一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构。目的是提供的机构应具有运动范围大、精度高的优点。技术方案是：一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架、动平台以及三个柔性分支；每个柔性分支包括移动副、安装块、柔性转动副、连杆与柔性球面副；每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置且垂直于连杆轴线；三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，两两柔性转动副轴线的水平投影的夹角为60度；或者，三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点；其中形成等腰直角三角形斜边的两个顶点的移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行且垂直于第三个柔性转动副轴线。

Large space and high precision space two rotating and moving compliant parallel mechanism

The utility model relates to a large space and high precision space two rotating and moving compliant parallel mechanism. The purpose is to provide institutions with a large range of motion, the advantages of high precision. The technical proposal is that a large travel and high precision two rotation of a mobile compliant parallel mechanism, which comprises a movable platform frame, and three flexible branches; each branch comprises a moving pair, flexible mounting block, flexible rotation pair, the connecting rod and the flexible spherical pair; each of the flexible branch, the mobile side axis vertical arrangement, flexible rotation horizontal and vertical to the axis side connecting rod axis; the horizontal projection of three mobile side axis is three vertices of an equilateral triangle, the angle between the horizontal projection of 22 flexible revolute axis of the 60 degrees; or, the horizontal projection of three mobile lines for three vertices an isosceles right triangle; the two vertices of an isosceles the hypotenuse of a right triangle formed by the two pair of mobile flexible revolute axes are parallel and perpendicular to the axis of rotation of third flexible side.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器人
，具体是一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构。
技术介绍
相比于串联机构，并联机构具有结构紧凑、刚度好、动力学特性好等优点，因此被广泛应用于工业生产、运动模拟、医疗等领域。但是，由于并联机构中存在许多被动铰链，使得其制造、装配成本较高。同时，被动铰链不可避免的制造误差会降低机构的操作精度。采用柔性铰链代替刚性铰链可以很好地解决这些问题。柔性部件可整体化加工的特点使得机构具有操作精度高、重量轻、摩擦小、装配少等优点。因此，柔顺并联机构得以研发。其中，具有空间两转动一移动自由度的柔顺并联机构是重要的一类，被广泛应用于微操作、定位等领域。现有的空间两转动一移动柔顺机构(如CN201413642Y、CN102360160A)受到驱动器的行程限制，动平台运动范围很小，不能满足工作需要，需要在机构中设计一些位移放大机构来放大其行程。但是这样会增加结构的复杂程度，且放大效果有限。因此，提出一种运动范围大、精度高、结构紧凑的空间两转动一移动柔顺并联机构很有必要。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提出一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，该机构应具有运动范围大、精度高、结构简单、成本低的优点。本技术的技术方案是一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支；其特征在于：每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副、安装块、柔性转动副、连杆与柔性球面副；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置并且垂直于连杆轴线；三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，两两柔性转动副轴线的水平投影的夹角为60度；或者，所述三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点；其中形成等腰直角三角形斜边的两个顶点的移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行并且垂直于第三个柔性转动副轴线。一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支；其特征在于：所述每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副、安装块、柔性球面副、连杆与柔性转动副；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线垂直于连杆的轴线且平行于动平台平面；三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，两两柔性转动副轴线的动平台投影的夹角为60度；或者，所述三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点，其中形成等腰直角三角形斜边的两个顶点的移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行并且垂直于第三个柔性转动副轴线。所述移动副为通过伺服电机带动且作为各柔性分支驱动副的滚珠丝杠机构。所述安装块固定在滚珠丝杠机构中的滑台上。本技术的有益效果是：本技术提出的柔顺并联机构可以执行空间的两个转动和一个移动运动，结构完全对称，具有运动范围大、精度高、制造成本低、装配简单等优点，可用于微操作、定位等领域。附图说明图1为本技术实施例一的立体结构示意图。图2为本技术实施例二的立体结构示意图。图3为本技术实施例三的立体结构示意图。图4为本技术实施例四的立体结构示意图。具体实施方式以下结合说明书附图，对本技术作进一步说明，但本技术并不局限于以下实施例。实施例一如图1所示，一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架1、动平台2以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支。每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副10、安装块14、柔性转动副13、连杆11与柔性球面副12；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置并且垂直于连杆轴线；所述三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，并且两两柔性转动副轴线的水平投影的夹角为60度。所述移动副为与机架固定的滚珠丝杠机构(包括丝杠、滑台15、伺服电机)，滚珠丝杠机构的丝杠轴线竖直布置，滚珠丝杠机构的滑台与安装块固定；所述连杆的顶端通过柔性转动副与安装块连接并且连杆的底端通过柔性球面副与动平台连接。在未变形的情况下：所述三个柔性分支关于动平台旋转对称，旋转对称中心为动平台的中心并且旋转角为120度，并且三个柔性球面副的转动中心为等边三角形的三个顶点，三个柔性转动副轴线为等边三角形的三条边；每个柔性分支中，连杆轴线与滚珠丝杠机构的丝杠轴线形成的夹角为锐角(连杆轴线不垂直于丝杠轴线)。实施例二如图2所示，一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架1、动平台2以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支。每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副10、安装块14、柔性球面副12、连杆11与柔性转动副13；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线垂直于连杆轴线且平行于动平台平面；所述三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，并且两两柔性转动副轴线的动平台投影的夹角为60度所述移动副为与机架固定的滚珠丝杠机构(包括丝杠、滑台15、伺服电机)，滚珠丝杠机构的丝杠轴线竖直布置，滚珠丝杠机构的滑台与安装块固定；所述连杆的顶端通过柔性球面副与安装块连接并且连杆的底端通过柔性转动副与动平台连接。在未变形的情况下：所述三个柔性分支关于动平台旋转对称，旋转对称中心为动平台的中心并且旋转角为120度，并且三个柔性球面副的转动中心为等边三角形的三个顶点，三个柔性转动副轴线为等边三角形的三条边；每个柔性分支中，连杆轴线与滚珠丝杠机构的丝杠轴线形成的夹角为锐角(连杆轴线不垂直于丝杠轴线)。实施例三如图3所示，一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架1、动平台2以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支。每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副10、安装块14、柔性转动副13、连杆11与柔性球面副12；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置并且垂直于连杆轴线；所述三个柔性分支中：三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点，其中两个移动副(图3中左侧的移动副和右侧的移动副)相关的顶点连线为等腰直角三角形的斜边，这两个移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行并且垂直于第三个柔性转动副轴线。所述移动副为与机架固定的滚珠丝杠机构(包括丝杠、滑台15、伺服电机)，滚珠丝杠机构的丝杠轴线竖直布置，滚珠丝杠机构的滑台与安装块固定；所述连杆的顶端通过柔性转动副与安装块连接并且连杆的底端通过柔性球面副与动平台连接。在未变形的情况下：其中的两个柔性分支(图3中左侧的柔性分支和右侧的柔性分支)关于第三个柔性分支对称，并且三个柔性球面副的转动中心为等腰直角三角形的三个顶点，三个柔性转动副轴线中心为等腰三角形的三个顶点；每个柔性分支中，连杆轴线与滚珠丝杠机构的丝杠轴线形成的夹角为锐角(连杆轴线不垂直于丝杠轴线)。实施例四如图4所示，一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架1、动平台2以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支。每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副10、安装块14、柔性球面副12、连杆11与柔性转动副13；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架(1)、动平台(2)以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支；其特征在于：每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副(10)、安装块(14)、柔性转动副(13)、连杆(11)与柔性球面副(12)；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置并且垂直于连杆轴线；三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，两两柔性转动副轴线的水平投影的夹角为60度；或者，所述三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点；其中形成等腰直角三角形斜边的两个顶点的移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行并且垂直于第三个柔性转动副轴线。

【技术特征摘要】
1.一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架(1)、动平台(2)以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支；其特征在于：每个柔性分支包括依次连接在机架与动平台之间的移动副(10)、安装块(14)、柔性转动副(13)、连杆(11)与柔性球面副(12)；所述每个柔性分支中，移动副轴线竖直布置，柔性转动副轴线水平布置并且垂直于连杆轴线；三个移动副轴线的水平投影为等边三角形的三个顶点，两两柔性转动副轴线的水平投影的夹角为60度；或者，所述三个移动副轴线的水平投影为等腰直角三角形的三个顶点；其中形成等腰直角三角形斜边的两个顶点的移动副所相关的两个柔性转动副轴线互相平行并且垂直于第三个柔性转动副轴线。2.一种大行程高精度的空间两转动一移动柔顺并联机构，包括机架(1)、动平台(2)以及并联连接在机架与动平台之间的三个柔性分支；其特征在于：所述每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秦川，叶伟，柴馨雪，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33