一类三独立螺旋运动自由度并联机构制造技术

本发明专利技术涉及一类三独立螺旋运动自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的第一分支、第二分支以及第三分支，定平台呈立方体角台结构状，且定平台中的各机架与三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二连杆构成立方体结构状，动平台呈等边三角形结构状，第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与定平台的各机架以及动平台的各端点连接，且第一分支、第二分支和第三分支均由第一移动副、第一转动副、第一连杆、第一万向铰、第二连杆和第二转动副构成PRUR串联分支。本发明专利技术的并联机构在不使用螺旋副的前提下，能实现空间三个独立的螺旋自由度，具有工作空间大，结构优化的优点，可用于微操作机器人等设备。可用于微操作机器人等设备。可用于微操作机器人等设备。

【技术实现步骤摘要】
一类三独立螺旋运动自由度并联机构


[0001]本专利技术属于并联机构
，特别涉及一类三独立螺旋运动自由度并联机构。

技术介绍

[0002]现有的并联机构均为三自由度转动的立方体角台并联机构，自由度类型较为单一，不能满足运动模拟、运动康复等设备对并联机构自由度多样性的需求。其中具有独立螺旋运动的机构在运动仿真、机器装配等领域有一定的应用前景，但目前的含独立螺旋运动的并联机构十分少见，只有少数并联机构能通过分叉运动的形式实现独立螺旋运动，并且多大都直接通过使用螺旋副实现，严重影响了机构的性能。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一类三独立螺旋运动自由度立方体并联机构，丰富了并联机构末端运动类型，能够利用移动副和转动副组合的形式实现机构末端绕三个螺旋轴做独立螺旋运动，而不使用螺旋副，从而简化结构，降低了机构加工和装配难度，提高了机构的承载能力，此类机构具有工作空间较大、容易控制等优点。
[0004]本专利技术采用的技术方案是，一类三独立螺旋运动自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述定平台呈立方体角台结构状，且所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架之间两两垂直且相交于一点，且所述定平台中的第一机架、第二机架以及第三机架与所述三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二连杆构成立方体结构状；所述动平台呈等边三角形结构状，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台的各机架以及所述动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支和第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均由第一移动副、第一转动副、第一连杆、第一万向铰、第二连杆和第二转动副构成PRUR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第一连杆的第一端相连，所述第一移动副轴线与所述第一转动副轴线重合，所述第一连杆的第二端与所述第一万向铰相连，且所述第一连杆垂直于所述第一转动副轴线以及所述第一万向铰的内侧转动副轴线，所述第一万向铰的内侧转动副轴线平行于所述第一转动副轴线，所述第二连杆的第一端与所述第一万向铰相连，且所述第一万向铰的外侧转动副轴线与所述第二连杆轴线重合，所述第二连杆的第二端通过所述第二转动副与所述动平台中相对应的端点相连，且所述第二转动副轴线垂直于所述第二连杆，所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第二转动副轴线汇交于一点。
[0005]本专利技术的第二方面采用的技术方案是，一类三独立螺旋运动自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述定平台呈立方体角台结构状，且所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三
机架之间两两垂直且相交于一点，且所述定平台中的第一机架、第二机架以及第三机架与所述三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二连杆构成立方体结构状；所述动平台呈等边三角形结构状，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台的各机架以及所述动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支和第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均由第一移动副、第一万向铰、第一连杆、第一转动副、第二连杆和第二转动副构成PURR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一万向铰与所述第一连杆的第一端相连，所述第一移动副轴线与所述第一万向铰的内侧转动副轴线重合，且所述第一万向铰的外侧转动副轴线与所述第一连杆轴线重合，所述第一连杆的第二端通过所述第一转动副与所述第二连杆的第一端相连，且所述第一转动副轴线垂直于所述第一连杆，所述第一转动副轴线与第二连杆轴线重合，所述第二连杆的第二端通过所述第二转动副与所述动平台中相对应的端点相连，且所述第二转动副轴线垂直于所述第二连杆，所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第二转动副轴线汇交于一点。
[0006]本专利技术的第三方面采用的技术方案是，一类三独立螺旋运动自由度并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述定平台呈立方体角台结构状，且所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架之间两两垂直且相交于一点，且所述定平台中的第一机架、第二机架以及第三机架与所述三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二移动副构成立方体结构状；所述动平台呈等边三角形结构状，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台的各机架以及所述动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支和第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均由第一转动副、第一移动副、第一连杆、第二转动副、第二移动副和第三转动副构成PRRPR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第一连杆的第一端相连，所述第一移动副轴线与所述第一转动副轴线重合，所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二移动副的第一端相连，所述第一连杆均垂直于所述第一转动副轴线以及所述第二转动副轴线，且所述第一转动副轴线垂直于所述第二转动副轴线，所述第二转动副轴线与所述第二移动副轴线重合，所述第二移动副的第二端通过所述第三转动副与所述动平台中相对应的端点相连，且所述第二移动副轴线垂直于所述第三转动副轴线，所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第三转动副轴线汇交于一点。
[0007]本专利技术的特点和有益效果是：
[0008]1、本专利技术提供的一类三独立螺旋运动自由度并联机构，能够在不使用螺旋副的前提下，利用移动副和转动副组合的形式实现机构末端绕三个螺旋轴做独立螺旋运动，并且能够通直线驱动的方式控制末端独立螺旋运动。
[0009]2、本专利技术提供的一类三独立螺旋运动自由度并联机构，定平台、三个分支与动平台构成立方体形状，工作空间大，结构简单，容易控制，能够基于此机构设计微操作机器人
等设备。
附图说明
[0010]图1是本专利技术一类三独立螺旋运动自由度并联机构的实施例1结构示意图；
[0011]图2是本专利技术一类三独立螺旋运动自由度并联机构的实施例2结构示意图；
[0012]图3是本专利技术一类三独立螺旋运动自由度并联机构的实施例3结构示意图。
[0013]主要附图标记：
[0014]定平台1；第一机架A1；第二机架A2；第三机架A3；动平台2；第一分支3；第二分支4；第三分支5；第一移动副P1；第二移动副P2；第一转动副R1；第二转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三独立螺旋运动自由度并联机构，其特征在于，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述定平台呈立方体角台结构状，且所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架之间两两垂直且相交于一点，且所述定平台中的第一机架、第二机架以及第三机架与所述三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二连杆构成立方体结构状；所述动平台呈等边三角形结构状，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台的各机架以及所述动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支和第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均由第一移动副、第一转动副、第一连杆、第一万向铰、第二连杆和第二转动副构成PRUR串联分支，所述第一移动副的第一端与所述定平台中相对应的机架相连，且所述第一移动副的第二端通过所述第一转动副与所述第一连杆的第一端相连，所述第一移动副轴线与所述第一转动副轴线重合，所述第一连杆的第二端与所述第一万向铰相连，且所述第一连杆垂直于所述第一转动副轴线以及所述第一万向铰的内侧转动副轴线，所述第一万向铰的内侧转动副轴线平行于所述第一转动副轴线，所述第二连杆的第一端与所述第一万向铰相连，且所述第一万向铰的外侧转动副轴线与所述第二连杆轴线重合，所述第二连杆的第二端通过所述第二转动副与所述动平台中相对应的端点相连，且所述第二转动副轴线垂直于所述第二连杆，所述第一分支、第二分支以及第三分支中的第二转动副轴线汇交于一点。2.一种三独立螺旋运动自由度并联机构，其特征在于，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述定平台呈立方体角台结构状，且所述定平台包括第一机架、第二机架和第三机架，所述第一机架、第二机架以及第三机架之间两两垂直且相交于一点，且所述定平台中的第一机架、第二机架以及第三机架与所述三条分支中的第一移动副、第一连杆以及第二连杆构成立方体结构状；所述动平台呈等边三角形结构状，且连接所述定平台和动平台的三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支、第二分支和第三分支的两端分别与所述定平台的各机架以及所述动平台的各端点连接，且所述第一分支、第二分支和第三分支均为驱动分支，所述第一分支、第二分支和第三分支中的第一移动副均为驱动副；所述第一分...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，柏朋，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：