本发明专利技术公开了一种具有虚拟运动中心的双平行四杆两维转动并联机构，该并联机构包括有动平台、第一运动支链和第二运动支链；第一运动支链与第二运动支链设置在动平台的两侧。第一运动支链和第二运动支链均采用斜置平行四杆方式来提高机构的结构刚度。该并联机构构在动平台的两侧设置有结构相同的平行四边形连杆运动支链，通过电机的驱动实现加载在动平台上的载体绕虚拟转动中心点O运动。使本发明专利技术的并联机构具有可调节性，提高了结构刚度和运动精度，可以通过扩展应用于对准、调平、柔性装配以及微操作领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种并联机构，更特别地说，是指一种具有虚拟运动中心的两维转动并联机构，该并联机构采用斜置平行四杆方式。
技术介绍
在机构学中，转动是基本的运动形式之一，转动构件与转动中心通常都靠一个物理的实际运动副连接。不过，也有例外，一小部分机构的一构件可绕空间上的一固定点进行转动，此固定点处不存在实际的转动副，而且该虚拟的固定点在机构远端。这种机构可以称为虚拟远程运动中心(Remote Center of Motion, RCM)机构。RCM机构实质上是一种少自由度的功能机构，它保证机构在整个操作过程中始终围绕一个固定的虚拟转动中心运动。 RCM机构可以单独作为机器人机构，也可作为多自由度机器人系统的一个模块。在某些特定的应用领域如微创外科手术等，该类机构具有明显的不可替代性。RCM机构的优势不仅体现于此，它同柔性机构有机结合，将会形成新的柔性铰链——RCM柔性铰链。近年来，对少自由度机构的研究已成为机构学领域研究热点之一。这是因为一旦明确了应用背景(如显微镜镜头或载物台)需求之后，专用机构的方案一般比通用结构更简单、易于控制和低廉。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有虚拟运动中心的双平行四杆两维转动并联机构，该并联机构在动平台的两侧设置有结构相同的平行四边形连杆运动支链，通过电机的驱动实现加载在动平台上的载体绕虚拟转动中心点0运动。对称斜置平行四杆机构使本专利技术的并联机构具有可调节性，提高了结构刚度和运动精度，能够应用于对准、调平、柔性装配以及微操作领域。本专利技术的一种具有虚拟运动中心的双平行四杆两维转动并联机构，该并联机构包括有动平台(3)、第一运动支链和第二运动支链；第一运动支链与第二运动支链设置在动平台(3)的两侧；动平台(3)的A板面(33)上设有U形连接件(31)，动平台(3)的B板面(34)上设有球窝(32)，A板面(33)垂直于B板面(34)；所述U形连接件(31)的A支臂(311)上设有A通孔(313)，所述U形连接件(31) 的B支臂(312)上设有B通孔(314)，A支臂(311)与B支臂(312)之间是U形槽(315)， 该U形槽(315)用于放置第二运动支链O)中F连杆02)的一端；所述A通孔(313)和B 通孔(314)用于放置I销轴(20E)；所述球窝(3 的半球形腔(321)用于放置第一运动支链的B连杆(1 一端的球体(123)；第一运动支链包括有A连杆(11)、B连杆(12)、C连杆(13)、D连杆(14)、第一伺服电机(15)、第一联轴器(16)、第一基座(17)、A销轴(IOA)、B销轴(IOB)、C销轴(IOC)、D销轴(IOD) ；C连杆(13)与D连杆(14)的结构相同；A销轴(IOA)、B销轴(IOB)、C销轴 (IOC)和D销轴(IOD)的结构相同；A连杆(11)的一端为圆柱(116)，A连杆(11)的另一端为U形叉结构，该U形叉上设有E通孔(114)和F通孔(115)，该E通孔(114)和F通孔(115)用于放置B销轴(IOB)； A连杆(11)的中部设有四边形腔(111)，该四边形腔(111)的相对板面上设有C通孔(112) 和D通孔(113)，该C通孔(112)和D通孔(113)用于放置A销轴(IOA)；B连杆(12)的一端设有G通孔(121)，B连杆(12)的另一端设有球体(123)，B连杆(12)的中部设有H通孔(122)；所述的球体(123)置于动平台(3)的半球窝(32)的半球形腔(321)内；所述的G通孔(121)用于放置C销轴(IOC)；所述的H通孔(122)用于放置D销轴(IOD)；C连杆(13)的一端设有I通孔(131)，该I通孔(131)用于放置B销轴(IOB) ；C 连杆(1 的另一端为U形叉结构，该U形叉上设有J通孔(13 和K通孔(133)，该J通孔 (132)和K通孔(133)用于放置C销轴(IOC)；D连杆(14)的一端设有L通孔(141)，该L通孔(141)用于放置A销轴(IOA) ；D 连杆(14)的另一端为U形叉结构，该U形叉上设有M通孔(14 和N通孔(143)，该M通孔 (142)和N通孔(143)用于放置D销轴(IOD)；第一运动支链的装配关系为第一伺服电机(1 的输出轴连接在第一联轴器 (16)的一端上，A连杆(11)的圆柱(116)穿过第一基座(17)上的通孔后连接在第一联轴器 (16)的另一端上，所述的第一基座(17)用于支撑起A连杆11 ；A销轴(IOA)的一端顺次穿过A连杆(11)上的C通孔(112)、D连杆(14)上的L通孔(141)、A连杆(11)上的D通孔 (113)后连接一螺母，A销轴(IOA)与螺母的配合实现了 D连杆(14)的一端与A连杆(11) 中部的连接；B销轴(IOB)的一端顺次穿过A连杆(11)上的E通孔(114)、C连杆(13)上的I通孔(131)、A连杆(11)上的F通孔(115)后连接一螺母，B销轴(IOB)与螺母的配合实现了 C连杆(13)的一端与A连杆(11)的U形叉端的连接；C销轴(IOC)的一端顺次穿过C连杆(13)的U形叉端的J通孔(132)、B连杆(12)上的H通孔(122)、C连杆(13)的 U形叉端的K通孔(133)后连接一螺母，C销轴(IOC)与螺母的配合实现了 C连杆(13)的 U形叉端与B连杆(12)中部的连接；D销轴(IOD)的一端顺次穿过D连杆(14)的U形叉端的M通孔(142)、B连杆(12)上的G通孔(121)、D连杆(14)的U形叉端的N通孔(143) 后连接一螺母，D销轴(IOD)与螺母的配合实现了 D连杆(14)的U形叉一端与B连杆(12) 一端的连接；第二运动支链包括有E连杆、F连杆02)、G连杆Q3)、H连杆Q4)、第二伺服电机05)、第二联轴器06)、第二基座(XT)、E销轴(20A)、F销轴(20B)、G销轴(20C)、 H销轴(20D)、I销轴(20E) ；G连杆Q3)与H连杆Q4)的结构相同；E销轴(20A)、F销轴 (20B)、G销轴(20C)、H销轴(20D)和I销轴(20E)的结构相同；E连杆的一端为圆柱Q16)，E连杆的另一端为U形叉结构，该U形叉上设有E'通孔014)和F'通孔015)，该E'通孔014)和F'通孔015)用于放置F销轴 (20B) ；E连杆的中部设有四边形腔011)，该四边形腔011)的相对板面上设有C' 通孔(212)和D'通孔013)，该C'通孔012)和D'通孔(213)用于放置E销轴QOA)；F连杆02)的一端设有G'通孔021)，所述的G'通孔Q21)用于放置G销轴(20C) ；F连杆(22)的另一端设有0通孔(223)，所述的0通孔(223)用于放置I销轴(20E)； F连杆02)的中部设有H'通孔022)，所述的H'通孔(222)用于放置H销轴(20D)；G连杆03)的一端设有Γ通孔031)，该I'通孔(231)用于放置F销轴QOB)； G连杆的另一端为U形叉结构，该U形叉上设有J'通孔(23 和K'通孔033)，该 J'通孔(232)和K'通孔(233)用于放置G销轴(20C)；H连杆04)的一端设有L'通孔041)，该L'通孔(Ml)用于放置E销轴QOA)； H连杆0本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有虚拟运动中心的双平行四杆两维转动并联机构，其特征在于：该并联机构包括有动平台（３）、第一运动支链和第二运动支链；第一运动支链与第二运动支链设置在动平台（３）的两侧；动平台（３）的Ａ板面（３３）上设有Ｕ形连接件（３１），动平台（３）的Ｂ板面（３４）上设有球窝（３２），Ａ板面（３３）垂直于Ｂ板面（３４）；所述Ｕ形连接件（３１）的Ａ支臂（３１１）上设有Ａ通孔（３１３），所述Ｕ形连接件（３１）的Ｂ支臂（３１２）上设有Ｂ通孔（３１４），Ａ支臂（３１１）与Ｂ支臂（３１２）之间是Ｕ形槽（３１５），该Ｕ形槽（３１５）用于放置第二运动支链（２）中Ｆ连杆（２２）的一端；所述Ａ通孔（３１３）和Ｂ通孔（３１４）用于放置Ｉ销轴（２０Ｅ）；所述球窝（３２）的半球形腔（３２１）用于放置第一运动支链的Ｂ连杆（１２）一端的球体（１２３）；第一运动支链包括有Ａ连杆（１１）、Ｂ连杆（１２）、Ｃ连杆（１３）、Ｄ连杆（１４）、第一伺服电机（１５）、第一联轴器（１６）、第一基座（１７）、Ａ销轴（１０Ａ）、Ｂ销轴（１０Ｂ）、Ｃ销轴（１０Ｃ）、Ｄ销轴（１０Ｄ）；Ｃ连杆（１３）与Ｄ连杆（１４）的结构相同；Ａ销轴（１０Ａ）、Ｂ销轴（１０Ｂ）、Ｃ销轴（１０Ｃ）和Ｄ销轴（１０Ｄ）的结构相同；Ａ连杆（１１）的一端为圆柱（１１６），Ａ连杆（１１）的另一端为Ｕ形叉结构，该Ｕ形叉上设有Ｅ通孔（１１４）和Ｆ通孔（１１５），该Ｅ通孔（１１４）和Ｆ通孔（１１５）用于放置Ｂ销轴（１０Ｂ）；Ａ连杆（１１）的中部设有四边形腔（１１１），该四边形腔（１１１）的相对板面上设有Ｃ通孔（１１２）和Ｄ通孔（１１３），该Ｃ通孔（１１２）和Ｄ通孔（１１３）用于放置Ａ销轴（１０Ａ）；Ｂ连杆（１２）的一端设有Ｇ通孔（１２１），Ｂ连杆（１２）的另一端设有球体（１２３），Ｂ连杆（１２）的中部设有Ｈ通孔（１２２）；所述的球体（１２３）置于动平台（３）的半球窝（３２）的半球形腔（３２１）内；所述的Ｇ通孔（１２１）用于放置Ｃ销轴（１０Ｃ）；所述的Ｈ通孔（１２２）用于放置Ｄ销轴（１０Ｄ）；Ｃ连杆（１３）的一端设有Ｉ通孔（１３１），该Ｉ通孔（１３１）用于放置Ｂ销轴（１０Ｂ）；Ｃ连杆（１３）的另一端为Ｕ形叉结构，该Ｕ形叉上设有Ｊ通孔（１３２）和Ｋ通孔（１３３），该Ｊ通孔（１３２）和Ｋ通孔（１３３）用于放置Ｃ销轴（１０Ｃ）；Ｄ连杆（１４）的一端设有Ｌ通孔（１４１），该Ｌ通孔（１４１）用于放置Ａ销轴（１０Ａ）；Ｄ连杆（１４）的另一端为Ｕ形叉结构，该Ｕ形叉上设有Ｍ通孔（１４２）和Ｎ通孔（１４３），该Ｍ通孔（１４２）和Ｎ通孔（１４３）用于放置Ｄ销轴（１０Ｄ）；第一运动支链的装配关系为：第一伺服电机（１５）的输出轴连接在第一联轴器（１６）的一端上，Ａ连杆（１１）的圆柱（１１６）穿过第一基座（１７）上的通孔后连接在第一联轴器（１６）的另一端上，所述的第一基座（１７）用于支撑起Ａ连杆１１；Ａ销轴（１０Ａ）的一端顺次穿过Ａ连杆（１１）上的Ｃ通孔（１１２）、Ｄ连杆（１４）上的Ｌ通孔（１４１）、Ａ连杆（１１）上的Ｄ通孔（１１３）后连接一螺母，Ａ销轴（１０Ａ）与螺母的配合实现了Ｄ连杆（１４）的一端与Ａ连杆（１１）中部的连接；Ｂ销轴（１０Ｂ）的一端顺次穿过Ａ连杆（１１）上的Ｅ通孔（１１４）、Ｃ连杆（１３）上的Ｉ通孔（１３１）、Ａ连杆（１１）上的Ｆ通孔（１１５）后连接一螺母，Ｂ销轴（１０Ｂ）与螺母的配合实现了Ｃ连杆（１３）的一端与Ａ连杆（１１）的Ｕ形叉端的连接；Ｃ销轴（１０Ｃ）的一端顺次穿过Ｃ连杆（１３）的Ｕ形叉端的Ｊ通孔（１３２）、Ｂ连杆（１２）上的Ｈ通孔（１２２）、Ｃ连杆（１３）的Ｕ形叉端的Ｋ通孔（１３３）后连接一螺母，Ｃ销轴（１０Ｃ）与螺母的配合实现了Ｃ连杆（１３）的Ｕ形叉端与Ｂ连杆（１２）中部的连接；Ｄ销轴（１０Ｄ）的一端顺次穿过Ｄ连杆（１４）的Ｕ形叉端的Ｍ通孔（１４２）、Ｂ连杆（１２）上的Ｇ通孔（１２１）、Ｄ连杆（１４）的Ｕ形叉端的Ｎ通孔（１４３）后连接一螺母，Ｄ销轴（１０Ｄ）与螺母的配合实现了Ｄ连杆（１４）的Ｕ形叉一端与Ｂ连杆（１２）一端的连接；第二运动支链包括有Ｅ连杆（２１）、Ｆ连杆（２２）、Ｇ连杆（２３）、Ｈ连杆（２４）、第二伺服电机（２５）、第二联轴器（２６）、第二基座（２７）、Ｅ销轴（２０Ａ）、Ｆ销轴（２０Ｂ）、Ｇ销轴（２０Ｃ）、Ｈ销轴（２０Ｄ）、Ｉ销轴（２０Ｅ）；Ｇ连杆（２３）与Ｈ连杆（２４）的结构相同；Ｅ销轴（２０Ａ）、Ｆ销轴（２０Ｂ）、Ｇ销轴（２０Ｃ）、Ｈ销轴（２０Ｄ）和Ｉ销轴（２０Ｅ）的结构相同；Ｅ连杆（２１）的一端为圆柱（２１６），Ｅ连杆（２１）的另一端为Ｕ形叉结构，该Ｕ形叉上设有Ｅ′通孔（２１４）和Ｆ′通孔（２１５），该Ｅ′通孔（２１４）和Ｆ′通孔（２１５）用于放置Ｆ销轴（２０Ｂ）；Ｅ连杆（２１）的中部设有四边形腔（...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：裴旭，宗光华，于靖军，李伟，毕树生，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
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