一种四自由度并联机构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种四自由度并联机构，包括：静平台，连杆，动平台和伸缩杆；所述静平台的中心位置设置有移动导槽，所述连杆一端连接在所述移动导槽中，另一端铰接在所述动平台的中心位置处；所述静平台的边缘设置有一对第一铰接点和一对第二铰接点，所述动平台的边缘设置有一对第三铰接点和一对第四铰接点；所述一对第一铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，所述一对第二铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连。本实用新型专利技术利用伸缩杆和连杆，通过铰接将静平台和动平台连接起来，实现了动平台三个自由度的转动和一个自由度的平动，具有结构简单、经济便宜、容易操作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种四自由度并联机构
本技术涉及并联机构
，特别是涉及一种四自由度并联机构。
技术介绍
在机器人技术、机床技术等领域，传统串联机构一直以来占领着主导地位，然而我们知道，串联机构存在结构刚度不强、位置精度较低，存在误差累积等不足。并联机构弥补了串联结构的上述缺点，它具有结构刚度大，位置精度高，承载能力强以及动态响应速度快等优点。目前研究最成熟，运用最多的并联机构是六自由度Stewart机构。然而在许多应用中，2到5个自由度的少自由度并联机构更具优势，六自由度Stewart机构不仅结构复杂，而且造价较高，并不适合广泛运用。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提出一种结构简单，造价低廉，实用性强的四自由度并联机构。本技术提供了一种四自由度并联机构，包括：静平台，连杆，动平台和伸缩杆，所述静平台和动平台的形状均为圆形；所述静平台的中心位置设置有移动导槽，所述移动导槽的方向垂直于所述静平台所在平面，所述连杆一端连接在所述移动导槽中，另一端铰接在所述动平台的中心位置处；所述静平台的边缘设置有一对第一铰接点和一对第二铰接点，且所述第一铰接点和所述第二铰接点相对于所述静平台的中心对称，所述动平台的边缘设置有一对第三铰接点和一对第四铰接点，且所述第三铰接点和所述第四铰接点相对于所述动平台的中心对称；所述一对第一铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，所述一对第二铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，且所述伸缩杆之间无交叉。本技术利用四个伸缩杆结合一个连杆，通过铰接将静平台和动平台可活动地连接起来，实现了动平台的三个自由度的转动和一个自由度的平动，相对于六自由度的Stewart并联机构具有结构简单、经济便宜、容易操作等优点，具有更广泛的实用性。进一步地，所述第一铰接点和第二铰接点与所述伸缩杆之间的连接为虎克铰连接。进一步地，所述第三铰接点和第四铰接点与所述伸缩杆之间的连接为球铰连接。进一步地，所述连杆与所述动平台的中心位置的连接为球铰连接。进一步地，所述伸缩杆为电机驱动伸缩杆或者液压杆。进一步地，所述伸缩杆具有四个，当四个伸缩杆长度相同时，所述第一铰接点的中心与所述第二铰接点的中心之间的连线垂直于所述第三铰接点的中心和所述第四铰接点的中心之间的连线。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1为本技术实施例的一种四自由度并联机构的结构示意图。附图中标记为：1静平台11移动导槽12第一铰接点13第二铰接点2连杆3动平台31第三铰接点32第四铰接点4伸缩杆。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。本技术提供了一种四自由度并联机构，如图1所示，包括：静平台1，连杆2，动平台3和伸缩杆4，所述静平台1和动平台3的形状均为圆形；所述静平台1的中心位置设置有移动导槽11，所述移动导槽11的方向垂直于所述静平台1所在平面，所述连杆2一端连接在所述移动导槽11中，另一端铰接在所述动平台3的中心位置处；所述静平台1的边缘设置有一对第一铰接点12和一对第二铰接点13，且所述第一铰接点12和所述第二铰接点13相对于所述静平台1的中心对称，所述动平台3的边缘设置有一对第三铰接点31和一对第四铰接点32，且所述第三铰接点31和所述第四铰接点32相对于所述动平台3的中心对称；所述伸缩杆4具有四个，当四个伸缩杆4长度相同时，所述第一铰接点12的位置与所述第二铰接点13的位置之间的连线垂直于所述第三铰接点31的位置和所述第四铰接点32的位置之间的连线，更具体地，本领域技术人员应当理解，由于一对连接点之间具有一定长度的间隔，所述第一铰接点的连接位置与所述第二铰接点的连接位置之间的连线，更准确地指所述静平台上一对第一铰接点的连接位置的中心和一对第二铰接点的连接位置的中心之间的连线，所述第三铰接点的连接位置与所述第四铰接点的连接位置之间的连线，更准确地指所述动平台上一对第三铰接点的连接位置的中心和一对第四铰接点的连接位置的中心之间的连线；所述一对第一铰接点12通过所述伸缩杆4分别与相邻侧的第三铰接点31和第四铰接点32相连，所述一对第二铰接点13通过所述伸缩杆4分别与相邻侧的第三铰接点31和第四铰接点32相连，所述伸缩杆4之间无交叉。本技术利用四个伸缩杆结合一个连杆，通过铰接将静平台和动平台可活动地连接起来，实现了动平台的三个自由度的转动和一个自由度的平动，相对于六自由度的Stewart并联机构具有结构简单、经济便宜、容易操作等优点，具有更广泛的实用性。在本技术实施例的一个方面，所述第一铰接点12和第二铰接点13与所述伸缩杆4之间的连接为虎克铰连接，所述第三铰接点31和第四铰接点32与所述伸缩杆4之间的连接为球铰连接，所述连杆2与所述动平台3的中心位置的连接为球铰连接。在本技术实施例的一个方面，所述伸缩杆4为电机驱动伸缩杆或者液压杆，且四个伸缩杆4的结构参数相同。本技术实施例的四自由度并联机构，当四个相同型号的伸缩杆等长时，动平台和静平台的轴线重合；同时伸长或缩短四个伸缩杆等量的长度时，动平台会沿着静平台中心位置导槽方向相对于静平台上下平动；伸长或缩短连接在静平台一侧的一对伸缩杆等量的长度，同时缩短或伸长连接在静平台另一侧的一对伸缩杆相应的耦合长度时，动平台会绕两个第三铰接点的中心点和两个第四铰接点的中心点之间的连线转动；同样，伸长或缩短连接在动平台一侧的一对伸缩杆等量的长度，同时缩短或伸长连接在动平台另一侧的一对伸缩杆相应的耦合长度时，动平台会绕与两个第三铰接点的中心点和两个第四铰接点的中心点之间的连线垂直的直径转动；保持动平台和静平台平行，适当改变四个伸缩杆的长度，动平台会绕自身轴线相对于静平台旋转。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四自由度并联机构，其特征在于，包括：静平台，连杆，动平台和伸缩杆，所述静平台和动平台的形状均为圆形；所述静平台的中心位置设置有移动导槽，所述移动导槽的方向垂直于所述静平台所在平面，所述连杆一端连接在所述移动导槽中，另一端铰接在所述动平台的中心位置处；所述静平台的边缘设置有一对第一铰接点和一对第二铰接点，且所述第一铰接点和所述第二铰接点相对于所述静平台的中心对称，所述动平台的边缘设置有一对第三铰接点和一对第四铰接点，且所述第三铰接点和所述第四铰接点相对于所述动平台的中心对称；所述一对第一铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，所述一对第二铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，且所述伸缩杆之间无交叉。

【技术特征摘要】
1.一种四自由度并联机构，其特征在于，包括：静平台，连杆，动平台和伸缩杆，所述静平台和动平台的形状均为圆形；所述静平台的中心位置设置有移动导槽，所述移动导槽的方向垂直于所述静平台所在平面，所述连杆一端连接在所述移动导槽中，另一端铰接在所述动平台的中心位置处；所述静平台的边缘设置有一对第一铰接点和一对第二铰接点，且所述第一铰接点和所述第二铰接点相对于所述静平台的中心对称，所述动平台的边缘设置有一对第三铰接点和一对第四铰接点，且所述第三铰接点和所述第四铰接点相对于所述动平台的中心对称；所述一对第一铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，所述一对第二铰接点通过所述伸缩杆分别与相邻侧的第三铰接点和第四铰接点相连，且所述伸缩杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华山，吕兴伟，张文华，柳慧泉，孟凡军，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11