一种大行程、高精度镜架的可重构串并混联机构。它涉及一种可重构串并混联机构。本发明专利技术的目的是为了解决光学物理实验要求光学元件在竖直平面内或者与竖直平面成一定角度的平面内工作，串联机构由于累计误差大、机构体积大、稳定性差等原因，完成大行程、高精度的任务难度较大的问题。本发明专利技术为六自由度可重构串并混联机构、五自由度可重构串并混联机构、四自由度可重构串并混联机构或三自由度可重构串并混联机构。本发明专利技术易设计、易分析、易装配、控制方便及计算简单，本发明专利技术可适应不同自由度组合形式，本发明专利技术既完成了宏动的大行程、粗定位，又完成了微动的小行程、精密定位。本发明专利技术为光学物理实验中应用的大行程、高精度定位设备的机构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镜架的可重构串并混联机构，具体涉及一种大行程、高精度镜架的可重构串并混联机构。
技术介绍
光学元件即为动平台，光学物理实验要求光学元件在竖直平面内或者与竖直平面成一定角度的平面内工作，串联机构由于累计误差大、机构体积大、稳定性差等原因，完成大行程(mm量级)、高精度(nm量级)的任务难度较大。并联机构可以克服串联机构的缺点，但是传统并联的上下平台、运动支链对称布局的特点又无法直接应用于这种场合；高功率激光器、大型光谱仪、光栅拼接、激光惯性约束核聚变(ICF)等领域需要大 行程(mm量级)、高精度(nm量级)、大口径的镜架机构，长期以来相关的科研人员采用串联机构制造这种镜架，这种机构方案存在以下不足(I)串联机构各杆件依次相互联接，导致误差的累积和放大，无法达到高精度、高稳定性任务的要求。(2)机构体积庞大，影响了光学元件的尺寸。(3)机构的刚度低，从而降低了机构的负载能力；目前并联机构广泛应用于机床、雷达、运动模拟器、机器人等领域，代表性的机构有Stewart机构、3RPS、Tric印t等，这些机构都具有上下两个平台和若干个并联、可伸缩的杆件组成的特点，通过控制杆件的长度实现动平台位置控制的目的。镜架机构中安装的光学元件要求在竖直平面或者与竖直平面成一定角度的平面内运动，现有并联机构的上下平台、多杆支撑的布局形式无法满足这种运动方式的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大行程、高精度镜架的可重构串并混联机构，以解决光学物理实验要求光学元件在竖直平面内或者与竖直平面成一定角度的平面内工作，串联机构由于累计误差大、机构体积大、稳定性差等原因，完成大行程、高精度的任务难度较大的问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是所述可重构串并混联机构为六自由度可重构串并混联机构，所述六自由度可重构串并混联机构为6PSSP可重构串并混联机构，所述6PSSP可重构串并混联机构包括六条PSSP支链模块、一个动平台和一个静平台，所述六条PSSP支链模块为可重构支链模块，所述六条PSSP支链模块采用三面正交支撑布局形式，以动平台的几何中心为坐标系的原点，建立笛卡尔坐标系，所述六自由度可重构串并混联机构的自由度为RxyzTxyz，其中R为转动自由度，T为移动自由度，Rxyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的转动轴线方向，Txyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的移动轴线方向，所述6PSSP可重构串并混联机构由宏动并联机构6PSS和微动并联机构6SSP组成，宏动并联机构6PSS和微动并联机构6SSP通过SS支链串联连接，6PSSP串并混联机构中每条PSSP支链模块由第一 P移动副、第一 S球副、第二S球副和第二 P移动副组成，所述第一 P移动副为宏动并联机构6PSS的主动副且与静平台连接，所述第二 P移动副为微动并联机构6SSP的主动副且与动平台连接。所述可重构串并混联机构为五自由度可重构串并混联机构，所述五自由度可重构串并混联机构为5PSSP-PPS可重构串并混联机构，所述5PSSP-PPS可重构串并混联机构包括五条PSSP支链模块、一条PPS支链模块、一个动平台和一个静平台，所述五条PSSP支链模块为无约束主动支链模块，一条PPS支链模块为恰约束从动支链模块，所述五条PSSP支链模块和一条PPS支链模块采用三面正交支撑布局形式，以动平台的几何中心为坐标系的原点，建立笛卡尔坐标系，所述五自由度可重构串并混联机构的自由度为RxyzTxz，其中R为转动自由度，T为移动自由度，Rxyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的转动轴线方向，Txz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的移动轴线方向，所述5PSSP-PPS可重构串并混联机构由宏动并联机构5PSS-PPS和微动并联机构5SSP-PPS组成，宏动并联机构5PSS-PPS和微动并联机构5SSP-PPS通过SS支链串联连接，5PSSP-PPS可重构串并混联机构的每条PSSP支链模块由第一 P移动副、第一 S球副、第二 S球副和第二 P移动副组成，所述第一 P移动副为宏动并联机构5PSS-PPS的主动副且与静平台连接，所述第二 P移动副为微动并联机构5SSP-PPS的主动副且与动平台连接。 所述可重构串并混联机构为四自由度可重构串并混联机构，所述四自由度可重构串并混联机构为4PSSP-SS-PPS可重构串并混联机构，所述4PSSP-SS-PPS可重构串并混联机构包括四条PSSP支链模块、一条SS支链模块、一条PPS支链模块、一个动平台和一个静平台，所述四条PSSP支链模块为四条无约束主动支链模块，一条SS支链模块为从动支链模块，一条PPS支链模块为恰约束从动支链模块，所述四条PSSP支链模块、一条SS支链模块和一条PPS支链模块采用三面正交支撑布局形式，以动平台的几何中心为坐标系的原点，建立笛卡尔坐标系，所述四自由度可重构串并混联机构的自由度为RxyzTz，其中R为转动自由度，T为移动自由度，Rxyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的转动轴线方向，Tz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的移动轴线方向，所述4PSSP-SS-PPS可重构串并混联机构由宏动并联机构4PSS-SS-PPS和微动并联机构4SSP-SS-PPS，宏动并联机构4PSS-SS-PPS和微动并联机构4SSP-SS-PPS通过SS支链串联连接，所述4PSSP-SS-PPS可重构串并混联机构的每条PSSP支链模块由第一 P移动副、第一 S球副、第二 S球副和第二 P移动副组成，其中第一P移动副为宏动并联机构4PSS-SS-PPS的主动副并与静平台连接，第二 P移动副为微动并联机构4SSP-SS-PPS的主动副并与动平台连接。所述可重构串并混联机构为三自由度可重构串并混联机构，所述三自由度可重构串并混联机构为3PSSP-2SS-PPS可重构串并混联机构，所述3PSSP-2SS-PPS可重构串并混联机构包括三条PSSP支链模块、两条SS支链模块、一条PPS支链模块、一个动平台和一个静平台，所述三条PSSP支链模块为PSSP无约束主动支链模块，两条SS支链模块为两条从动支链模块，一条PPS支链模块为PPS恰约束从动支链模块，所述三条PSSP支链模块、两条SS支链模块和一条PPS支链模块采用三面正交支撑布局形式，以动平台的几何中心为坐标系的原点，建立笛卡尔坐标系，所述三自由度可重构串并混联机构的自由度为RxyTz,其中R为转动自由度，T为移动自由度，Rxy表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的转动轴线方向，Tz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的移动轴线方向，所述3PSSP-2SS-PPS串并混联机构由宏动并联机构3PSS-2SS-PPS和微动并联机构3SSP-2SS-PPS组成，宏动并联机构3PSS-2SS-PPS和微动并联机构3SSP-2SS-PPS通过SS支链串联连接，每条PSSP支链模块由第一 P移动副、第一 S球副、第二 S球副和第二 P移动副组成，第一 P移动副为宏动并联机构3PSS-2SS-PPS的主动副并与静平台连接，第二 P移动副为微动并联机构3SSP-2SS-PPS的主动副并与动平台连接。本专利技术包含的有益效果是一、本专利技术采用非对称布局形式及直杆支撑，使本专利技术易设计、易分析、易装配、控制方便本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大行程、高精度镜架的可重构串并混联机构，其特征在于：所述可重构串并混联机构为六自由度可重构串并混联机构，所述六自由度可重构串并混联机构为6PSSP可重构串并混联机构，所述6PSSP可重构串并混联机构包括六条PSSP支链模块(1)、一个动平台(3)和一个静平台(4)，所述六条PSSP支链模块(1)为可重构支链模块，所述六条PSSP支链模块(1)采用三面正交支撑布局形式，以动平台(3)的几何中心为坐标系的原点，建立笛卡尔坐标系，所述六自由度可重构串并混联机构的自由度为RxyzTxyz，其中R为转动自由度，T为移动自由度，Rxyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的转动轴线方向，Txyz表示运动副在笛卡尔坐标系xyz中的移动轴线方向，所述6PSSP可重构串并混联机构由宏动并联机构6PSS和微动并联机构6SSP组成，宏动并联机构6PSS和微动并联机构6SSP通过SS支链串联连接，6PSSP串并混联机构中每条PSSP支链模块(1)由第一P移动副(8)、第一S球副(9)、第二S球副(10)和第二P移动副(11)组成，所述第一P移动副(8)为宏动并联机构6PSS的主动副且与静平台(4)连接，所述第二P移动副(11)为微动并联机构6SSP的主动副且与动平台(3)连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邵忠喜，富宏亚，付云忠，韩振宇，韩德东，路华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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