對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺的制作方法
【專利摘要】一種對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，該并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動平臺相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上，該并聯(lián)平臺能夠在對稱結(jié)構(gòu)和非對稱的3?UPU、2?UPU?URU、2?URU?UPU和3?URU構(gòu)型之間靈活轉(zhuǎn)換，在保持并聯(lián)平臺承載能力強優(yōu)點的基礎(chǔ)上增大了并聯(lián)平臺的工作空間，具有較為廣闊的工程應(yīng)用前景。
【專利說明】
對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種機械設(shè)計領(lǐng)域，特別是一種對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺O
【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機構(gòu)是由多個并行支鏈構(gòu)成的閉環(huán)運動系統(tǒng)，即由多個并行支鏈的一端同時與一個末端執(zhí)行器(動平臺)相連構(gòu)成。從Steward機構(gòu)在輪胎測試及飛行模擬器上的成功應(yīng)用開始，并聯(lián)機構(gòu)一直成為諸多學者研究的對象。并聯(lián)機構(gòu)(PM)相比與傳統(tǒng)的串聯(lián)機構(gòu)，具有更大的剛度、負載和更高的精度。但其工作小的問題一直制約著其發(fā)展，中國專利ZL201510977107.6公布了一種新型具有可重構(gòu)特性的并聯(lián)機構(gòu)，該并聯(lián)平臺可通過調(diào)節(jié)固定平臺的面積來改變工作空間，在一定程度上改善了并聯(lián)平臺的工作空間，但是該并聯(lián)平臺占地面積大且工作空間調(diào)節(jié)范圍較小，因此，有必要設(shè)計一種既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間的并聯(lián)平臺。
[0003]目前尚未見有一種既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間的具有可重構(gòu)功能的并聯(lián)平臺的創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，它既能保持較好的承載能力，又能較大幅度改變工作空間。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:一種對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，該并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿、第二側(cè)桿和第三側(cè)桿結(jié)構(gòu)相同，第一滑動桿、第二滑動桿和第三滑動桿的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動平臺相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺相連，第一滑動桿一端與第一虎克鉸相連，另一端與第一側(cè)桿的一端相連，第一側(cè)桿的另一端與第二虎克鉸相連，第二滑動桿一端與第三虎克鉸相連，另一端與第二側(cè)桿的一端相連，第二側(cè)桿的另一端與第五虎克鉸相連，第三滑動桿一端與第四虎克鉸相連，另一端與第三側(cè)桿的一端相連，第三側(cè)桿的另一端與第六虎克鉸相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上。
[0006]所述第一側(cè)桿上焊接有圓弧固定檔板，用于安裝第一圓弧轉(zhuǎn)板。
[0007]所述第一滑動桿上焊接有轉(zhuǎn)動塊。
[0008]所述第一側(cè)桿上開有長槽，第一滑動桿在長槽中滑動。
[0009]本發(fā)明中，U表示虎克鉸，P表示移動副，R表示轉(zhuǎn)動副，如3-UPU型表示并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個支鏈的運動副都是兩個虎克鉸和一個移動副。依此類推類推。2-UPU-URU型表示并聯(lián)平臺其中兩個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個移動副，一個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副。2-URU-UPU型表示并聯(lián)平臺其中兩個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副，一個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個移動副。3-URU型表示并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個支鏈的運動副都是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副。
[0010]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0011]1、該并聯(lián)平臺具有可重構(gòu)的功能，能夠根據(jù)不同的工作需求，在3-UPU、2-UPU-URU、2-URU-UPU和3-URU構(gòu)型之間靈活轉(zhuǎn)換，具有較強的適應(yīng)性。
[0012]2、該并聯(lián)平臺采用改變運動副的形式來改變構(gòu)態(tài)，能夠較大范圍的改變工作空間。
[0013]3、該并聯(lián)平臺可在工作的過程中通過改變構(gòu)型來調(diào)節(jié)工作空間和承載能力，具有較強的靈活性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺3-UPU構(gòu)型時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺2-UPU-URU構(gòu)型時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺2-URU-UPU構(gòu)型時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺3-URU構(gòu)型時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一側(cè)桿和第一滑動桿以移動副形式相連時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一側(cè)桿和第一滑動桿以轉(zhuǎn)動副形式相連時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一圓弧轉(zhuǎn)板在第一側(cè)桿上的裝配示意圖。
[0021 ]圖8是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一滑動桿的示意圖。
[0022]圖9是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一側(cè)桿和第一滑動桿以移動副形式相連時的運動范圍示意圖。
[0023]圖10是本發(fā)明所述的并聯(lián)平臺第一側(cè)桿和第一滑動桿以轉(zhuǎn)動副形式相連時的運動范圍示意圖。
[0024]圖中標記為:動平臺1、第一虎克鉸2、第一滑動桿3、第一圓弧轉(zhuǎn)板4、第一側(cè)桿5、固定平臺6、第二虎克鉸7、第三虎克鉸8、第二滑動桿9、第四虎克鉸10、第二圓弧轉(zhuǎn)板11、第三滑動桿12、第二側(cè)桿13、第三圓弧轉(zhuǎn)板14、第五虎克鉸15、第三側(cè)桿16、第六虎克鉸17、圓弧固定檔板18、轉(zhuǎn)動塊19。
【具體實施方式】
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[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述。
[0026]如圖1、圖7和圖8所示，本發(fā)明所述的對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為:
[0027]該并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿5、第二側(cè)桿13和第三側(cè)桿16結(jié)構(gòu)相同，第一滑動桿3、第二滑動桿9和第三滑動桿12的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸2、第三虎克鉸8和第四虎克鉸10與動平臺I相連，第二虎克鉸7、第五虎克鉸15和第六虎克鉸17與固定平臺6相連，第一滑動桿3—端與第一虎克鉸2相連，另一端與第一側(cè)桿5的一端相連，第一側(cè)桿5的另一端與第二虎克鉸7相連，第二滑動桿9 一端與第三虎克鉸8相連，另一端與第二側(cè)桿13的一端相連，第二側(cè)桿13的另一端與第五虎克鉸15相連，第三滑動桿12—端與第四虎克鉸10相連，另一端與第三側(cè)桿16的一端相連，第三側(cè)桿16的另一端與第六虎克鉸17相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板4安裝在第一側(cè)桿5上，第二圓弧轉(zhuǎn)板11安裝在第二側(cè)桿13上，第三圓弧轉(zhuǎn)板14安裝在第三側(cè)桿16上。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:
[0029]由于該對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，其三個支鏈的工作原理相同，支鏈一由第一側(cè)桿5、第一滑動桿3和第一圓弧轉(zhuǎn)板4構(gòu)成，支鏈二由第二側(cè)桿13、第二滑動桿9和第二圓弧轉(zhuǎn)板11構(gòu)成，支鏈三由第三側(cè)桿16、第三滑動桿12和第三圓弧轉(zhuǎn)板14構(gòu)成。以下介紹支鏈一的工作原理，當?shù)谝换瑒訔U3在第一側(cè)桿5的長槽種移動時，第一滑動桿3和第一側(cè)桿5的連接方式是移動副連接，此時支鏈一的可變長度是第一側(cè)桿5上長槽的長度，長槽的長度小于等于第一滑動桿3的長度，如圖9所示;第一圓弧轉(zhuǎn)板4安裝在圓弧固定檔板18上，并可繞圓弧固定檔板18轉(zhuǎn)動，當?shù)谝换瑒訔U3移動到第一側(cè)桿5的頂部時，第一側(cè)桿5上的圓弧固定檔板18檔住第一滑動桿3上的轉(zhuǎn)動塊19，使得第一滑動桿3無法繼續(xù)向前移動，此時第一圓弧轉(zhuǎn)板4轉(zhuǎn)動180°到正下面，將第一滑動桿3上的轉(zhuǎn)動塊19包住，此時，第一滑動桿3和第一側(cè)桿5的連接方式是轉(zhuǎn)動副連接，此時第一滑動桿3的轉(zhuǎn)動范圍接近O?180°，其可變長度幾乎是兩倍的第一滑動桿3的長度，如圖10所示。此時，第一支鏈的長度變化范圍大大增加，并聯(lián)平臺的工作空間大大增加。第二支鏈和第三支鏈的工作原理和第一支鏈相同，且三個支鏈相互獨立。當三個支鏈都是移動副連接時，并聯(lián)平臺處于3-UPU型，S卩:3-UPU型表示并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個支鏈的運動副都是兩個虎克鉸和一個移動副，U表示虎克鉸，P表示移動副。此時承載能力最強，但是工作空間最小；當其中一個支鏈由移動副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動副時，并聯(lián)平臺處于2-UPU-URU型，即:并聯(lián)平臺其中兩個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個移動副，一個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副，R表示轉(zhuǎn)動副。此時并聯(lián)平臺承載能力稍微下降，但是在運動副變化的那條支鏈方向上的工作空間大大增加；當其中兩個支鏈由移動副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動副時，并聯(lián)平臺處于2-URU-UPU型，S卩:并聯(lián)平臺其中兩個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副，一個支鏈的運動副是兩個虎克鉸和一個移動副。此時并聯(lián)平臺承載能力有所下降，但是在運動副變化的兩條支鏈的方向上的工作空間大大增加；當三條支鏈都由移動副轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)動副時，并聯(lián)平臺處于3-URU型，S卩:并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，每個支鏈的運動副都是兩個虎克鉸和一個轉(zhuǎn)動副。此時并聯(lián)平臺承載能力較弱，但是其在各方向上的工作空間都較大范圍的增加。在工作中可根據(jù)需要變化構(gòu)態(tài)。
【主權(quán)項】
1.一種對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，其特征在于，該并聯(lián)平臺的三個支鏈具有相同的結(jié)構(gòu)，第一側(cè)桿、第二側(cè)桿和第三側(cè)桿結(jié)構(gòu)相同，第一滑動桿、第二滑動桿和第三滑動桿的結(jié)構(gòu)相同，第一虎克鉸、第三虎克鉸和第四虎克鉸與動平臺相連，第二虎克鉸、第五虎克鉸和第六虎克鉸與固定平臺相連，第一滑動桿一端與第一虎克鉸相連，另一端與第一側(cè)桿的一端相連，第一側(cè)桿的另一端與第二虎克鉸相連，第二滑動桿一端與第三虎克鉸相連，另一端與第二側(cè)桿的一端相連，第二側(cè)桿的另一端與第五虎克鉸相連，第三滑動桿一端與第四虎克鉸相連，另一端與第三側(cè)桿的一端相連，第三側(cè)桿的另一端與第六虎克鉸相連，第一圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第一側(cè)桿上，第二圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第二側(cè)桿上，第三圓弧轉(zhuǎn)板安裝在第三側(cè)桿上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，其特征在于，所述第一側(cè)桿上焊接有圓弧固定檔板，用于安裝第一圓弧轉(zhuǎn)板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，其特征在于:所述第一滑動桿上焊接有轉(zhuǎn)動塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱和非對稱可重構(gòu)四構(gòu)態(tài)并聯(lián)平臺，其特征在于:所述第一側(cè)桿上開有長槽，第一滑動桿在長槽中滑動。
【文檔編號】B25J9/00GK105965477SQ201610329241
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】王汝貴, 廖益豐, 李屹豪, 張成東, 鄭安平, 嚴葉文, 衡東嶺
【申請人】廣西大學