，44、第四支鏈第一T形軸，45、第四支鏈第二 T形軸，46、第四支鏈第一從動臂，47、第四支鏈第二從動臂，48、第四支鏈第三T形軸，49、第四支鏈第四T形軸，410、第四支鏈連接軸，411、第四支鏈連接桿，441、第四支鏈第一球接頭，451、第四支鏈第二球接頭，481、第四支鏈第三球接頭，491、第四支鏈第四球接頭，4a、第四支鏈第一軸線，4b、第四支鏈第二軸線。
【具體實施方式】
[0018]結(jié)合附圖，本發(fā)明的一種可實現(xiàn)三維平動二維轉(zhuǎn)動的五自由度并聯(lián)機構(gòu)，包括固定架1、固接在固定架1上的大轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置2、第一錐齒輪3、第二錐齒輪4、大轉(zhuǎn)軸5、動平臺6、布置在所述大轉(zhuǎn)軸5和動平臺6之間的第一支鏈I和第二支鏈I1、布置在所述固定架1與動平臺6之間的第三支鏈III和第四支鏈IV，所述第一錐齒輪3與固定架1轉(zhuǎn)動連接，且與所述大轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置2的驅(qū)動端固接，所述大轉(zhuǎn)軸與固定架1轉(zhuǎn)動連接，所述大轉(zhuǎn)軸5的中部還固接有第二錐齒輪4，所述第一錐齒輪3和第二錐齒輪4相嚙合；所述動平臺末端固接有吸盤7 ;
所述第一支鏈I包括第一支鏈轉(zhuǎn)動叉11、第一支鏈主動臂驅(qū)動裝置12、第一支鏈主動臂13、第一支鏈第一從動臂16和第一支鏈第二從動臂17 ;所述第一支鏈轉(zhuǎn)動叉11與大轉(zhuǎn)軸5固接，所述第一支鏈主動臂13的一端轉(zhuǎn)動連接于第一支鏈轉(zhuǎn)動叉11內(nèi)，且與所述第一支鏈主動臂驅(qū)動裝置12的驅(qū)動端固接，第一支鏈主動臂13的另一端的兩側(cè)分別與第一支鏈第一從動臂16、第一支鏈第二從動臂17的一端連接，所述第一支鏈第一從動臂16與第一支鏈第二從動臂17平行且等長；第一支鏈第一從動臂16、第一支鏈第二從動臂17的另一端均與動平臺6連接；
所述第二支鏈II與第一支鏈I結(jié)構(gòu)完全相同，且與第一支鏈I對稱分布在大轉(zhuǎn)軸5的兩端；
連接第一支鏈轉(zhuǎn)動叉11與其主動臂13的轉(zhuǎn)動軸線和連接第二支鏈轉(zhuǎn)動叉21與其主動臂23的轉(zhuǎn)動軸線平行，且同連接所述大轉(zhuǎn)軸5和固定架1的轉(zhuǎn)動軸線垂直相交；
所述第三支鏈III包括第三支鏈轉(zhuǎn)動叉31、第三支鏈主動臂驅(qū)動裝置32、第三支鏈主動臂33、第三支鏈第一從動臂36、第三支鏈第二從動臂37和第三支鏈連接軸310，所述第三支鏈轉(zhuǎn)動叉31與固定架1固接，所述第三支鏈主動臂33的一端轉(zhuǎn)動連接于第三支鏈轉(zhuǎn)動叉31內(nèi)，且與所述第三支鏈主動臂驅(qū)動裝置32