一种四自由度并联机构制造技术

本发明专利技术公开了一种四自由度并联机构，包括固定架、动平台以及布置在所述固定架与动平台之间的四条结构相同的支链；所述支链包括主动臂、连接轴、两个平行且等长的从动臂以及四个T形轴，所述主动臂与固定架转动连接，所述从动臂的一端通过两个T形轴与主动臂相连，另一端通过两个T形轴与连接轴相连，所述连接轴与动平台转动连接。该并联机构动平台采用单平台的结构，可减少运动部件的质量，有利于实现高速高加速的动态响应特性。

【技术实现步骤摘要】
一种四自由度并联机构
本专利技术涉及一种并联机构，特别是涉及一种具有空间三维平动一维转动的四自由度并联机构。
技术介绍
三维平动一维转动四自由度并联机构因可满足空间物体的搬运等操作，已被广泛应用于食品医药、现代物流、电子信息等领域自动化生产线高速轻载搬运作业。专利号为US20090019960A1的美国专利公开了一种带四个自由度的高速并联机器人，专利号为EP1084802B1欧洲专利公开了一种四自由度并联机器人，通过对这两件专利分析可知，现有的可实现三维平动一维转动的并联机构，包括四个主动支链和一个动平台，每条支链包括近架杆和远架杆两部分。其中近架杆一端相对于固定机架仅具有一个移动或转动自由度，另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与远架杆的一端连接；远架杆另一端通过仅具有两个回转自由度的铰链与动平台连接，从而保证机构的平动；动平台由四个部件组成，其中两个部件需相互平行，另外两个部件与前述两个相互平行的部件通过转动铰链连接，通过部件之间的相互转动可实现绕垂直于动平台的轴线的转动自由度，同时配以相应的放大机构可扩大转角范围。但是上述机构的局限性在于：动平台结构复杂，且动平台的重量较大，不利于提高机构的动态响应特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用单动平台的具有三维平动一维转动的四自由度并联机构。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种四自由度并联机构，包括固定架、动平台以及布置在固定架与动平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同；每条支链均包括固定设置在固定架上的驱动装置、主动臂、第一从动臂、第二从动臂和连接轴，所述主动臂的一端与固定架转动连接，且与所述驱动装置的驱动端固接，所述主动臂的另一端的两侧分别与第一从动臂、第二从动臂的一端连接，所述第一从动臂、第二从动臂的另一端与连接轴连接，所述连接轴与动平台转动连接，所述第一从动臂与第二从动臂平行且等长；连接所述固定架与第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链中的主动臂的四条转动轴线相互平行。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：本专利技术的四自由度并联机构结构简单紧凑，运动方式明确；由于动平台采用单平台的结构形式，大幅度的减少了动平台的质量，有利于提高机构的动态响应特性，有利于实现高速和高加速度。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为本专利技术实施例1中支链的结构示意图。图3为本专利技术连接轴及动平台的结构示意图。图4为本专利技术T形轴的结构示意图。图5为本专利技术实施例2的结构示意图。图6为本专利技术实施例2中支链的结构示意图。图7为本专利技术球接头的结构示意图。图中编号所代表的含义为：1、固定架，2、动平台，3、吸盘，11、驱动装置，12、主动臂，13、第一T形轴，14、第二T形轴，15、第一从动臂，16、第二从动臂，17、第三T形轴，18、第四T形轴，19、连接轴，20、连接件，131、第一球接头，141、第二球接头，171、第三球接头，181、第四球接头，a、第一轴线，b、第二轴线。具体实施方式结合附图，本专利技术的一种四自由度并联机构，包括固定架1、动平台2以及布置在固定架1与动平台2之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同；每条支链均包括固定设置在固定架1上的驱动装置11、主动臂12、第一从动臂15、第二从动臂16和连接轴19，所述主动臂12的一端与固定架1转动连接，且与所述驱动装置11的驱动端固接，所述主动臂12的另一端的两侧分别与第一从动臂15、第二从动臂16的一端连接，所述第一从动臂15、第二从动臂16的另一端与连接轴19连接，所述连接轴19与动平台2转动连接，所述第一从动臂15与第二从动臂16平行且等长；连接所述固定架1与第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链中的主动臂12的四条转动轴线相互平行。所述主动臂12与第一从动臂15之间通过第一T形轴13连接，主动臂12与第二从动臂16之间通过第二T形轴14连接，第一从动臂15与连接轴19之间通过第三T形轴17连接，第二从动臂16与连接轴19之间通过第四T形轴18连接。所述主动臂12与第一T形轴13之间转动连接，主动臂12与第二T形轴14之间转动连接，第一T形轴13与第一从动臂15之间转动连接，第二T形轴14与第二从动臂16之间转动连接；第一从动臂15与第三T形轴17之间转动连接，第三T形轴17与连接轴19之间转动连接，第二从动臂16与第四T形轴18之间转动连接，第四T形轴18与连接轴19之间转动连接；连接所述第一T形轴13和主动臂12的转动轴线与连接所述第一T形轴13和第一从动臂15的转动轴线垂直相交；连接所述第二T形轴14和主动臂12的转动轴线与连接所述第二T形轴14和第二从动臂16的转动轴线垂直相交；连接所述第三T形轴17和连接轴19的转动轴线与连接所述第三T形轴17和第一从动臂15的转动轴线垂直相交；连接所述第四T形轴18和连接轴19的转动轴线与连接所述第四T形轴18和第二从动臂16的转动轴线垂直相交；连接所述第一T形轴13和主动臂12的转动轴线与连接所述第二T形轴14和主动臂12的转动轴线共线于第一轴线a，连接所述第三T形轴17和连接轴19的转动轴线与连接所述第四T形轴18和连接轴19的转动轴线共线于第二轴线b，所述第一轴线a、第二轴线b、以及连接所述主动臂12和固定架1的转动轴线相互平行；连接第一T形轴13和第一从动臂15的转动轴线、连接第二T形轴14和第二从动臂16的转动轴线、连接第三T形轴17和第一从动臂15的转动轴线、连接第四T形轴18和第二从动臂16的转动轴线共四条轴线相互平行。或者，所述主动臂12与第一从动臂15之间通过第一球接头131连接，主动臂12与第二从动臂16之间通过第二球接头141连接，第一从动臂15与连接轴19之间通过第三球接头171连接，第二从动臂16与连接轴19之间通过第四球接头181连接。所述第一从动臂15和第二从动臂16之间设有连接杆20，所述连接杆20一端与第一从动臂15转动连接，另一端与第二从动臂16转动连接；过连接杆20与第一从动臂15的转动中心和连接杆20与第二从动臂16的转动中心的轴线，同连接主动臂12与固定架1的转动轴线相互平行。所述第一球接头131和第二球接头141均与主动臂12固接；所述第三球接头171和第四球接头181均与连接轴19固接；所述第一从动臂15的一端与第一球接头131球铰接，另一端与第三球接头171球铰接；所述第二从动臂16的一端与第二球接头141球铰接，另一端与第四球接头181球铰接；过所述第一球接头131球心和第二球接头141球心的轴线、过第三球接头171球心和第四球接头181球心的轴线、以及连接所述主动臂12与固定架1的转动轴线相互平行。为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：实施例1：结合图1~4，一种四自由度并联机构，包括固定架1、动平台2以及布置在所述固定架1与动平台2之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同；每条支链均包括固定设置在固定架1上的驱动装置11、主动臂12、第一T形轴13、第二T形轴14、第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四自由度并联机构，包括固定架（1）、动平台（2）以及布置在固定架（1）与动平台（2）之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其特征在于，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同；每条支链均包括固定设置在固定架（1）上的驱动装置（11）、主动臂（12）、第一从动臂（15）、第二从动臂（16）和连接轴（19），所述主动臂（12）的一端与固定架（1）转动连接，且与所述驱动装置（11）的驱动端固接，所述主动臂（12）的另一端的两侧分别与第一从动臂（15）、第二从动臂（16）的一端连接，所述第一从动臂（15）、第二从动臂（16）的另一端与连接轴（19）连接，所述连接轴（19）与动平台（2）转动连接，所述第一从动臂（15）与第二从动臂（16）平行且等长；连接所述固定架（1）与第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链中的主动臂（12）的四条转动轴线相互平行。

【技术特征摘要】
1.一种四自由度并联机构，包括固定架(1)、动平台(2)以及布置在固定架(1)与动平台(2)之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链，其特征在于，所述第一支链、第二支链、第三支链和第四支链结构相同；每条支链均包括固定设置在固定架(1)上的驱动装置(11)、主动臂(12)、第一从动臂(15)、第二从动臂(16)和连接轴(19)，所述主动臂(12)的一端与固定架(1)转动连接，且与所述驱动装置(11)的驱动端固接，所述主动臂(12)的另一端的两侧分别与第一从动臂(15)、第二从动臂(16)的一端连接，所述第一从动臂(15)、第二从动臂(16)的另一端与连接轴(19)连接，所述连接轴(19)与动平台(2)转动连接，所述第一从动臂(15)与第二从动臂(16)平行且等长；连接所述固定架(1)与第一支链、第二支链、第三支链以及第四支链中的主动臂(12)的四条转动轴线相互平行；所述主动臂(12)与第一从动臂(15)之间通过第一T形轴(13)连接，主动臂(12)与第二从动臂(16)之间通过第二T形轴(14)连接，第一从动臂(15)与连接轴(19)之间通过第三T形轴(17)连接，第二从动臂(16)与连接轴(19)之间通过第四T形轴(18)连接，所述主动臂(12)与第一T形轴(13)之间转动连接，主动臂(12)与第二T形轴(14)之间转动连接，第一T形轴(13)与第一从动臂(15)之间转动连接，第二T形轴(14)与第二从动臂(16)之间转动连接；第一从动臂(15)与第三T形轴(17)之间转动连接，第三T形轴(17)与连接轴(19)之间转动连接，第二从动臂(16)与第四T形轴(18)之间转动连接，第四T形轴(18)与连接轴(19)之间转动连接；连接所述第一T形轴(13)和主动臂(12)的转动轴线与连接所述第一T形轴(13)和第一从动臂(15)的转动轴线垂直相交；连接所述第二T形轴(14)和主动臂(12)的转动轴线与连接所述第二T形轴(14)和第二从动臂(16)的转动轴线垂直相交；连接所述第三T形轴(17)和连接轴(19)的转动轴线与连接所述第三T形轴(17)和第一从动臂(15)的转动轴线垂直相交...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪满新，欧屹，冯虎田，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32