本發(fā)明屬于并聯(lián)機構(gòu)，特別涉及一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、相比于廣泛應(yīng)用的六自由度并聯(lián)機構(gòu)，在精密裝配、焊接與噴涂等工業(yè)自動化領(lǐng)域以及微創(chuàng)手術(shù)機器人、康復(fù)設(shè)備等醫(yī)療領(lǐng)域，少自由度并聯(lián)機構(gòu)具有更高的適用性。

2、經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號為cn201910833742.5的中國專利公開了一種大轉(zhuǎn)角非共面兩轉(zhuǎn)一移冗余驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)，包括定平臺、動平臺和兩組第一支鏈組件以及兩組第二支鏈組件，每組支鏈組件內(nèi)的移動副為驅(qū)動副，即在6個驅(qū)動作用下實現(xiàn)繞動平臺平面和定平臺平面內(nèi)的兩轉(zhuǎn)動和垂直于動平臺方向移動自由度。

3、專利號為201310606428.6的中國專利提供了一種消除機構(gòu)伴隨位移的運動副，具有消除機構(gòu)伴隨位移的功能，伴隨位移消除機構(gòu)由四個平行四邊形機構(gòu)組成，其部件較多、安裝比較困難。

4、但上述現(xiàn)有技術(shù)中均存在，其整體結(jié)構(gòu)在工作中移動副并不能進行鎖定，導(dǎo)致其在位置確認后不能進行準確的位置固定，導(dǎo)致其工作效率降低。因此，有必要提出一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)單個主動輸入調(diào)整位姿，并通過被動支鏈即可鎖定姿態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，本發(fā)明通過內(nèi)套筒和外套筒的螺旋配合，實現(xiàn)被動支鏈的移動，通過端蓋與導(dǎo)桿之間的相對轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)移動副的隨動和鎖定狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，穩(wěn)定性高，且操作更加便捷高效，通過將主動支鏈的驅(qū)動副作為單一主動驅(qū)動，并通過被動支鏈的被動適應(yīng)性配合，可實現(xiàn)動平臺實現(xiàn)升降、橫擺、縱擺三個自由度運動，通過合理的布置，增強機構(gòu)整體剛度，實現(xiàn)更大的承載力。

2、本發(fā)明提供了一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其包括定平臺、動平臺、被動支鏈和主動支鏈，所述動平臺設(shè)置在所述定平臺的上方，所述被動支鏈和主動支鏈均設(shè)置在所述定平臺和動平臺之間；所述被動支鏈包括球副、移動副、連接件和第二虎克鉸，所述球副包括轉(zhuǎn)動副和第一虎克鉸，所述移動副包括導(dǎo)桿、端蓋、外套筒和內(nèi)套筒，所述轉(zhuǎn)動副的第一端與所述動平臺連接，所述第一虎克鉸的第一端通過所述連接件與所述轉(zhuǎn)動副的第二端連接，所述導(dǎo)桿的第一端與所述第一虎克鉸的第二端連接，所述端蓋的第一端與所述導(dǎo)桿的第二端轉(zhuǎn)動連接，所述外套筒的第一端與所述端蓋的第二端連接，所述內(nèi)套筒的第一端與所述外套筒的第二端螺旋連接，所述第二虎克鉸的第一端與所述內(nèi)套筒的第二端連接，所述定平臺與所述第二虎克鉸的第二端連接；所述主動支鏈包括第三虎克鉸、驅(qū)動副和驅(qū)動副連接件，所述第三虎克鉸的第一端與所述動平臺連接，所述驅(qū)動副的第一端與所述第三虎克鉸的第二端連接，所述驅(qū)動副的第二端通過所述驅(qū)動副連接件與所述定平臺連接；所述移動副具有隨動狀態(tài)和鎖定狀態(tài)，且兩種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)化；所述端蓋的第一端對稱設(shè)置兩個弧形凹槽以及兩個弧形凸緣，所述導(dǎo)桿的第二端設(shè)置與所述弧形凹槽或凸緣配合連接的環(huán)形凸緣，當所述導(dǎo)桿的環(huán)形凸緣與所述端蓋的弧形凹槽相配合時，所述導(dǎo)桿能在所述端蓋、外套筒和內(nèi)套筒上移動，此時移動副處于隨動狀態(tài)；當所述端蓋的弧形凸緣位于所述導(dǎo)桿的兩對環(huán)形凸緣之間時，所述導(dǎo)桿與所述端蓋、外套筒和內(nèi)套筒固定，此時移動副處在鎖定狀態(tài)。

3、優(yōu)選地，所述被動支鏈設(shè)置三組被動支鏈，三組所述被動支鏈呈120°周側(cè)等間距分別設(shè)置在所述定平臺和動平臺之間，所述主動支鏈的兩端分別與所述定平臺和動平臺的中心相連接。

4、優(yōu)選地，所述導(dǎo)桿為中空圓柱體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)桿的長度大于所述內(nèi)套筒的長度，且其直徑小于所述內(nèi)套筒的內(nèi)徑，所述導(dǎo)桿的第一端側(cè)壁上設(shè)置有第一通孔，所述內(nèi)套筒的第二端側(cè)壁上設(shè)置有第二通孔。

5、優(yōu)選地，所述端蓋的兩個弧形凸緣的距離與所述導(dǎo)桿的兩對環(huán)形凸緣的距離相等。

6、優(yōu)選地，所述外套筒的第二端的內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)螺紋，所述內(nèi)套筒的第一端的外側(cè)設(shè)置外螺紋，且所述外螺紋的長度大于所述內(nèi)螺紋的長度。

7、優(yōu)選地，所述被動支鏈為ups結(jié)構(gòu)，所述主動支鏈為pu結(jié)構(gòu)。

8、優(yōu)選地，兩轉(zhuǎn)一移包括第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)動和一個移動方向，第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向始終空間異面垂直；移動方向分別垂直于所述第一個轉(zhuǎn)動方向和第二個轉(zhuǎn)動方向；所述第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向的位置能繞固定軸轉(zhuǎn)動。

9、優(yōu)選地，所述動平臺的軸線與所述轉(zhuǎn)動副的軸線平行，所述第一虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與動平臺的軸線相互垂直，所述第二虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與所述定平臺的軸線相互垂直，所述第一虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與所述第二虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線異面垂直。

10、優(yōu)選地，所述導(dǎo)桿、端蓋、外套筒和內(nèi)套筒的軸線相重合，所述被動支鏈的移動副的軸線分別與第一虎克鉸和第二虎克鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線垂直，所述主動支鏈的驅(qū)動副的軸線分別與所述動平臺和定平臺的軸線垂直，且其與所述第三虎克鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線垂直。

11、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

12、(1)本發(fā)明的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，通過內(nèi)套筒和外套筒的螺旋配合，實現(xiàn)被動支鏈的移動，同時，通過端蓋與導(dǎo)桿之間的相對轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)移動副的隨動和鎖定狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高，且操作更加便捷高效。

13、(2)本發(fā)明的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，通過將主動支鏈的驅(qū)動副作為單一主動驅(qū)動，并通過被動支鏈的被動適應(yīng)性配合，可實現(xiàn)動平臺實現(xiàn)升降、橫擺、縱擺三個自由度運動。

14、(3)本發(fā)明含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，由三條被動支鏈以及一條主動支鏈構(gòu)成，三條被動支鏈呈等間距周側(cè)分布，主動支鏈與機構(gòu)中心軸線重合，增強機構(gòu)整體剛度，實現(xiàn)更大的承載力。

技術(shù)特征：

1.一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，其包括定平臺、動平臺、被動支鏈和主動支鏈，所述動平臺設(shè)置在所述定平臺的上方，所述被動支鏈和主動支鏈均設(shè)置在所述定平臺和動平臺之間；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述被動支鏈設(shè)置為三組被動支鏈，三組被動支鏈呈120°周側(cè)等間距分別設(shè)置在所述定平臺和動平臺之間，所述主動支鏈的兩端分別與所述定平臺和動平臺的中心相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)桿為中空圓柱體結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)桿的長度大于所述內(nèi)套筒的長度，且其直徑小于所述內(nèi)套筒的內(nèi)徑，所述導(dǎo)桿的第一端側(cè)壁上設(shè)置有第一通孔，所述內(nèi)套筒的第二端側(cè)壁上設(shè)置有第二通孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述端蓋的兩個弧形凸緣的距離與所述導(dǎo)桿的兩對環(huán)形凸緣的距離相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述外套筒的第二端的內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)螺紋，所述內(nèi)套筒的第一端的外側(cè)設(shè)置外螺紋，且所述外螺紋的長度大于所述內(nèi)螺紋的長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述被動支鏈為ups結(jié)構(gòu)，所述主動支鏈為pu結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，兩轉(zhuǎn)一移包括第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)動和一個移動方向，第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向始終空間異面垂直；移動方向分別垂直于所述第一個轉(zhuǎn)動方向和第二個轉(zhuǎn)動方向；所述第一個轉(zhuǎn)動方向與第二個轉(zhuǎn)動方向的位置能繞固定軸轉(zhuǎn)動。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述動平臺的軸線與所述轉(zhuǎn)動副的軸線平行，所述第一虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與動平臺的軸線相互垂直，所述第二虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與所述定平臺的軸線相互垂直，所述第一虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線與所述第二虎克鉸的外側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線異面垂直。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)桿、端蓋、外套筒和內(nèi)套筒的軸線相重合，所述被動支鏈的移動副的軸線分別與第一虎克鉸和第二虎克鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線垂直，所述主動支鏈的驅(qū)動副的軸線分別與所述動平臺和定平臺的軸線垂直，且與所述第三虎克鉸的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動副的軸線垂直。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種含有可鎖移動副的單主動輸入兩轉(zhuǎn)一移并聯(lián)機構(gòu)，涉及并聯(lián)機構(gòu)領(lǐng)域，其包括定平臺、動平臺、被動支鏈和主動支鏈，被動支鏈和主動支鏈均設(shè)置在定平臺和動平臺之間，被動支鏈包括轉(zhuǎn)動副、連接件、第一虎克鉸、導(dǎo)桿、端蓋、外套筒、內(nèi)套筒和第二虎克鉸。本發(fā)明通過內(nèi)套筒和外套筒的螺旋配合，實現(xiàn)被動支鏈的移動，通過端蓋與導(dǎo)桿之間的相對轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)移動副的隨動和鎖定狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高，且操作更加便捷高效，通過將主動支鏈的驅(qū)動副作為單一主動驅(qū)動，并通過被動支鏈的被動適應(yīng)性配合，可實現(xiàn)動平臺實現(xiàn)升降、橫擺、縱擺三個自由度運動，通過合理的布置，增強機構(gòu)整體剛度，實現(xiàn)更大的承載力。

技術(shù)研發(fā)人員：許允斗,王秀,王宇,仇粲,胡凱東,趙永生
受保護的技術(shù)使用者：燕山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15