一种变胞五杆机构制造技术

本发明专利技术公开了一种变胞五杆机构，包括机架、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，所述球面五杆机构包括两个并列排布连接在机架上的第一球面五杆机构和第二球面五杆机构，第一球面五杆机构和第二球面五杆机构上分别连接有第一连架杆和第二连架杆，第一连架杆通过第六转动副与第一连杆连接，第二连架杆通过第七转动副与第二连杆连接，第一连杆和第二连杆的顶端通过第八转动副连接。本发明专利技术构思巧妙，结构紧凑合理，两个球面五杆机构并排安装在所述机架上，选取球面五杆机构与机架相连的转动幅为输入副，通过选择驱动或锁死球面五杆机构上的与机架相连的转动副，该变胞五杆机构可相应切换为五种不同的操作模式。

A metamorphic five-bar mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种变胞五杆机构
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种变胞五杆机构。
技术介绍
传统的机械装备一般为具有单一操作模式的固定自由度装备，但随着科学技术的发展，特别是工业生产和高危、航天工程等特殊应用环境，需要机构具有良好的适应性和可变结构特性，希望机构能根据操作环境或操作任务的变化，而变换其自由度和操作模式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种变胞五杆机构，解决传统机械仅具有单一操作模式的固定自由度，适应性和可变形较差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种变胞五杆机构，包括机架、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，所述球面五杆机构包括两个并列排布连接在所述机架上的第一球面五杆机构和第二球面五杆机构，所述第一球面五杆机构和第二球面五杆机构上分别连接有第一连架杆和第二连架杆，所述第一连架杆通过第六转动副与第一连杆连接，所述第二连架杆通过第七转动副与第二连杆连接，所述第一连杆和所述第二连杆的顶端通过第八转动副连接。进一步的，所述第一球面五杆机构包括垂直固定在所述固定平台上的第一直杆A和第二直杆A；所述第一直杆A的端头通过第一转动副A连接有第一弯杆A的一端，所述第二直杆A的端头通过第二转动副A连接有第二弯杆A的一端；所述第一弯杆A的另一端通过第三转动副A连接有第三弯杆A的一端，所述第二弯杆A的另一端通过第四转动副A连接有第四弯杆A的一端，所述第四弯杆A的另一端与所述第三弯杆A的另一端通过第五转动副A连接；所述第一弯杆A、第二弯杆A、第三弯杆A和第四弯杆A的弯角角度均为90°；所述第一连架杆4的下端固定在第四弯杆A的弯角处，且第一连架杆向上垂直于第四弯杆A所在的平面；所述第二球面五杆机构与所述第一球面五杆机构结构完全相同，包括垂直固定在所述固定平台上的第一直杆B和第二直杆B；所述第一直杆B的端头通过第一转动副B连接有第一弯杆B的一端，所述第二直杆B的端头通过第二转动副B连接有第二弯杆B的一端；所述第一弯杆B的另一端通过第三转动副B连接有第三弯杆B的一端，所述第二弯杆B的另一端通过第四转动副B连接有第四弯杆B的一端，所述第四弯杆B的另一端与所述第三弯杆B的另一端通过第五转动副B连接；所述第一弯杆B、第二弯杆B、第三弯杆B和第四弯杆B的弯角角度均为90°；所述第二连架杆的下端固定在第四弯杆B的弯角处，且第二连架杆向上垂直于第四弯杆B所在的平面；所述第六转动副、第七转动副、第八转动副、第四转动副A、第四转动副B的轴线平行，所述第二转动副A和第二转动副B同轴布置且转角相同，所述第一转动副A和第一转动副B的轴线平行。再进一步的，所述第一连架杆和第二连架杆的规格相同，所述第一连杆和所述第二连杆的规格相同。再进一步的，所述机架上设置有两个避空孔，两个所述避空孔位于所述第一球面五杆机构和第二球面五杆机构的正下方。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术变胞五杆机构，包括包括机架、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，两个连杆通过两个连架杆与两个球面五杆机构相连接，连杆与连架杆之间通过转动副连接，两相邻的连杆之间通过转动副连接；本专利技术构思巧妙，结构紧凑合理，两个球面五杆机构并排安装在所述机架上，选取球面五杆机构与机架相连的转动幅为输入副，通过选择驱动或锁死球面五杆机构上的与机架相连的转动副，该变胞五杆机构可相应切换为五种不同的操作模式。附图说明下面结合附图说明对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术变胞五杆机构初始方位示意图；图2为本专利技术变胞五杆机构操作模式A示意图；图3为本专利技术变胞五杆机构操作模式B示意图；图4为本专利技术变胞五杆机构操作模式C示意图；图5为本专利技术变胞五杆机构操作模式D示意图；图6为本专利技术变胞五杆机构操作模式E示意图；附图标记说明：1、机架；2、第一球面五杆机构；201、第一直杆A；202、第二直杆A；203、第一转动副A；204、第一弯杆A；205、第二转动副A；206、第二弯杆A；207、第三转动副A；208、第三弯杆A；209、第四转动副A；210、第四弯杆A；211、第五转动副A；3、第二球面五杆机构；301、第一直杆B；302、第二直杆B；303、第一转动副B；304、第一弯杆B；305、第二转动副B；306、第二弯杆B；307、第三转动副B；308、第三弯杆B；309、第四转动副B；310、第四弯杆B；311、第五转动副B；4、第一连架杆；5、第一连杆；6、第二连杆；7、第二连架杆；8、第六转动副；9、第七转动副；10、第八转动副。具体实施方式如图1所示，一种变胞五杆机构，包括机架1、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，所述球面五杆机构包括两个并列排布连接在所述机架1上的第一球面五杆机构2和第二球面五杆机构3，所述第一球面五杆机构2和第二球面五杆机构3上分别连接有第一连架杆4和第二连架杆7，所述第一连架杆4通过第六转动副8与第一连杆5连接，所述第二连架杆7通过第七转动副9与第二连杆6连接，所述第一连杆5和所述第二连杆6的顶端通过第八转动副10连接。具体来说，所述第一球面五杆机构2包括垂直固定在所述固定平台1上的第一直杆A201和第二直杆A202；所述第一直杆A201的端头通过第一转动副A203连接有第一弯杆A204的一端，所述第二直杆A202的端头通过第二转动副A205连接有第二弯杆A206的一端；所述第一弯杆A204的另一端通过第三转动副A207连接有第三弯杆A208的一端，所述第二弯杆A206的另一端通过第四转动副A209连接有第四弯杆A210的一端，所述第四弯杆A210的另一端与所述第三弯杆A208的另一端通过第五转动副A211连接；所述第一弯杆A204、第二弯杆A206、第三弯杆A208和第四弯杆A210的弯角角度均为90°；所述第一连架杆4的下端固定在第四弯杆A210的弯角处，且第一连架杆4向上垂直于第四弯杆A210所在的平面；第一转动副A203、第二转动副A205、第三转动副A207、第四转动副A209和第五转动副A211的轴线都通过同一转动中心O点，第一球面五杆机构2所有的构件上所有点的轨迹都是以O点为中心的球面曲线。所述第二球面五杆机构3与所述第一球面五杆机构2结构完全相同，包括垂直固定在所述固定平台1上的第一直杆B301和第二直杆B302；所述第一直杆B301的端头通过第一转动副B303连接有第一弯杆B304的一端，所述第二直杆B302的端头通过第二转动副B305连接有第二弯杆B306的一端；所述第一弯杆B304的另一端通过第三转动副B307连接有第三弯杆B308的一端，所述第二弯杆B306的另一端通过第四转动副B309连接有第四弯杆B310的一端，所述第四弯杆B310的另一端与所述第三弯杆B308的另一端通过第五转动副B311连接；所述第一弯杆B304、第二弯杆B306、第三弯杆B308和第四弯杆B310的弯角角度均为90°；所述第二连架杆7的下端固定在第四弯杆B310的弯角处，且第二连架杆7向上垂直于第四弯杆B310所在的平面；第一转动副B303、第二转动副B305、第三转动副B307、第四转动副B309和第五转动副B311的轴线都通过同一转动中心O’点，第二球面五杆机构所有的构件上所有点的轨迹都是以O’点为中心的球面曲线。所述第六转动副本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变胞五杆机构，其特征在于：包括机架(1)、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，所述球面五杆机构包括两个并列排布连接在所述机架(1)上的第一球面五杆机构(2)和第二球面五杆机构(3)，所述第一球面五杆机构(2)和第二球面五杆机构(3)上分别连接有第一连架杆(4)和第二连架杆(7)，所述第一连架杆(4)通过第六转动副(8)与第一连杆(5)连接，所述第二连架杆(7)通过第七转动副(9)与第二连杆(6)连接，所述第一连杆(5)和所述第二连杆(6)的顶端通过第八转动副(10)连接。

【技术特征摘要】
1.一种变胞五杆机构，其特征在于：包括机架(1)、两个球面五杆机构、两个连架杆和两个连杆，所述球面五杆机构包括两个并列排布连接在所述机架(1)上的第一球面五杆机构(2)和第二球面五杆机构(3)，所述第一球面五杆机构(2)和第二球面五杆机构(3)上分别连接有第一连架杆(4)和第二连架杆(7)，所述第一连架杆(4)通过第六转动副(8)与第一连杆(5)连接，所述第二连架杆(7)通过第七转动副(9)与第二连杆(6)连接，所述第一连杆(5)和所述第二连杆(6)的顶端通过第八转动副(10)连接。2.根据权利要求1所述的变胞五杆机构，其特征在于：所述第一球面五杆机构(2)包括垂直固定在所述固定平台(1)上的第一直杆A(201)和第二直杆A(202)；所述第一直杆A(201)的端头通过第一转动副A(203)连接有第一弯杆A(204)的一端，所述第二直杆A(202)的端头通过第二转动副A(205)连接有第二弯杆A(206)的一端；所述第一弯杆A(204)的另一端通过第三转动副A(207)连接有第三弯杆A(208)的一端，所述第二弯杆A(206)的另一端通过第四转动副A(209)连接有第四弯杆A(210)的一端，所述第四弯杆A(210)的另一端与所述第三弯杆A(208)的另一端通过第五转动副A(211)连接；所述第一弯杆A(204)、第二弯杆A(206)、第三弯杆A(208)和第四弯杆A(210)的弯角角度均为90°；所述第一连架杆(4)的下端固定在第四弯杆A(210)的弯角处，且第一连架杆(4)向上垂直于第四弯杆A(210)所在的平面；所述第二球面五杆机构(3)与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志辉，王冰，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：河北,13