CN103433917A - 一种两输入三转动输出并联机构 - Google Patents

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Abstract

一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆（1）、直线缸一（P1）、直线缸二（P2）、操作器（P）及机架（0），输出杆（1）的一端用球副一（S1）与机架（0）连接，另一端与操作器（P）固定；直线缸一（P1）的活塞杆一（2）以球副二（S2）连接于输出杆（1），直线缸二（P2）的活塞杆二（3）以球副三（S3）连接于直线缸一（P1）的活塞杆一（2）；而直线缸一（P1）的缸体一（4）、直线缸二（P2）的缸体二（5）分别用球副四（S4）、球副五（S5）连接机架（0），其中输出杆（1）上的球副一（S1）、球副二（S2）不能重合。当两个直线缸驱动时，输出杆（1）能产生绕球副一（S1）的三维转动运动。

Description

一种两输入三转动输出并联机构
技术领域
本发明涉及一种两输入三转动并联运动机构，具体地说，是为各种转台、混合机、振动筛、运动娱乐设备或空间姿态指向性装备等提供一类新型的空间摆动机构。
背景技术
工业上许多场合需要结构简单的少输入但能产生空间三维运动以上的空间机构,例:各种转台、混合机、搅拌机、振动筛。专利文献[发明申请号200710131525.9]介绍的一自由度三维空间机构，可用于三维混合机；但大多数为两自由度两转动的球面并联机构，例：Omni-Wrist III机构、球面5R机构、3-RSR&1-SS机构。本发明提供一种两输入驱动但能产生三转动输出并联运动的机构，以提供少输入多维转动输出机构的新机型。
发明内容
本发明目的是提供一类新型的两输入三转动输出并联机构，其第一个技术方案是:一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆（1）、直线缸一（P1）、直线缸二（P2）操作器（P）及机架（0），其特征是输出杆（1）的一端用球副一（S1）与机架（0）连接，另一端与操作器（P）固定；直线缸一（P1）的活塞杆一（2）以球副二（S2）连接于输出杆（1），直线缸二（P2）的活塞杆二（3）以球副三（S3）连接于直线缸一（P1）的活塞杆一（2）；而直线缸一（P1）的缸体一（4）、直线缸二（P2）的缸体二（5）分别用球副四（S4）、球副五（S5）连接机架（0），其中输出杆（1）上的球副一（S1）、球副二（S2）不能重合，直线缸一（P1）、直线缸二（P2）为驱动元件。
第二种技术方案是：一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆（1）、连杆一（2）、连杆二（3）、摆杆一（4）、摆杆二（5）、操作器（P）及机架（0），其特征是输出杆（1）的一端用球副一（S1）与机架（0）连接，另一端与操作器（P）固定；连杆一（2）的两端分别用球副二（S2）、球副三（S3）连接输出杆（1）、摆杆一（4）的一端，而连杆二（3）的两端分别用球副四（S4）、球副五（S5）连接于连杆一（2）和摆杆二（5）的一端；而摆杆一（4）、摆杆二（5）的另一端分别用转动副一（R1）、转动副二（R2）与机架（0）连接；其中输出杆（1）上的球副一（S1）、球副二（S2）不能重合，机架（0）上的转动副一（R1）、转动副二（R2）轴线任意布置，为驱动副。
这两种机构具有以下特点：(1)机构输出杆1产生绕球副一（S1）的三维转动运动，其中仅有两个运动是独立的，另一个转动为衍生的非独立运动；(2)仅用两个驱动原件，结构简单，球副可采用由专厂家生产的杆端关节轴承，可满足精度要求；(3)该机构耦合度为零，运动学正解简单且解析。本发明为各种转台、混合机、振动筛、运动娱乐设备或空间姿态指向性装备等提供了一类新型的空间摆动机构。
附图说明
附图1、2分别为本发明的两种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明的技术给予进一步地说明。
附图1为本发明的第一种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆1、直线缸一P1、直线缸二P2、操作器P及机架0，输出杆1的一端用球副一S1与机架0连接，另一端与操作器P固定；直线缸一P1的活塞杆一2以球副二S2连接于输出杆1，直线缸二P2的活塞杆二3以球副三S3连接直线缸一P1的活塞杆一2；而直线缸一P1的缸体一4、直线缸二P2的缸体二5分别用球副四S4、球副五S5连接机架0。
附图2为本发明的第二种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆1、连杆一2、连杆二3、摆杆一4、摆杆二5、操作器P及机架0，是输出杆1的一端用球副一S1与机架0连接，另一端与操作器P固定；连杆一2的两端分别用球副二S2、球副三S3连接输出杆1、摆杆一4的一端，而连杆二3的两端分别用球副四S4、球副五S5连接于连杆一2和摆杆二5的一端；进一步，摆杆一4、摆杆二5的另一端分别用转动副一R1、转动副二R2与机架0连接；其中，输出杆1上的球副一S1、球副二S2不能重合，机架0上的两个转动副R1、R2的轴线任意布置，且可用单自由度的移动副替换。
当附图1中的直线缸一P1、直线缸二P2或附图2中的两个转动副R1、R2为驱动副时，且输出杆1上固结振动筛筛框、混合容器或姿态指向性操作器时，就可成为多维振动筛、多维混合机或转台等，从而实现所需的三转动多维空间运动，其中两个运动是独立的，第三个为非独立运动；上述两种机构也均可分别固定其中一个驱动副，此时，该机器就成为单输入的三转动输出装置，但其中仅一个转动是独立的，其余两个为非独立运动，这种机构结构简单，制造容易、操作方便、能耗少。

Claims (2)

1.一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆（1）、直线缸一（P1）、直线缸二（P2）、操作器（P）及机架（0），其特征是输出杆（1）的一端用球副一（S1）与机架（0）连接，另一端与操作器（P）固定；直线缸一（P1）的活塞杆一（2）以球副二（S2）连接于输出杆（1），直线缸二（P2）的活塞杆二（3）以球副三（S3）连接于直线缸一（P1）的活塞杆一（2）；而直线缸一（P1）的缸体一（4）、直线缸二（P2）的缸体二（5）分别用球副四（S4）、球副五（S5）连接机架（0），其中输出杆（1）上的球副一（S1）、球副二（S2）不能重合。
2.一种两输入三转动输出并联机构，包括输出杆（1）、连杆一（2）、连杆二（3）、摆杆一（4）、摆杆二（5）、操作器（P）及机架（0），其特征是输出杆（1）的一端用球副一（S1）与机架（0）连接，另一端与操作器（P）固定；连杆一（2）的两端分别用球副二（S2）、球副三（S3）连接输出杆（1）、摆杆一（4）的一端，而连杆二（3）的两端分别用球副四（S4）、球副五（S5）连接于连杆一（2）和摆杆二（5）的一端；而摆杆一（4）、摆杆二（5）的另一端分别用转动副一（R1）、转动副二（R2）与机架（0）连接；其中输出杆（1）上的球副一（S1）、球副二（S2）不能重合，机架（0）上的转动副一（R1）、转动副二（R2）轴线任意布置。
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