專利名稱：一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)機構(gòu)。
背景技術(shù)：
具有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度的并聯(lián)機構(gòu)在機械工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通常兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)的轉(zhuǎn)動和移動之間是會相互影響的。在一些兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)中，機構(gòu)的動平臺沒有某個方向的移動自由度，但動平臺的中心點卻可以發(fā)生這個方向的移動。學者們將機構(gòu)中的這種在非自由度方向上的移動稱為“伴隨運動”。伴隨運動的存在會對機構(gòu)的軌跡標定和軌跡規(guī)劃帶來不便，并且增加控制的復雜度。因此，通過合理的設(shè)計來減少或消除機構(gòu)的伴隨運動是在進行機構(gòu)設(shè)計時需要解決的一個問題。很多學者曾針對兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)中的伴隨運動問題進行過專門的研究，并設(shè)計出了一些沒有伴隨運動的機構(gòu)(CN101518898A，CN101497167A)。但這些機構(gòu)都采用的是非對稱的結(jié)構(gòu)形式，機構(gòu)不具有各向同性，且制造和維護成本較高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、各向同性較好的并具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)。本發(fā)明由定、動兩平臺和連接這兩平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支構(gòu)成，這三條活動分支均由一個與定平臺相連的定平臺移動副、一個與動平臺相連的動平臺移動副以及連接定平臺移動副和動平臺移動副的一個三自由度球面子鏈構(gòu)成。該球面子鏈包含三個轉(zhuǎn)動副，該三個轉(zhuǎn)動副的軸線相交于空間一點，該點為球面子鏈的中心點，上述三條分支中的球面子鏈的中心點構(gòu)成一個中間平面。上述定、動兩平臺為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對稱，每條分支中的定平臺移動副和動平臺移動副也關(guān)于該中間平面對稱，上述定平臺移動副和動平臺移動副分別與定、動兩平臺傾斜布置。上述球面子鏈也可以替換為一個球副。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
1、制造和維護成本較低；
2、本發(fā)明的三個分支完全相同，是一種對稱的三自由度并聯(lián)機構(gòu)，在運動過程中具有很好的各向同性；
3、本發(fā)明的動平臺可以實現(xiàn)繞定、動兩平臺的中間對稱平面內(nèi)的任意一條軸線或任意一點的連續(xù)轉(zhuǎn)動，能有效地避免伴隨運動的發(fā)生，給機構(gòu)的運動控制帶來很大方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明實施例I的立體示意圖。圖2是本發(fā)明實施例2的立體示意圖。
具體實施例方式 實施例I
在圖I所示的一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)的立體示意圖中，
三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支是由兩個移動副、三個轉(zhuǎn)動副和連接它們的連桿組成，其中三個轉(zhuǎn)動副構(gòu)成一個三自由度球面子鏈。每條分支上的定平臺移動副Pl與定平臺I連接，并與定平臺傾斜布置，該定平臺移動副Pl通過連桿2與轉(zhuǎn)動副R2連接，該轉(zhuǎn)動副R2通過連桿3與轉(zhuǎn)動副R3連接，該轉(zhuǎn)動副R3通過連桿4與轉(zhuǎn)動副R4連接，該轉(zhuǎn)動副R4通過連桿5與動平臺移動副P5連接，該動平臺移動副P5與動平臺連接，并與動平臺傾斜布置。上述球面子鏈的R2、R3、R4三個轉(zhuǎn)動副的軸線相交于該球面子鏈的中心01，上述三條分支中球面子鏈的中心點01、02、03構(gòu)成一個中間平面，上述定、動兩平臺為全等的三角形，且關(guān)于上述中間平面對稱，每條分支中的定平臺移動副Pl和動平臺移動副P5也關(guān)于該中間平面對稱。 實施例2
在圖2所示的一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)的立體示意圖中，
三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支是由兩個移動副、一個球副和連接它們的連桿組成，每條活動分支上的定平臺移動副Pl與定平臺I相連，并與定平臺傾斜布置，該定平臺移動副Pl通過連桿2與球副S2連接，該球副S2通過連桿3與動平臺移動副P5連接，該動平臺移 動副P5與動平臺6連接,并與動平臺傾斜布置。上述三條活動分支中的三個球副的中心點構(gòu)成一個中間平面，上述定、動兩平臺為全等的三角形，且關(guān)于上述中間平面對稱，每條分支中的定平臺移動副Pl和動平臺移動副P5也關(guān)于該中間平面對稱。
權(quán)利要求
1.一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)，其有定、動兩平臺和連接這兩平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支，其特征在于上述三條活動分支均由一個與定平臺相連的定平臺移動副、一個與動平臺相連的動平臺移動副以及連接定平臺移動副和動平臺移動副的一個三自由度球面子鏈構(gòu)成，該球面子鏈包含三個轉(zhuǎn)動副，該三個轉(zhuǎn)動副的軸線相交于空間一點，該點為球面子鏈的中心點，上述三個分支中的球面子鏈的中心點構(gòu)成一個中間平面，上述定、動兩平臺為全等的三角形，且關(guān)于該中間平面對稱，每條分支中的定平臺移動副和動平臺移動副也關(guān)于該中間平面對稱，上述定平臺移動副和動平臺移動副分別與定、動兩平臺傾斜布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于上述每條活動分支中的三自由度球面子鏈可以替換為一個球副。
全文摘要
一種具有對稱結(jié)構(gòu)且無伴隨運動的并聯(lián)機構(gòu)，其有定、動兩平臺和連接這兩平臺的三條結(jié)構(gòu)完全相同的活動分支，每條活動分支均由一個與定平臺相連的定平臺移動副、一個與動平臺相連的動平臺移動副以及連接定平臺移動副和動平臺移動副的一個三自由度球面子鏈構(gòu)成，該球面子鏈包含三個軸線匯交于一點的轉(zhuǎn)動副，其交點為分支中心點；上述三條分支的中心點構(gòu)成一個中間平面，上述定、動兩平臺關(guān)于該中間平面對稱，上述定平臺移動副和動平臺移動副分別與定、動兩平臺傾斜布置。本發(fā)明采用對稱的結(jié)構(gòu)，且可以實現(xiàn)繞中間對稱平面內(nèi)的任意一條軸線或任意一點的連續(xù)轉(zhuǎn)動，能有效地避免伴隨運動的發(fā)生，給機構(gòu)的運動控制帶來很大方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B25J9/08GK102962840SQ20121044583
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者黃真, 陳子明, 陳誼超, 丁華鋒, 李艷文 申請人:燕山大學