一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，本发明专利技术公开的一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，包括定平台、动平台以及设置在定平台和动平台之间的三条运动支链，定平台上分别设置有第十一转动副、第十四转动副、第二十一转动副和第二十四转动副，本发明专利技术在调整移动运动的方向过程中，动平台伴随球面4R机构的转动有空间的移动，当动平台沿瞬时转动轴线方向的移动速度较快时，一般情况将产生较大哥氏力，因而，当动平台质量较大，运动链质量较小时，在动平台上施加的哥氏力几乎为零，可以提升动平台运动的平稳性，解决了一般情况下，移动体在移动过程中，改变其轴线方向时，效率低下，且由于哥氏惯性力的冲击产生的定位定向精度不高的问题。惯性力的冲击产生的定位定向精度不高的问题。惯性力的冲击产生的定位定向精度不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体而言，涉及一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构。

技术介绍

[0002]目前现有的移动方向与转动轴线相同的一移动一转动机构，转动轴线和移动方向均是固定的。如果转动轴线在运动过程中改变轴线，那么移动运动的方向与转动轴线一般是不相同的。由于移动方向与转动运动轴线的方向不一致，在移动和转动运动过程中，会产生哥氏力。在高速运动的过程中，会对机构的平稳运行造成影响。如需保证其转动运动的稳定性，则需要十分缓慢的进行轴线方向调整工作，或减小移动的速度，尽可能减小哥氏惯性力，此时工作效率较低，无法适用于高速移动的情况。

技术实现思路

[0003]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0004]一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，包括定平台、动平台以及设置在所述定平台和所述动平台之间的三条运动支链，所述定平台上分别设置有第十一转动副、第十四转动副、第二十一转动副和第二十四转动副，所述第十四转动副设置有转动电机，三条所述运动支链包括第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链分别通过第十一转动副、第十四转动副与所述定平台相连接，所述第二支链分别通过第二十一转动副、第二十四转动副与所述定平台相连接，所述第三支链通过第三十一移动副与第四连杆连接，并通过第三十三移动副与第十三连杆连接，所述动平台的两端分别通过第十七移动副和第二十九球副与所述第一支链和第二支链的一端连接；
[0005]所述第一支链包括第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述第一支链的末端通过第十七移动副与所述动平台连接，所述第一支链的前端通过第十一转动副连接所述第二连杆，第二连杆通过第十二转动副与所述第三连杆连接，所述第三连杆通过第十三转动副与所述第四连杆连接，所述第四连杆通过所述第十四转动副与所述定平台连接，所述第三连杆通过第十五移动副与所述第五连杆连接，所述第五连杆通过第十六移动副与所述第六连杆连接，所述第六连杆与所述动平台通过第十七移动副连接；
[0006]所述第二支链包括第八连杆、第九杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆和第十三连杆，所述定平台通过所述第二十一转动副连接所述第十一连杆，所述第十一连杆通过第二十五转动副与所述第十连杆连接，所述第十连杆通过第二十六转动副与所述第九连杆连接，所述第九连杆通过第二十七转动副与所述第十三连杆连接，所述第十三连杆通过所述第二十四转动副与定平台连接，所述第十一连杆通过第二十二转动副与所述第十二连杆连接，第十二连杆通过第二十三转动副与所述第十三连杆连接，所述第九连杆通过移动副连接所述第八连杆，所述第八连杆通过所述第二十九球副与所述动平台连接；
[0007]所述第三支链包括第十三连杆、第十四连杆和第十五连杆，所述第四连杆通过所
述第三十一移动副连接十五连杆，所述第十五连杆通过第三十二移动副与第十四连杆连接，所述第十四连杆通过第三十三移动副与所述第十三连杆连接。
[0008]进一步的，由所述第十一转动副、所述第二连杆、所述第十二转动副、所述第三连杆，所述第十三转动副、所述第四连杆，所述第十四转动副组成球面4R机构，其结构参数与由所述第二十一转动副、所述第十一连杆、所述第二十二转动副、所述第十二连杆，所述第二十三转动副、所述第十三连杆，所述第二十四转动副组成的球面4R机构相同。
[0009]进一步的，由所述第二十一转动副、所述第二十五转动副、所述第二十六转动副、所述第二十七转动副、所述第二十四转动副组成的球面环路的结构参数选取，不对所述第二十一转动副、所述第二十二转动副、所述第二十三转动副、所述第二十四转动副组成的球面4R环路中，所述第二十一转动副与所述第二十四转动副的转角产生限制作用。
[0010]进一步的，所述第二十五转动副的转动轴线垂直于所述第二十一转动副和所述第二十二转动副的转动轴线，所述第二十七转动副的转动轴线垂直于所述第二十三转动副和所述第二十四转动副的转动轴线，所述第二十六转动的转动轴线垂直于所述第二十五转动副和所述第二十七转动副的转动轴线。
[0011]进一步的，所述第十一转动副、所述第十二转动副、所述第十三转动副、所述第十四转动副、转动轴线均过坐标系O点。
[0012]进一步的，所述第二十一转动副、所述第二十二转动副、所述第二十三转动副、所述第二十四转动副、所述第二十五转动副、所述第二十六转动副、所述第二十七转动副的转动轴线均过O2点。
[0013]进一步的，所述第十一转动副轴线平行于X轴，所述第十四转动副轴线平行于Y轴，所述第二十一转动副轴线平行于X轴，所述第二十四转动副轴线平行于Y轴，所述第十二转动副的轴线平行于XOZ平面，所述第十三转动副的轴线平行于YOZ平面，所述第二十二转动副的轴线平行于XOZ平面。
[0014]进一步的，所述第二十三转动副的轴线平行于YOZ平面，所述第二十六转动副轴线平行于Z轴，所述第二十八移动副的移动方向与Z轴平行，所述第十二转动副轴线与所述第二十二转动副轴线平行，所述第十三转动副轴线与所述第二十三转动副轴线平行，所述第十七移动副沿Z轴方向，所述第十六移动副平行于X轴，所述第十五移动副平行于Y轴，所述第二十八移动副平行于Z轴方向，第十四转动副的转动速度和第二十四转动副的转动速度相同。
[0015]进一步的，所述第二十六转动副的轴线通过所述第二十九球副球心。
[0016]进一步的，所述第十五移动副的移动方向、所述第十六移动副的移动方向、所述第十七移动副的移动方向，两两正交，所述第三十一移动副的移动方向、所述第三十二移动副的移动方向、所述第三十三移动副的移动方向，两两正交。
[0017]相较于现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术提出沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，在调整移动运动的方向过程中，瞬时转动轴线始终与其移动方向重合，因而在需要改变移动方向时，哥氏力为零，当一维变轴线转动运动速度不高时，由于该转动运动使得动平台伴随由空间的移动，但此时由于该运动产生的哥氏惯性力较小，且沿变轴线转动运动轴线方向有高速移动时，该机构具有可以减少机构哥氏惯性力的作用，解决了一般情况下，移动方向改变时，机构定向精
度不高，效率低下的问题。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0020]图1是本专利技术的整体平面结构示意图。
[0021]附图标记说明：1、定平台；2、第二连杆；3、第三连杆；4、第四连杆；5、第五连杆；6、第六连杆；7、动平台；8、第八连杆；9、第九连杆；10、第十连杆；11、第十一连杆；12、第十二连杆；13、第十三连杆；14、第十四连杆；15、第十五连杆；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，其特征在于，包括定平台、动平台以及设置在所述定平台和所述动平台之间的三条运动支链，所述定平台上分别设置有第十一转动副、第十四转动副、第二十一转动副和第二十四转动副，所述第十四转动副设置有转动电机，三条所述运动支链包括第一支链、第二支链和第三支链，所述第一支链分别通过第十一转动副、第十四转动副与所述定平台相连接，所述第二支链分别通过第二十一转动副、第二十四转动副与所述定平台相连接，所述第三支链通过第三十一移动副与第四连杆连接，并通过第三十三移动副与第十三连杆连接，所述动平台的两端分别通过第十七移动副和第二十九球副与所述第一支链和第二支链的一端连接；所述第一支链包括第二连杆、第三连杆、第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述第一支链的末端通过第十七移动副与所述动平台连接，所述第一支链的前端通过第十一转动副连接所述第二连杆，第二连杆通过第十二转动副与所述第三连杆连接，所述第三连杆通过第十三转动副与所述第四连杆连接，所述第四连杆通过所述第十四转动副与所述定平台连接，所述第三连杆通过第十五移动副与所述第五连杆连接，所述第五连杆通过第十六移动副与所述第六连杆连接，所述第六连杆与所述动平台通过第十七移动副连接；所述第二支链包括第八连杆、第九杆、第十连杆、第十一连杆、第十二连杆和第十三连杆，所述定平台通过所述第二十一转动副连接所述第十一连杆，所述第十一连杆通过第二十五转动副与所述第十连杆连接，所述第十连杆通过第二十六转动副与所述第九连杆连接，所述第九连杆通过第二十七转动副与所述第十三连杆连接，所述第十三连杆通过所述第二十四转动副与定平台连接，所述第十一连杆通过第二十二转动副与所述第十二连杆连接，第十二连杆通过第二十三转动副与所述第十三连杆连接，所述第九连杆通过移动副连接所述第八连杆，所述第八连杆通过所述第二十九球副与所述动平台连接；所述第三支链包括第十三连杆、第十四连杆和第十五连杆，所述第四连杆通过所述第三十一移动副连接十五连杆，所述第十五连杆通过第三十二移动副与第十四连杆连接，所述第十四连杆通过第三十三移动副与所述第十三连杆连接。2.根据权利要求1所述的一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，其特征在于，由所述第十一转动副、所述第二连杆、所述第十二转动副、所述第三连杆，所述第十三转动副、所述第四连杆，所述第十四转动副组成球面4R机构，其结构参数与由所述第二十一转动副、所述第十一连杆、所述第二十二转动副、所述第十二连杆，所述第二十三转动副、所述第十三连杆，所述第二十四转动副组成的球面4R机构相同。3.根据权利要求2所述的一种沿球面4R机构瞬时转动轴线方向移动的机构，其特征在于，由所述第二十一转动副、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高畅，吴桥，成小乐，吴晓俊，黄健，
申请(专利权)人：国能长源武汉青山热电有限公司，
类型：发明
国别省市：