一种新型四自由度空间并联机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型四自由度空间并联机构，包括固定支架和动平台，所述动平台是通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链四条驱动支链与固定支架连接的，所述第一支链和第三支链结构相同，包括第一主动臂和第一从动臂，第一主动臂和第一从动臂通过虎克铰连接，所述第二支链和第四支链结构相同，包括第二主动臂和四边形支链，第二主动臂和四边形支链通过转动副连接。该并联机构可实现三维移动和一维转动，机构结构简单，驱动方式容易实现，可实现高速运动，有较好的运动学性能和动力学性能，同时四条驱动支链均匀布置在固定支架的不同位置，避免支架集中受力，整体结构稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种新型四自由度空间并联机构
本技术涉及并联机构领域，特别涉及一种可实现三维移动和一维转动的四自由度空间并联机构。
技术介绍
并联机构通常是指两个以上的支链将定平台和动平台连接起来，动平台具有两个或两个以上的自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。与串联机构不同，并联机构在实现控制时比较困难，且结构复杂，不易于进行运动学及动力学分析，但其优势也是非常突出的，并联机构在高速、高精度和高负载的场合相比于串联机构体现出了较强的优越性。目前，并联机构广泛用于物料分拣、并联机床、运动模拟器和操作器等领域。但现有的并联机构大多为复杂的多自由度并联机构，制造成本高，且不便于生产。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构相对简单、成本较低且易于生产制造的四自由度空间并联机构。本技术的技术方案为：一种新型四自由度空间并联机构，包括固定支架和动平台，所述动平台是通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链四条驱动支链与固定支架连接的，所述第一支链和第三支链结构相同，包括第一主动臂和第一从动臂，第一主动臂上部通过转动副与竖直电机相连接，竖直电机固连在竖直电机支架上，竖直电机支架固连在固定支架上，第一主动臂下部通过虎克铰与第一从动臂相连接，第一从动臂通过球铰与动平台相连接，所述第二支链和第四支链结构相同，包括第二主动臂和四边形支链，所述四边形支链由两条短杆和两条长杆组成，四条杆通过转动副相连接，第二主动臂上部通过转动副与水平电机相连接，水平电机固连在水平电机支架上，水平电机支架固连在固定支架上，第二主动臂下部通过转动副与四边形支链相连，四边形支链通过转动副与动平台相连接。优选的，所述四边形支链中的短杆和长杆皆为对称分布，且短杆之间和长杆之间两两平行。优选的，所述第一主动臂和第三主动臂在竖直平面内旋转，所述第二主动臂和第四主动臂在水平平面内旋转。优选的，所述动平台上设有两个球窝和两个转动孔用于和四条驱动支链连接，且球窝与转动孔皆为对称分布，均匀布置在以动平台中心点为圆心的圆上。本技术的有益效果为：本技术的三维移动和一维转动的四自由度空间并联机构结构简单，驱动方式容易实现，可实现高速运动，有较好的运动学性能和动力学性能，同时四条驱动支链均匀布置在固定支架的不同位置，避免支架集中受力，整体结构稳定。附图说明图1是本技术整体结构示意图；图2是本技术动平台连接处放大图；图3是本技术虎克铰处放大图；图4是本技术四边形支链结构示意图；图5是本技术动平台结构示意图。图中：1.固定支架，2.竖直电机，3.竖直电机支架，4.第一主动臂，5.虎克铰，6.第一从动臂，7.球铰，8.水平电机，9.水平电机支架，10.第二主动臂，11.四边形支链，12.动平台，13.第一支链，14.第二支链，15.第三支链，16.第四支链，111.长杆，112.短杆，121.球窝，122.转动孔。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步描述：如图1—3所示，一种新型四自由度空间并联机构，包括固定支架1和动平台12，所述动平台12是通过第一支链13、第二支链14、第三支链15和第四支链16四条驱动支链与固定支架1连接的，所述第一支链13和第三支链15结构相同，包括第一主动臂4和第一从动臂6，第一主动臂4上部通过转动副与竖直电机2相连接，竖直电机2固连在竖直电机支架3上，竖直电机支架3固连在固定支架1上，第一主动臂4下部通过虎克铰5与第一从动臂6相连接，第一从动臂6通过球铰7与动平台12相连接，所述第二支链14和第四支链16结构相同，包括第二主动臂10和四边形支链11，所述四边形支链11由两条短杆112和两条长杆111组成，四条杆通过转动副相连接，第二主动臂10上部通过转动副与水平电机8相连接，水平电机8固连在水平电机支架9上，水平电机支架9固连在固定支架1上，第二主动臂10下部通过转动副与四边形支链11相连，四边形支链11通过转动副与动平台12相连接。如图1所示，所述第一主动臂4在竖直平面内旋转，所述第二主动臂10在水平平面内旋转。如图4所示，所述四边形支链11中的短杆112和长杆111皆为对称分布，且短杆112之间和长杆111之间两两平行。如图5所示，所述动平台12上设有两个球窝121和两个转动孔122用于和四条驱动支链连接，且球窝121与转动孔122皆为对称分布，均匀布置在以动平台12中心点为圆心的圆上。对于本领域的普通技术人员而言，根据本专利技术的教导，在不脱离本专利技术的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型四自由度空间并联机构，包括固定支架和动平台，其特征在于：所述动平台是通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链四条驱动支链与固定支架连接的，所述第一支链和第三支链结构相同，包括第一主动臂和第一从动臂，第一主动臂上部通过转动副与竖直电机相连接，竖直电机固连在竖直电机支架上，竖直电机支架固连在固定支架上，第一主动臂下部通过虎克铰与第一从动臂相连接，第一从动臂通过球铰与动平台相连接，所述第二支链和第四支链结构相同，包括第二主动臂和四边形支链，所述四边形支链由两条短杆和两条长杆组成，四条杆通过转动副相连接，第二主动臂上部通过转动副与水平电机相连接，水平电机固连在水平电机支架上，水平电机支架固连在固定支架上，第二主动臂下部通过转动副与四边形支链相连，四边形支链通过转动副与动平台相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型四自由度空间并联机构，包括固定支架和动平台，其特征在于：所述动平台是通过第一支链、第二支链、第三支链和第四支链四条驱动支链与固定支架连接的，所述第一支链和第三支链结构相同，包括第一主动臂和第一从动臂，第一主动臂上部通过转动副与竖直电机相连接，竖直电机固连在竖直电机支架上，竖直电机支架固连在固定支架上，第一主动臂下部通过虎克铰与第一从动臂相连接，第一从动臂通过球铰与动平台相连接，所述第二支链和第四支链结构相同，包括第二主动臂和四边形支链，所述四边形支链由两条短杆和两条长杆组成，四条杆通过转动副相连接，第二主动臂上部通过转动副与水平电机相连接，水平电机固连在水平电机支架上，水平电机支架固连在固定支架上，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭景尧，唐月飞，崔梦强，江守源，潘鹏，陈修龙，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37