一种两平移一转动的部分解耦并联机构制造技术

本发明专利技术提供一种两平移一转动的部分解耦并联机构，其包括动平台、定平台和连接动平台和定平台的多个运动支链，多个运动支链包括第一运动支链、第二运动支链以及第三运动支链，第一运动支链和第三运动支链分别对称设置在动平台和定平台的两侧，第二运动支链设置在第一运动支链和第三运动支链之间，第一运动支链和第三运动支链均包括上连杆、中间连杆以及下连杆，第二运动支链包括上连杆和下连杆。本发明专利技术的平移转动并联机构具有结构简单，机构制造装配容易，传动精度高以及成本低的优点。并且本机构属于非对称并联机构，与对称的并联机构相比工作空间较大，运动灵活性好。

A Partially Decoupled Parallel Mechanism with Two Translations and One Rotation

The invention provides a partial decoupling parallel mechanism with two translations and one rotation, which comprises a moving platform, a fixed platform and a plurality of motion branching chains connecting the moving platform and a fixed platform. Multiple motion branching chains include the first motion branching chain, the second motion branching chain and the third motion branching chain. The first motion branching chain and the third motion branching chain are symmetrically arranged on both sides of the moving platform and the fixed platform, and the second motion branching chain is symmetrically The branching chain is set between the first and the third kinematic branching chains. The first and the third kinematic branching chains include the upper link, the middle link and the lower link. The second kinematic branching chain includes the upper link and the lower link. The translation rotation parallel mechanism of the invention has the advantages of simple structure, easy manufacturing and assembly of the mechanism, high transmission accuracy and low cost. And this mechanism belongs to asymmetric parallel mechanism. Compared with symmetrical parallel mechanism, it has larger workspace and better motion flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种两平移一转动的部分解耦并联机构
本专利技术涉及并联机构的领域，具体地涉及一种两平移一转动的部分解耦并联机构。
技术介绍
并联机构是指动平台与定平台之间至少由两个或两个以上运动链相连,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构与串联机构相比具有刚度大、承载能力强、定位精度高、累计误差小等优点并且结构相对紧凑。近年来被广泛应用于航空航天领域的飞行运动模拟器、卫星天线、新型虚拟轴机床、力传感器、医疗设备、航天器交会对接等众多
与6自由度并联机构相比，少自由度并联机构具有驱动件少、构件少、控制简单方便、制造容易、价格低廉等优点，尤其是具有二平移一转动的三自由度并联机构在工业中应用比较广泛。但是现有的二平移一转动的三自由度并联机构大多结构复杂，制造成本高，实用性差。另外大部分并联机构各驱动单元之间是耦合的,并且并联机构的输入与输出之间是非线性的,这些导致了并联机构运动学正解求解困难、控制复杂、标定困难、运动精度差。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术提出一种两平移一转动的部分解耦并联机构，其分支结构简单，能实现转动以及平移解耦，易于控制且承载能力强，并且，其属于非对称并联机构，与对称的并联机构相比，其工作空间较大，运动灵活性好。具体地，本专利技术提供一种两平移一转动的部分解耦并联机构，其包括动平台、定平台和连接所述动平台和定平台的多个运动支链，多个运动支链包括第一运动支链、第二运动支链以及第三运动支链，所述第一运动支链和所述第三运动支链分别对称设置在动平台和定平台的两侧，所述第二运动支链设置在所述第一运动支链和第三运动支链之间，第一运动支链和第三运动支链均包括上连杆、中间连杆以及下连杆，第二运动支链包括上连杆和下连杆，第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链的上连杆分别与动平台铰接，第一运动支链和第三运动支链的上连杆、中间连杆以及下连杆之间分别转动连接，第一运动支链和第三运动支链的下连杆分别通过一圆柱副与所述定平台连接，第二运动支链的下连杆与所述定平台铰接。优选地，所述第一运动支链上连杆的一个端部通过第一转动副与所述动平台铰接，所述第一运动支链上连杆的另一端部通过第二转动副与第一运动支链中间连杆的一个端部铰接，所述第一运动支链中间连杆的另一端部通过第三转动副与所述第一运动支链下连杆的一个端部相连，所述第一运动支链下连杆的另一端部通过第一圆柱副与所述定平台连接。优选地，所述第二转动副、第三转动副以及第一圆柱副轴线相互平行，所述第二转动副、第三转动副以及第一圆柱副轴线分别与第一转动副的轴线相互垂直。优选地，所述第二运动支链上连杆的一个端部通过第四转动副与所述动平台铰接，所述第二运动支链上连杆的另一端部通过第五转动副与第二运动支链下连杆的一个端部铰接，所述第二运动支链下连杆的另一端部通过第六转动副与所述定平台铰接。优选地，所述第四转动副、第五转动副以及第六转动副的轴线相互平行。优选地，所述第三运动支链上连杆的一个端部通过第七转动副与所述动平台铰接，该所述第三运动支链上连杆的另一端部通过第八转动副与第三运动支链中间连杆的一个端部铰接，所述第三运动支链中间连杆的另一端部通过第九转动副与第三运动支链下连杆相连，所述第三运动支链下连杆的另一端部通过第二圆柱副与所述定平台连接。优选地，所述第八转动副、第九转动副和第二圆柱副的轴线相互平行，所述第八转动副、第九转动副和第二圆柱副的轴线分别与第七转动副的轴线相互垂直。优选地，所述第一运动支链的圆柱副的轴线和所述第二运动支链的圆柱副的轴线平行且与所述第六转动副的轴线相垂直。优选地，所述第一运动支链的圆柱副的轴线和所述第二运动支链的圆柱副通过转轴装置与所述定平台铰接。优选地，所述第七转动副的转角与所述动平台的转角相等。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：①本专利技术提供并联机构结构简单，机构制造装配容易，传动精度高，成本低，能实现转动以及平移解耦，易于控制且承载能力强。②本专利技术的并联机构属于非对称并联机构，与对称的并联机构相比，其工作空间较大，运动灵活性好。③本专利技术通过三个运动支链的不同控制能够实现转动和平移解耦，控制简单方便、标定容易、动态性能好。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；以及图2为本专利技术的实施例的结构示意图。图中部分附图标记如下：1-动平台、2-定平台、3-第一转动副、4-第一运动支链上连杆、5-第二转动副、6-第一运动支链中间连杆、7-第三转动副、8-第一运动支链下连杆、9-第一圆柱副、10-第四转动副、11-第二运动支链上连杆、12-第五转动副、13-第二运动支链下连杆、14-第六转动副、15-第七转动副、16-第三运动支链上连杆、17-第八转动副、18-第三运动支链中间连杆、19-第九转动副、20-第三运动支链下连杆、21-第二圆柱副、第一运动支链100、第二运动支链200和第三运动支链300。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参考图1及图2，其中图1为本专利技术的两平移一转动的部分解耦并联机构的结构示意图，图2为本实施例的结构示意图。该并联机构包括动平台1和定平台2，定平台2和动平台1之间设置有多个支链，多个支链包括第一运动支链100、第二运动支链200和第三运动支链300。定平台2和动平台1通过第一运动支链100、第二运动支链200和第三运动支链300传动相连，第一运动支链100和第三运动支链300在动平台1和定平台2的两侧对称设置，第二运动支链200设置在第一运动支链100和第三运动支链300之间。该并联机构在三个运动支链驱动的共同作用下，驱动动平台实现X轴方向的转动和Y轴以及Z轴方向的平移。并且对三个运动支链分别进行控制能够实现移动和转动解耦控制的简单方便。第一运动支链100和第三运动支链300均包括上连杆、中间连杆以及下连杆，上连杆、中间连杆以及下连杆之间相互连接。第二运动支链200包括上连杆和下连杆。第二运动支链200设置在第一运动支链100和第三运动支链300之间。第一运动支链100包括第一运动支链上连杆4、第一运动支链中间连杆6以及第一运动支链下连杆8，第一运动支链上连杆4的一个端部通过第一转动副3与动平台1铰接，该第一运动支链上连杆4的另一端部通过第二转动副5与第一运动支链中间连杆6的一个端部铰接，第一运动支链中间连杆6的另一端部通过第三转动副7与第一运动支链下连杆8相连，第一运动支链下连杆8的另一端部通过第一圆柱副9与定平台2连接。第一圆柱副9与定平台2之间不能进行转动。在一个实施例中，第一转动副3、第二转动副5以及第三转动副7均包括两个轴套以及销轴，轴套与其余部件连接并且能够绕销轴进行旋转。第一圆柱副9包括转动副和移动副。其中，第一圆柱副9包括一个轴套以及一个圆柱轴，轴套能够绕圆柱轴旋转并能够在圆柱轴上进行移动。第一圆柱副9通过圆柱轴与定平台铰接，轴套与下连杆连接。第二转动副5、第三转动副7和第一圆柱副9的轴线相互平行，第二转动副5、第三转动副7和第一圆柱副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两平移一转动的部分解耦并联机构，其特征在于：其包括动平台、定平台和连接所述动平台和定平台的多个运动支链，多个运动支链包括第一运动支链、第二运动支链以及第三运动支链，所述第一运动支链和所述第三运动支链分别对称设置在动平台和定平台的两侧，所述第二运动支链设置在所述第一运动支链和第三运动支链之间，第一运动支链和第三运动支链均包括上连杆、中间连杆以及下连杆，第二运动支链包括上连杆和下连杆，第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链的上连杆分别与动平台铰接，第一运动支链和第三运动支链的上连杆、中间连杆以及下连杆之间分别转动连接，第一运动支链和第三运动支链的下连杆分别通过一圆柱副与所述定平台连接，第二运动支链的下连杆与所述定平台铰接。

【技术特征摘要】
1.一种两平移一转动的部分解耦并联机构，其特征在于：其包括动平台、定平台和连接所述动平台和定平台的多个运动支链，多个运动支链包括第一运动支链、第二运动支链以及第三运动支链，所述第一运动支链和所述第三运动支链分别对称设置在动平台和定平台的两侧，所述第二运动支链设置在所述第一运动支链和第三运动支链之间，第一运动支链和第三运动支链均包括上连杆、中间连杆以及下连杆，第二运动支链包括上连杆和下连杆，第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链的上连杆分别与动平台铰接，第一运动支链和第三运动支链的上连杆、中间连杆以及下连杆之间分别转动连接，第一运动支链和第三运动支链的下连杆分别通过一圆柱副与所述定平台连接，第二运动支链的下连杆与所述定平台铰接。2.根据权利要求1所述的两平移一转动的部分解耦并联机构，其特征在于：所述第一运动支链上连杆的一个端部通过第一转动副与所述动平台铰接，所述第一运动支链上连杆的另一端部通过第二转动副与第一运动支链中间连杆的一个端部铰接，所述第一运动支链中间连杆的另一端部通过第三转动副与所述第一运动支链下连杆的一个端部相连，所述第一运动支链下连杆的另一端部通过第一圆柱副与所述定平台连接。3.根据权利要求2所述的两平移一转动的部分解耦并联机构，其特征在于：所述第二转动副、第三转动副以及第一圆柱副轴线相互平行，所述第二转动副、第三转动副以及第一圆柱副轴线分别与第一转动副的轴线相互垂直。4.根据权利要求1所述的两平移一转动的部分解耦并联机构，其特征在于：所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳文，王森，仲崇迪，栾英宝，梁文龙，于龙龙，李赫，李双，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13