本发明专利技术公开一种具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，包括定平台和动平台，定平台利用第一支链、第二支链以及第三支链与动平台相连；第一支链的数量为两条，以第一虎克铰的轴线所在平面为基准面，两条第一支链对称设置于基准面的两侧，第二移动副的移动轴线垂直于基准面，第二支链和第三支链位于两条第一支链之间。在初始位形，动平台与定平台平行且第五转动副与定平台平行时具有两个转动自由度和两个移动自由度，当第三支链中驱动第五转动副时，第三支链受到一个约束力限制，此时机构只具有2R1T运动模式；恢复至初始位形后，锁住第五转动副而驱动其他驱动副，第三支链受到一个约束力偶，此时机构只具有2T1R运动模式。此时机构只具有2T1R运动模式。此时机构只具有2T1R运动模式。
【技术实现步骤摘要】
具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构
[0001]本专利技术涉及机构学及机器人
，特别是涉及一种具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构。
技术介绍
[0002]具有固定自由度特性的并联机构由于其刚度大、承载能力大、精度高、等特点而广泛应用在工业机器人、运动模拟器、姿态控制器、医疗机器人、等方面。
[0003]但是伴随着科技的发展，在工业生产、航空航天、医疗康复等多个领域，需要能根据作业环境变化而进行运动模式自由切换的可重构机构。在此背景下，学者们对可重构并联机构研究逐渐加深，可重构并联机构主要分为两种类型，主要包括运动分岔并联机构和变胞并联机构，其中运动分岔并联机构机构类型最少，该类机构在运动模式切换过程中不需对机构进行重新组装，通过较少的驱动副使得机构能够在多种模式下切换，有些机构在模式切换过程中需要通过约束奇异位置。
[0004]目前能够实现2T1R与2R1T两模式运动分岔并联机构较少，且多结构复杂灵活性较差、切换模式过程复杂，运动学和动力学性能不佳，该类机构在焊接、钻铆曲面加工、大型设备姿态调节器、工业机器人等领域有一定应用前景。
[0005]因此，如何改变现有技术中，能够实现2T1R与2R1T两模式运动分岔并联机构模式切换过程复杂，且运动学和动力学性能不佳的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，以解决上述现有技术存在的问题，提高具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构的运动学和动力学性能，同时提高机构模式切换便捷性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，包括定平台和动平台，所述定平台利用第一支链、第二支链以及第三支链与所述动平台相连；
[0008]所述第一支链包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的底部通过第一转动副与所述定平台相连，所述第一连杆的顶部通过第一移动副与所述第二连杆的底部相连，所述第二连杆的顶部通过第二转动副与所述第三连杆的底部相连，所述第三连杆的顶部通过第二移动副与所述第四连杆的底部相连，所述第四连杆的顶部通过第三转动副与所述动平台相连；所述第一转动副的轴线平行于所述第二转动副的轴线，所述第一移动副的移动轴线平行于所述第一转动副的轴线，所述第二移动副的移动轴线平行于所述第三转动副的轴线，所述第一移动副的移动轴线垂直于所述第二移动副的移动轴线；
[0009]所述第二支链包括第五连杆、第六连杆和第七连杆，所述第五连杆的底部通过第一虎克铰与所述定平台相连，所述第五连杆的顶部通过第三移动副与所述第六连杆的底部
相连，所述第六连杆的顶部通过第四移动副与所述第七连杆的底部相连，所述第七连杆的顶部通过第四转动副与所述动平台相连；所述第一虎克铰的其中一条轴线垂直于所述定平台，所述第二移动副的移动轴线、所述第三移动副的移动轴线、所述第四移动副的移动轴线两两相垂直；
[0010]所述第三支链包括第八连杆、第九连杆和第十连杆，所述第八连杆的底部通过第一圆柱副与所述定平台相连，所述第八连杆的顶部通过第五转动副与所述第九连杆的底部相连，所述第九连杆的顶部通过第五移动副与所述第十连杆的底部相连，所述第十连杆的顶部通过第六转动副与所述动平台相连；所述第一圆柱副的轴线平行于所述第六转动副的轴线，所述第一圆柱副的轴线平行于所述定平台，所述第一圆柱副的轴线、所述第五转动副的轴线、所述第五移动副的移动轴线两两相垂直；
[0011]所述第一支链的数量为两条，以所述第一虎克铰的轴线所在平面为基准面，两条所述第一支链对称设置于所述基准面的两侧，所述第二移动副的移动轴线垂直于所述基准面，所述第二支链和所述第三支链位于两条所述第一支链之间。
[0012]优选地，所述第五转动副、所述第五移动副以及一条所述第一支链中的所述第一移动副和所述第三转动副为驱动副。
[0013]优选地，所述定平台和所述动平台均为板状结构。
[0014]优选地，所述定平台为正方形板状结构，所述动平台为十字形板状结构，所述第二支链、所述第三支链以及两条所述第一支链分别与所述动平台的一端相连。
[0015]优选地，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆、所述第四连杆、所述第五连杆、所述第六连杆、所述第七连杆、所述第八连杆、所述第九连杆以及所述第十连杆的径向截面均为多边形。
[0016]优选地，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆、所述第四连杆、所述第五连杆、所述第六连杆、所述第七连杆、所述第八连杆、所述第九连杆以及所述第十连杆均为方杆。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，包括定平台和动平台，定平台利用第一支链、第二支链以及第三支链与动平台相连；第一支链的数量为两条，以第一虎克铰的轴线所在平面为基准面，两条第一支链对称设置于基准面的两侧，第二移动副的移动轴线垂直于基准面，第二支链和第三支链位于两条第一支链之间。
[0018]本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，在初始位形，动平台与定平台平行且第五转动副与定平台平行时具有两个转动自由度和两个移动自由度，当第三支链中驱动第五转动副时，第三支链受到一个约束力限制，此时机构只具有2R1T运动模式；恢复至初始位形后，锁住第五转动副而驱动其他驱动副，第三支链受到一个约束力偶，此时机构只具有2T1R运动模式。本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，具有高刚度、高灵巧性、工作空间范围大的优点，且运动学和动力学性能优良，无需重新组装即可实现两种模式的切换，提高了机构模式切换的便捷性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构位于初始位形时的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构的2T1R模式结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构的2R1T模式结构示意图。
[0023]其中，1为定平台，2为动平台，3为第一支链，301为第一连杆，302为第二连杆，303为第三连杆，304为第四连杆，305为第一转动副，306为第一移动副，307为第二转动副，308为第二移动副，309为第三转动副，4为第二支链，401为第五连杆，402为第六连杆，403为第七连杆，404为第一虎克铰，405为第三移动副，406为第四移动副，407为第四转动副，5为第三支链，501为第八连杆，50本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有2T1R与2R1T两模式的运动分岔并联机构，其特征在于：包括定平台和动平台，所述定平台利用第一支链、第二支链以及第三支链与所述动平台相连；所述第一支链包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的底部通过第一转动副与所述定平台相连，所述第一连杆的顶部通过第一移动副与所述第二连杆的底部相连，所述第二连杆的顶部通过第二转动副与所述第三连杆的底部相连，所述第三连杆的顶部通过第二移动副与所述第四连杆的底部相连，所述第四连杆的顶部通过第三转动副与所述动平台相连；所述第一转动副的轴线平行于所述第二转动副的轴线，所述第一移动副的移动轴线平行于所述第一转动副的轴线，所述第二移动副的移动轴线平行于所述第三转动副的轴线，所述第一移动副的移动轴线垂直于所述第二移动副的移动轴线；所述第二支链包括第五连杆、第六连杆和第七连杆，所述第五连杆的底部通过第一虎克铰与所述定平台相连，所述第五连杆的顶部通过第三移动副与所述第六连杆的底部相连，所述第六连杆的顶部通过第四移动副与所述第七连杆的底部相连，所述第七连杆的顶部通过第四转动副与所述动平台相连；所述第一虎克铰的其中一条轴线垂直于所述定平台，所述第二移动副的移动轴线、所述第三移动副的移动轴线、所述第四移动副的移动轴线两两相垂直；所述第三支链包括第八连杆、第九连杆和第十连杆，所述第八连杆的底部通过第一圆柱副与所述定平台相连，所述第八连杆的顶部通过第五转动副与所述第九连杆的底部相连，所述第九连杆的顶部通过第五移动副与所述第十连杆的底部相连，所述第十连杆的顶部通过第六转动副与所述动平台相连；所述第一圆柱副...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永泉，郑天宇，江洪生，西克龙，张立杰，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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