两平动自由度并联机构制造技术

本发明专利技术公开了一种两平动自由度并联机构，包括固定架、动平台以及布置在固定架与动平台之间的两可伸缩支链和一个中间支链；两个可伸缩支链通过转动副直接或间接与动平台连接；中间支链包括至少一组等长连杆，每组包括平行的两条连杆，每组等长连杆的一端通过转动副与中间连接件连接；两个可伸缩支链与固定架及与动平台之间的转动副的轴线平行；由电机驱动两个可伸缩支链伸长或缩短使得动平台在平面内运动，并通过连接在固定架与动平台之间的中间支链限制动平台转动，实现动平台二维平动运动。本发明专利技术结构简单、易于高刚度设计；中间支链的连杆主要承受拉压力，易于轻量化设计；整机承载力高，有效降低了机构运动部件质量和制造成本。

【技术实现步骤摘要】
两平动自由度并联机构
本专利技术涉及一种机器人，特别是涉及一类两平动自由度并联机构。
技术介绍
申请公布号为CN108544471A，申请公布日为2018年9月18日的专利文献中披露了一种大工作空间的二维平动并联机构，但该机构包含两组平行双联同步伸缩杆，导致其运动部件质量较大，难以提高运行速度。此外，双联同步伸缩杆对结构精度要求较高，增加了零件制造与装配成本。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提出的一种两平动自由度并联机构予以实现的技术方案是：该两平动自由度并联机构包括固定架、动平台以及布置在所述固定架与动平台之间的两可伸缩支链和一个中间支链；两个可伸缩支链的结构相同，每个可伸缩支链包含导向块和伸缩杆，所述导向块通过移动副与所述伸缩杆连接，所述导向块通过转动副与所述固定架连接，所述伸缩杆上设有丝杠，所述导向块上固定有螺母，所述丝杠与所述螺母通过螺旋副连接，所述伸缩杆的一端设有用于驱动所述丝杠的电机；两个可伸缩支链通过转动副直接或间接与所述动平台连接；所述中间支链包括一组或两组等长连杆，每组等长连杆包括平行的两条连杆，每组等长连杆的一端分别通过转动副与中间连接件连接；而且：所述中间支链包括一组等长连杆时，所述的中间连接件通过移动副与所述固定架连接，该组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台连接，或该组等长连杆的另一端经连接杆连接后并通过转动副与所述动平台连接；所述中间支链包括两组等长连杆时，其中一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述固定架连接，另一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台连接；所述导向块与所述固定架之间的转动副的轴线、两个可伸缩支链与所述动平台之间的转动副的轴线平行；两个可伸缩支链中的电机分别驱动一个丝杠转动，使得两个可伸缩支链伸长或缩短，带动所述动平台在平面内运动，并通过连接在所述固定架与动平台之间的中间支链限制所述动平台转动，实现动平台二维平动运动。进一步讲，本专利技术所述的两平动自由度并联机构，其中：两个可伸缩支链直接与所述动平台转动连接的结构是：两个可伸缩支链中的伸缩杆的另一端分别通过转动副A1和转动副A2与所述动平台连接；所述转动副A1的轴线和转动副A2的轴线平行或是轴线重合。两个可伸缩支链间接与所述动平台转动连接的结构是：一个可伸缩支链中的伸缩杆与另一个可伸缩支链中的伸缩杆或导向块通过转动副A3连接后，再通过转动副A4与所述动平台连接，所述转动副A3的轴线和转动副A4的轴线平行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：两条可伸缩支链结构简单、易于高刚度设计；平行四边形中间支链的连杆主要承受拉压力，易于轻量化设计；整机承载力高，有效降低了机构运动部件质量和制造成本。附图说明图1为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式一的示意图；图2为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式二的示意图；图3为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式三的示意图；图4为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式四的示意图；图5为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式五的示意图；图6为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式六的示意图；图7为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式七的示意图；图8为本专利技术两平动自由度并联机构的结构形式八的示意图；图9为本专利技术中的第一或第二可伸缩支链的结构形式一的示意图；图10为本专利技术中的第一可伸缩支链的结构形式二的示意图；图11为本专利技术中的第二可伸缩支链的结构形式二的示意图；图12为本专利技术中的中间支链结构形式一的示意图；图13为本专利技术中的中间支链结构形式二的示意图；图14为本专利技术中的中间支链结构形式三的示意图；图15为本专利技术中的中间支链结构形式四的示意图；图16为本专利技术中的中间支链结构形式五的示意图。图中：1-固定架，2-第一可伸缩支链，3-第二可伸缩支链，4-中间支链，5-动平台，6-导向块，7-伸缩杆，8-驱动电机，9-丝杠，10-螺母，11-中间连接件，12a-连杆A，12b-连杆B，13a-连杆C，13b-连杆D，14a-连接轴A，14b-连接轴B，15a-连接杆A，15b-连接杆B。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“C”、“D”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。本专利技术提出的一种两平动自由度并联机构，包括固定架1、动平台5以及布置在所述固定架1与动平台5之间的两可伸缩支链和一个中间支链4，如图1所示。本专利技术中，两个可伸缩支链的结构相同，每个可伸缩支链包含导向块6和伸缩杆7，所述导向块6通过移动副与所述伸缩杆7连接，所述导向块6通过转动副与所述固定架1连接，所述伸缩杆7上设有丝杠9，所述导向块6上固定有螺母10，所述丝杠9与所述螺母10通过螺旋副连接，所述伸缩杆7的一端设有用于驱动所述丝杠9的电机8，如图9所示；两个可伸缩支链通过转动副直接或间接与所述动平台5连接。两个可伸缩支链直接与所述动平台5转动连接的结构是：两个可伸缩支链中的伸缩杆7的另一端分别通过转动副A1和转动副A2与所述动平台5连接；所述转动副A1的轴线和转动副A2的轴线平行，如图2所示；或是所述转动副A1的轴线和转动副A2的轴线重合，如图1、图4、图6、图7所示。两个可伸缩支链间接与所述动平台5转动连接的结构是：两个可伸缩支链中的伸缩杆7通过转动副A3连接后，再通过转动副A4与所述动平台5连接，所述转动副A3的轴线和转动副A4的轴线平行，如图3和图5所示。或者，第一可伸缩支链2的结构形式如图10所示，第二可伸缩支链3的结构形式如图11所示，在第一可伸缩支链2的导向块6的两侧设有轴孔61，在第二可伸缩支链3的伸缩杆7的底端设计为插口形状71，并在插口形状71的两侧壁上设有轴头72，如图8所示，第一可伸缩支链2通过由轴孔61和轴头72形成的转动副A3与第二可伸缩支链3转动连接；所述动平台5上设有轴孔，所述第一可伸缩支链2的伸缩杆的端部设有连接轴，从而形成了转动副A4，且该转动副A4与转动副A3的轴线平行，第一可伸缩支链2和第二可伸缩支链3通过转动副A3连接后再通过转动副A4与动平台5连接。本专利技术中，所述的中间支链4包括一组或两组等长连杆，每组等长连杆包括平行的两条连杆，每组等长连杆的一端分别通过转动副与中间连接件连接。所述中间支链包括一组等长连杆时，所述的中间连接件通过移动副与所述固定架1连接，该组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台5连接，如图16、图7和图8所示。或该组等长连杆的另一端经连接杆连接后并通过转动副与所述动平台5连接，如图15所示。本专利技术中，所述中间支链4包括一组等长连杆，该组等长连杆的另一端经连接杆连接后并通过转动副与所述动平台5连接的结构是：包括连接杆A15a和连接杆B15b，该组等长连杆中的两条连杆的另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两平动自由度并联机构，包括固定架(1)、动平台(5)以及布置在所述固定架(1)与动平台(5)之间的两可伸缩支链和一个中间支链(4)；其特征在于，/n两个可伸缩支链的结构相同，每个可伸缩支链包含导向块(6)和伸缩杆(7)，所述导向块(6)通过移动副与所述伸缩杆(7)连接，所述导向块(6)通过转动副与所述固定架(1)连接，所述伸缩杆(7)上设有丝杠(9)，所述导向块(6)上固定有螺母(10)，所述丝杠(9)与所述螺母(10)通过螺旋副连接，所述伸缩杆(7)的一端设有用于驱动所述丝杠(9)的电机(8)；/n两个可伸缩支链通过转动副直接或间接与所述动平台(5)连接；/n所述中间支链(4)包括一组或两组等长连杆，每组等长连杆包括平行的两条连杆，每组等长连杆的一端分别通过转动副与中间连接件连接；而且：/n所述中间支链包括一组等长连杆时，所述的中间连接件通过移动副与所述固定架(1)连接，该组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台(5)连接，或该组等长连杆的另一端经连接杆连接后并通过转动副与所述动平台(5)连接；/n所述中间支链包括两组等长连杆时，其中一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述固定架(1)连接，另一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台(5)连接；/n所述导向块(6)与所述固定架(1)之间的转动副的轴线、两个可伸缩支链与所述动平台(5)之间的转动副的轴线平行；/n两个可伸缩支链中的电机(8)分别驱动一个丝杠(9)转动，使得两个可伸缩支链伸长或缩短，带动所述动平台(5)在平面内运动，并通过连接在所述固定架(1)与动平台(5)之间的中间支链(4)限制所述动平台(5)转动，实现动平台(5)二维平动运动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种两平动自由度并联机构，包括固定架(1)、动平台(5)以及布置在所述固定架(1)与动平台(5)之间的两可伸缩支链和一个中间支链(4)；其特征在于，
两个可伸缩支链的结构相同，每个可伸缩支链包含导向块(6)和伸缩杆(7)，所述导向块(6)通过移动副与所述伸缩杆(7)连接，所述导向块(6)通过转动副与所述固定架(1)连接，所述伸缩杆(7)上设有丝杠(9)，所述导向块(6)上固定有螺母(10)，所述丝杠(9)与所述螺母(10)通过螺旋副连接，所述伸缩杆(7)的一端设有用于驱动所述丝杠(9)的电机(8)；
两个可伸缩支链通过转动副直接或间接与所述动平台(5)连接；
所述中间支链(4)包括一组或两组等长连杆，每组等长连杆包括平行的两条连杆，每组等长连杆的一端分别通过转动副与中间连接件连接；而且：
所述中间支链包括一组等长连杆时，所述的中间连接件通过移动副与所述固定架(1)连接，该组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台(5)连接，或该组等长连杆的另一端经连接杆连接后并通过转动副与所述动平台(5)连接；
所述中间支链包括两组等长连杆时，其中一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述固定架(1)连接，另一组等长连杆的另一端分别通过转动副与所述动平台(5)连接；
所述导向块(6)与所述固定架(1)之间的转动副的轴线、两个可伸缩支链与所述动平台(5)之间的转动副的轴线平行；
两个可伸缩支链中的电机(8)分别驱动一个丝杠(9)转动，使得两个可伸缩支链伸长或缩短，带动所述动平台(5)在平面内运动，并通过连接在所述固定架(1)与动平台(5)之间的中间支链(4)限制所述动平台(5)转动，实现动平台(5)二维平动运动。


2.根据权利要求1所述的两平动自由度并联机构，其特征在于，两个可伸缩支链直接与所述动平台(5)转动连接的结构是：两个可伸缩支链中的伸缩杆(7)的另一端分别通过转动副A1和转动副A2与所述动平台(5)连接。


3.根据权利要求2所述的两平动自由度并联机构，其特征在于，所述转动副A1的轴线和转动副A2的轴线平行。


4.根据权利要求2所述的两平动自由度并联机构，其特征在于，所述转动副A1的轴线和转动副A2的轴线重合。


5.根据权利要求1所述的两平动自由度并联机构，其特征在于，两个可伸缩支链间接与所述动平台(5)转动连接的结构是：一个可伸缩支链中的伸缩杆(7)与另一个可伸缩支链中的伸缩杆(7)或者导向块(6)通过转动副A3连接后，再通过转动副A4与所述动平台(5)连接，所述转动副A3的轴线和转动副A4的轴线平行。


6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学满，董罡，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12