并联机构制造技术

本发明专利技术涉及一种并联机构，其包括：支架、运动平台、多个设置于支架上的第一驱动组件和多个设置于支架上的第二驱动组件等。其中，第一驱动组件和第二驱动组件的一端均与运动平台形成球铰式转动连接，而另一端均与支架形成转动连接；第一驱动组件和第二驱动组件中均至少有一端可沿其轴向伸缩；各第一驱动组件沿运动平台的周向分布，并与运动平台的侧面相连于第一铰接点；各第二驱动组件与运动平台的端面相连于第二铰接点。与现有技术相比，本申请可使得并联机构满足大工作空间，大负载驱动以及大频响的工作需求。

Parallel mechanism

The invention relates to a parallel mechanism, which comprises a bracket, a moving platform, a plurality of first driving components arranged on the bracket and a plurality of second driving components arranged on the bracket, etc. One end of the first drive component and the second drive component form a spherical hinged rotational connection with the platform, while the other end forms a rotational connection with the support; at least one end of the first drive component and the second drive component can expand along its axis; the first drive component distributes along the circumference of the platform and is connected with the side of the platform at the first hinge point; The two driving components are connected with the end face of the moving platform to the second articulation point. Compared with the existing technology, this application can make the parallel mechanism meet the requirements of large workspace, large load drive and large frequency response.

【技术实现步骤摘要】
并联机构
本专利技术涉及机械领域，尤其涉及一种并联机构。
技术介绍
并联机构，可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，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，具有结构紧凑、刚度高、承载能力大，精度较高，无累计误差，动态响应好等特点。然而，目前现有的并联机构存在诸如：无法满足外部大负载的驱动，大工作空间以及大频响(运动周期的往返的频率较高，一个周期内对应的幅值较大)的运动要求等技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何使得并联机构能够满足大工作空间、大负载驱动以及大频响的工作需求。本专利技术的目的在于提供一种并联机构，可以满足大工作空间，大负载驱动以及大频响的工作需求。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种并联机构，包括：支架、用于带动外部负载运动的运动平台；M个设置于所述支架上的第一驱动组件，所述M为大于等于3的自然数；N个设置于所述支架上的第二驱动组件，所述N为大于等于3的自然数；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的一端均与所述运动平台形成球铰式转动连接，而另一端均与所述支架形成转动连接；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件中均至少有一端可沿其轴向伸缩；各第一驱动组件沿所述运动平台的周向分布，并与所述运动平台的侧面相连于第一铰接点；各第二驱动组件与所述运动平台的端面相连于第二铰接点。进一步作为优选地，各第一铰接点形成第一平面；各第二铰接点形成第二平面；所述第一平面和所述第二平面相互平行或相互重合；第一驱动组件的驱动轴线在初始位置时处于第一平面内，且不相交于同一铰接点；各第一驱动组件和各第二驱动组件在初始位置时相互正交。进一步作为优选地，相邻的两个第一驱动组件之间形成预设的夹角；相邻的三个第二驱动组件的驱动轴线在初始位置时相互平行但不共面。以确保运动平台受到的第一驱动组件和第二驱动组件的作用力较为均衡，以保证其各向同性性能。进一步作为优选地，所述M和所述N等于四；所述预设的夹角为90度。以在并联机构同时满足外部大负载的驱动，大工作空间以及大频响的运动要求的同时，降低驱动组件的数量。进一步作为优选地，所述第一铰接点均位于第一圆上；所述第二铰接点均位于第二圆上；所述第一圆和第二圆的圆心位于所述运动平台的中心轴线上；所述第一圆和所述第二圆的直径相同或不相同。进一步作为优选地，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件均包括：驱动缸体、沿所述驱动缸体的轴向伸缩的伸缩杆；其中，所述伸缩杆的头端通过第一转动组件与所述运动平台形成所述球铰式转动连接；所述驱动缸体通过第二转动组件与所述支架形成所述转动连接；或者所述伸缩杆的头端通过第二转动组件与所述运动平台形成所述转动连接；所述驱动缸体通过第一转动组件与所述支架形成所述球铰式转动连接。进一步作为优选地，所述第一转动组件包括：分体式虎克铰，且所述分体式虎克铰的一端与所述运动平台相连，而另一端与所述伸缩杆形成转动连接。进一步作为优选地，所述第二转动组件包括：设置在所述支架上且带有镂空部的基座、设置在所述镂空部内且可摆动的圆环；所述驱动缸体穿过所述圆环，并通过第一转动轴与所述圆环连接；所述圆环通过第二转动轴与所述基座转动连接；所述第一转动轴与所述第二转动轴相互垂直。进一步作为优选地，所述支架包括：底座、若干个设置于所述底座上的支架本体；各支架本体上均设有所述第一驱动组件和所述第二驱动组件；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件在初始位置时，其驱动轴线相互垂直。进一步作为优选地，所述运动平台为开设有中空部的平板；所述中空部的形状为圆形。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：可以使得并联机构能够满足大工作空间、大负载驱动以及大频响的工作需求。附图说明图1为本专利技术一实施例中并联机构的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中驱动组件的结构示意图；图3为本专利技术一实施例中驱动组件的内部结构示意图；图4为本专利技术一实施例中并联机构的运行示意图；附图说明:支架1；底座11；支架本体12；水平定位块121；垂直定位块122；第一驱动组件2；驱动缸体21；伸缩杆22；第一转动组件23；上叉形铰链座231、下叉形铰链座232、转轴233、球铰连接轴234；第二转动组件24；基座241；圆环242；第一转动轴243；第二转动轴244；运动平台3；中空部31；第二驱动组件4。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的并联机构进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。请参考图1至图4，在本实施例中，提供了一种并联机构，其主要是由支架1、用于驱动外部负载运动的运动平台3、设置于支架1上的第一驱动组件2、设置于支架1上的第二驱动组件4等构成。其中，本实施例中第一驱动组件2和第二驱动组件4的个数均至少为三个。第一驱动组件2和第二驱动组件4的一端均与运动平台3形成球铰式转动连接，而另一端均与支架1形成转动连接。第一驱动组件2和第二驱动组件4中均至少有一端可沿其轴向伸缩。各第一驱动组件2沿运动平台3的周向分布，并与运动平台3的侧面相连于第一铰接点；各第二驱动组件4与运动平台3的端面相连于第二铰接点。通过上述内容可知:按照上述三个及三个以上的第一驱动组件2和第二驱动组件4的结构布局设置，使得第一驱动组件2和第二驱动组件4可分别在相互正交的两个方向上驱动运动平台，实现运动平台的六个自由度的控制，可在空间处于任意的姿态，且转动的角度以及运动空间均较大，并且，使得运动平台3的受力更加均衡和平稳，以及可同时满足大工作空间、大负载驱动以及大频响的工作需求，因而使得并联机构可以满足大工作空间、大负载驱动以及大频响的工作需求。进一步作为优选地，如图1所示，当本实施例中的第一驱动组件2和第二驱动组件4的个数超过三个时，可以通过多余的第一驱动组件2和第二驱动组件4的配合，并借助力位混合控制，实现对运动平台3的冗余控制，并使得运动平台3的受力更加均衡和平稳，并且，使得运动平台的各向同性性能较好，如运动平台在各个方向上的转动角度、运动频响均可较好的保持一致等，以及承载能力、刚度和运动空间更大等。为了满足实际的装配需求，方便第一驱动组件2和第二驱动组件4对运动平台3的精确控制，上述各第一铰接点(如图4所示的A1、A2、A3、A4)形成第一平面，即图4中第一圆A所在的平面。上述各第二铰接点(如图4所示的B1、B2、B3、B4)形成第二平面，即图4中第二圆B所在的平面。第一驱动组件2的驱动轴线在初始位置时处于第一平面(参考第一圆A所在的平面)内，且不相交于同一铰接点。各第一驱动组件2和各第二驱动组件4在初始位置时相互正交。由上可知，通过上述结构使得各第二驱动组件4能够在与第一平面(参考第一圆A所在的平面)垂直的方向上，对运动平台3形成较好的支撑和驱动，同时借助第一驱动组件2的配合，使得运动平台3在与第一平面垂直的方向上可自由的翻转和移动，以及在第一平面内作自由的移动和旋转，以利于各驱动组件对运动平台3的力位控制。显然，需要说明的是，本实施例中第一驱动组件2和第二驱动组件4相互正交时，也并非是在初始位置时形成的分布，也可以是在转动至其他位置时形成的分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并联机构，包括：支架、用于带动外部负载运动的运动平台，其特征在于，还包括：M个设置于所述支架上的第一驱动组件，所述M为大于等于3的自然数；N个设置于所述支架上的第二驱动组件，所述N为大于等于3的自然数；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的一端均与所述运动平台形成球铰式转动连接，而另一端均与所述支架形成转动连接；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件中均至少有一端可沿其轴向伸缩；各第一驱动组件沿所述运动平台的周向分布，并与所述运动平台的侧面相连于第一铰接点；各第二驱动组件与所述运动平台的端面相连于第二铰接点。

【技术特征摘要】
1.一种并联机构，包括：支架、用于带动外部负载运动的运动平台，其特征在于，还包括：M个设置于所述支架上的第一驱动组件，所述M为大于等于3的自然数；N个设置于所述支架上的第二驱动组件，所述N为大于等于3的自然数；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件的一端均与所述运动平台形成球铰式转动连接，而另一端均与所述支架形成转动连接；所述第一驱动组件和所述第二驱动组件中均至少有一端可沿其轴向伸缩；各第一驱动组件沿所述运动平台的周向分布，并与所述运动平台的侧面相连于第一铰接点；各第二驱动组件与所述运动平台的端面相连于第二铰接点。2.如权利要求1所述的并联机构，其特征在于，各第一铰接点形成第一平面；各第二铰接点形成第二平面；所述第一平面和所述第二平面相互平行或相互重合；第一驱动组件的驱动轴线在初始位置时处于第一平面内，且不相交于同一铰接点；各第一驱动组件和各第二驱动组件在初始位置时相互正交。3.如权利要求1所述的并联机构，其特征在于，相邻的两个第一驱动组件之间形成预设的夹角；相邻的三个第二驱动组件的驱动轴线在初始位置时相互平行但不共面。4.如权利要求3所述的并联机构，其特征在于，所述M和所述N等于四；所述预设的夹角为90度。5.如权利要求1至4中任意一项所述的并联机构，其特征在于，所述第一铰接点均位于第一圆上；所述第二铰接点均位于第二圆上；所述第一圆和第二圆的圆心位于所述运动平台的中心轴线上；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，周松林，孙竞，陈先宝，刘仁强，
申请(专利权)人：上海交大临港智能制造创新科技有限公司，上海交通大学，上海智籍机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31