CN102990646A - 一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置 - Google Patents

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马正华
沈惠平
李云峰
李菊
段锁林
杨廷力
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一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置，包括平台（6）、机架（0）及第一、第二、第三支链，其特征在于第一支链的构件一（1）的一端以球副一（S1）连接平台（6），另一端以转动副一（R1）连接机架（0）；第二支链的构件二（2）的一端以球副二（S2）连接平台（6），另一端以转动副二（R2）连接构件三（3）的一端，而构件三（3）的另一端以转动副三（R3）连接机架（0）；第三支链的构件四（4）的一端以球副三（S3）连接平台（6），另一端以球副四（S4）连接构件五（5）的一端，而构件五（5）的另一端以转动副四（R4）连接机架（0）；转动副一、转动副二、转动副三的轴线相互平行；平台（6）上的球副一（S1）、球副二（S2）、球副三（S3）不在一条直线上；与机架（0）相连的三个构件为驱动杆。控制机架上三个单自由度运动副的运动时，平台就可获得一个独立的平移及二个独立的转动输出；该机构结构较简单、控制解耦、易于制造加工。

Description

一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置
技术领域
本发明涉及一种三维运动装置，具体地说，是为并联结构的并联运动振动筛、并联运动娱乐设备、并联机器人等提供一种新型的三维独立运动机构。
背景技术
专利申请号2006100881264提供了一种用于并联运动装备的二自由度空间机构，二个驱动源分别在二条不同的支链上，其平台的输出运动为一个平移、二个转动，其中，一个为非独立运动，而非独立运动为不可控制性，这样，在需要有三个独立输出运动的场合，该机构就不能完成相应的工作，因此，为满足不同需求的并联运动装备的发展和实用化，必须提供三个独立输出运动的并联机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置，该装置具有以下特点：(1)机构工作平台具有独立的一平移和二转动运动输出；(2)机构存在过约束回路，其刚性好、结构较简单、制造容易；(3)运动学正解具有解析解，且存在部分控制解耦性。(4).三个原动件可独立控制，以满足各种所需要的空间运动规律。该机构用于振动筛机构，能使筛分物料产生理想的空间运动规迹,即沿垂直方向上的一维直线运动以及沿其他二个平面轴的摇摆运动：一个直线平动能使筛框中间的颗粒易跳起;而两个摇摆运动使筛框边沿的物料充分翻转，减少了筛孔被“筛粒”卡住的现象,从而提高了各区段的筛分效率和整个筛机的生产率,克服了典型的传统圆振动筛或直线振动筛上述缺点。并联运动振动筛充分利用了并联运动机构固有的刚性好、振动度高、振动范围大、动态性能好、结构简单等优点。
本发明的技术方案是：一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置，包括平台（6）、机架（0）及第一、第二、第三支链，第一支链的构件一（1）的一端以球副一（S1）连接平台（6），另一端以转动副一（R1）连接机架（0）；第二支链的构件二（2）的一端以球副二（S2）连接平台（6），另一端以转动副二（R2）连接构件三（3）的一端，而构件三（3）的另一端以转动副三（R3）连接机架（0）；第三支链的构件四（4）的一端以球副三（S3）连接平台（6），另一端以球副四（S4）连接构件五（5）的一端，而构件五（5）的另一端以转动副四（R4）连接机架（0）；转动副一、转动副二、转动副三的轴线相互平行；平台（6）上的球副一（S1）、球副二（S2）、球副三（S3）不在一条直线上；如取机架（0）上的三个构件为驱动杆，则该机构输出三个独立运动；如锁定其中的一或两个驱动杆，则输出两个或一个独立运动。
附图说明
附图1为本发明的一个实施例结构示意图。
附图2为本发明实施例的一个派生结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。
附图1为本发明的一个实施例结构示意图。它包括平台6、机架0及第一、第二、第三支链，第一支链的构件一1的一端以球副一S1连接平台6，另一端以转动副一R1连接机架0；第二支链的构件二2的一端以球副二S2连接平台6，另一端以转动副二R2连接构件三3的一端，而构件三3的另一端以转动副三R3连接机架0；第三支链的构件四4的一端以球副三S3连接平台6，另一端以球副四S4连接构件五5的一端，而构件五5的另一端以转动副四R4连接机架0；转动副一、转动副二、转动副三的轴线相互平行；平台6上的球副一S1、球副二S2、球副三S3不在一条直线上；与机架0相连的三个构件为驱动杆，当控制这三个驱动杆时，平台就可获得一平移及二转动的独立输出。如锁定第三支链上的构件五（5），则输出二个独立运动，平台可获得一平移及一转动、或二转动的独立输出，另一个运动为非独立的输出，如图2所示。
这种并联机构的结构设计及驱动控制等，均可按常规机电技术进行设计和安装，还可用于其它并联运动娱乐设备、并联机器人或并联机床等所需的空间运动。

Claims (1)

1.一种位置正解解析且部分解耦控制的三维运动装置，包括平台（6）、机架（0）及第一、第二、第三支链，其特征在于第一支链的构件一（1）的一端以球副一（S1）连接平台（6），另一端以转动副一（R1）连接机架（0）；第二支链的构件二（2）的一端以球副二（S2）连接平台（6），另一端以转动副二（R2）连接构件三（3）的一端，而构件三（3）的另一端以转动副三（R3）连接机架（0）；第三支链的构件四（4）的一端以球副三（S3）连接平台（6），另一端以球副四（S4）连接构件五（5）的一端，而构件五（5）的另一端以转动副四（R4）连接机架（0）；转动副一、转动副二、转动副三的轴线相互平行；平台（6）上的球副一（S1）、球副二（S2）、球副三（S3）不在一条直线上；与机架（0）相连的三个构件为驱动杆。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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