一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构制造技术

技术编号:28356551 阅读:67 留言:0更新日期:2021-05-07 23:41
本发明专利技术公开了一种具有纯移动的微动3‑UPU柔顺并联机构,它包括静平台、动平台和连接它们的三个UPU柔顺分支,各分支呈正三角对称分布,分支依次是柔性短杆、对称平行双板簧、柔性短杆串联连接;具有两个转动自由度的柔性短杆实现传统的刚性U副,具有一个移动自由度的对称平行双板簧实现刚性P副。各分支中的两个柔性短杆轴线和平行双板簧的对称轴线重合。由于机构都采用柔性铰链的变形来传递力或力矩,使得机构不仅具有良好的力学性能,还具有微分级别的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构
本专利技术涉及的是机构学应用
,具体是一种具有纯移动的柔顺并联机构。
技术介绍
柔顺机构是通过柔性单元传递力与运动的,其具有无间隙、无摩擦、免润滑以及少量装配甚至无需装配等特点,使得柔顺机构具有可微化、高精度以及成本低等优点,从而使得其在医疗设备、MEMS、微加工等高精密
具有广泛的应用。并联机构具有机构刚度大、结构紧凑、承载能力强、工作空间小等特点。而柔顺并联机构可以较好的结合两者之间的优点,使得整体机构不仅具有良好的力学性能,还具有很高的定位精度。
技术实现思路
基于以上背景,本专利技术提出了一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构,其具有x、y和z方向的三个移动自由度。该机构分支呈正三角形对称布置,结构紧凑、精度高并且具有很好的力学性能,其在航天技术、微电子系统、微创医疗等高精尖
具有广泛的应用价值。整体机构包含静平台、动平台和连接动静平台的三个支链,各支链呈正三角形对称布置,各分支由柔性短杆、对称平行双板簧、柔性短杆串联组成,其中柔性短杆具有两方向的转动自由度,相当于传统的U副,对称平行双板簧具有一个方向的移动自由度,相当于传统的P副。为了使机构具有x、y和z方向的三个移动自由度,机构各分支中两个柔性短杆轴线和对称平行双板簧的对称轴线重合。这种分支布置方式使得整体机构在空间中只有三个移动自由度。通过上述设计方案,本专利技术可以带来如下有益的效果:采用柔性铰链作为运动副,使得机构具有少装配、无摩擦、无间隙、免润滑等优点,并使得机构具有较高的精度。同时并联机构具有承载强、刚度大等优点,使得本专利技术在一定承载能力的基础还具有较高的精度。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明:图1是本专利技术的总体结构示意图图2是本专利技术的一个分支支链的结构示意图图3是本专利技术的对称平行双板簧的结构示意图图中:A是动平台、B是柔性短杆、C是刚性杆件、D是对称平行双板簧、E是刚性杆件、F是柔性短杆、G是静平台、3-1是柔性板簧、3-2是柔性板簧、3-3是刚性板、3-4是柔性板簧、3-5是柔性板簧、3-6是对称平面、3-7是对称轴线。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构,如图1、图2、图3所示。整体机构由动平台A、三条支链(图2)、静平台G组成,三条支链呈正三角形对称布置。三条支链构型相同,以其中一条支链为例,动平台A和刚性杆件C由柔性短杆B连接,并且柔性短杆B的轴线和刚性杆件C的轴线重合,刚性杆件C和刚性杆件E通过对称平行双板簧(图3)连接,刚性杆件C、刚性杆件E的轴线和对称平行双板簧(图3)的轴线3-7重合,刚性杆件E和静平台G通过柔性短杆F连接。由于各分支中两柔性短杆的运动轴线所组成的平面相互平行,使得整体机构在运动时,具有x、y和z三个方向的移动自由度,其在航天科技、显微操作领域、微创医疗领域以及精密定位装置中具有良好的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构,其特征在于:包括静平台(G)、动平台(A)以及连接静平台和动平台的三条分支支链(2),三条分支支链呈正三角形均匀布置在静平台(G)和动平台(A)之间;每条分支支链由柔性短杆(B)、对称平行双板簧、柔性短杆(F)串联连接。柔性短杆(B)具有两个转动自由度实现刚性U副,对称平行双板簧具有一个方向的移动自由度实现刚性P副,柔性短杆(F)具有两个转动自由度实现刚性U副,分支中柔性短杆(B)、对称平行双板簧(3)、柔性短杆(F)从上到下依次串联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构,其特征在于:包括静平台(G)、动平台(A)以及连接静平台和动平台的三条分支支链(2),三条分支支链呈正三角形均匀布置在静平台(G)和动平台(A)之间;每条分支支链由柔性短杆(B)、对称平行双板簧、柔性短杆(F)串联连接。柔性短杆(B)具有两个转动自由度实现刚性U副,对称平行双板簧具有一个方向的移动自由度实现刚性P副,柔性短杆(F)具有两个转动自由度实现刚性U副,分支中柔性短杆(B)、对称平行双板簧(3)、柔性短杆(F)从上到下依次串联连接。


2.根据权利要求1所述的一种具有纯移动的微动3-UPU柔顺并联机构,其特征在于:静平台(G)、动平台(A)由三条相同的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘婧芳李郁杭张双
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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