CN106041893A - 一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构 - Google Patents
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Abstract
一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构，由定、动平台和连接这两个平台的三条完全相同的活动分支构成；每个分支均由与定平台连接的下侧万向铰、中间移动副、与动平台连接的上侧万向铰以及连接它们的连杆构成；下侧万向铰中与定平台连接的转动副轴线和上侧万向铰中与动平台连接的转动副轴线交于一点；下侧万向铰中与连杆连接的转动副的轴线和上侧万向铰中与连杆连接的转动副轴线交于另一点；三条分支的六个交点共面，构成一个中间对称平面；定动平台为全等的三角形。本发明的机构完全对称，可实现绕中间对称平面上的任意一条直线或任意一点连续转动，避免了伴随运动的发生，使机构的控制变得简便。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种并联机构。
技术背景
具有两个转动自由度和一个移动自由度的并联机构在机械工业领域有着广泛的应用。两转一移并联机构的转动和移动之间是会相互影响的。在一些两转一移并联机构中，机构的动平台没有某个方向的移动自由度，但动平台的中心点却可以发生这个方向的移动。学者们将机构中的这种在非自由度方向上的移动称为“伴随运动”。伴随运动的存在会对机构的轨迹标定和轨迹规划带来不便，并且增加控制的复杂度。因此，通过合理的设计来减少或消除机构的伴随运动是在进行机构设计时需要解决的一个问题。
很多学者曾针对两转一移并联机构中的伴随运动问题进行过专门的研究，并设计出了一些没有伴随运动的机构。但这些机构都采用的是非对称的结构形式，机构不具有各向同性，且制造和维护成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种完全对称的结构、各向同性好、制造成本低廉、易于维护的存在多连续转轴的对称两转一移并联机构。
本发明包括定平台、动平台和连接这两平台的三条结构完全相同的运动分支。所述三条运动分支均由与定平台连接的下侧万向铰、中间移动副、与动平台连接的上侧万向铰以及连接它们的下连杆与上连杆组成。其中，下侧万向铰中与定平台连接的转动副与定平台倾斜布置，下侧万向铰中的另一转动副通过下连杆与中间移动副的下端连接。上侧万向铰与动平台连接的转动副与动平台倾斜布置，上侧万向铰中的另一个转动副通过上连杆与中间移动副的上端连接。下侧万向铰中与定平台连接的转动副轴线和上侧万向铰中与动平台连接的转动副轴线交于空间一点；下侧万向铰中与下连杆连接的转动副的轴线和上侧万向铰中与上连杆连接的转动副轴线相交于空间另一点。三条分支共六个交点，六个交点位于同一个中间平面上，称为中间对称平面。下侧万向铰与上侧万向铰具有完全对称的结构，且相对于中间对称平面对称布置，且每个分支的中间移动副的轴线均垂直于中间对称平面。上述定、动两平台为全等的三角形，且关于上述中间对称平面对称，即机构位于中间对称平面以上的部分与位于中间对称平面以下的部分关于中间对称平面是完全对称的。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明采用了完全对称的结构，各向同性好，制造成本低廉、易于维护，且在运动过程中不存在伴随运动。
2、本发明的机构能够绕机构上下平台中间对称平面上的任意一条直线连续转动，且该对称平面在机构运动过程中始终存在，具有较多的连续转轴。
附图说明
图1为本发明的立体示意简图。
具体实施方式
在图1所示的存在多连续转轴的对称两转一移并联机构示意图中，三条结构完全相同的运动分支连接定平台1、和动平台4。每条分支中的下侧万向铰U1中与定平台连接的转动副U11与定平台倾斜布置，下侧万向铰中的另一转动副U12通过下连杆2与中间移动副P2的下端连接，中间移动副P2与下侧万向铰内的U12的轴线相互异面；上侧万向铰U3与动平台连接的转动副U32与动平台倾斜布置，上侧万向铰中的另一个转动副U31通过上连杆3与中间移动副的上端连接，中间移动副P2与上侧万向铰内的U31的轴线相互异面；下侧万向铰中与定平台连接的转动副U11的轴线和上侧万向铰中与动平台连接的转动副U32的轴线交于空间一点O11，且下侧万向铰中另一转动副U12与上侧万向铰中另一转动副U31的轴线相交于空间一点O12，该两点O11与O12为该分支的分支两个中心点；上述三条活动分支的6个分支中心点O11、O12，O21、O22，O31、O32共面，且构成了一个中间平面S，为中间对称平面。该分支中下侧万向铰U1与上侧万向铰U2在结构上完全对称，且运动副组合U12—下连杆—P2与运动副组合U31—上连杆—P2在结构上也完全对称，且相对于中间对称平面对称布置。上述定、动两平台为全等的三角形，也关于该中间对称平面对称，移动副P2的轴线垂直于中间对称平面S。
Claims (1)
1.一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构，其包括定平台、动平台和连接这两平台的三条结构完全相同的运动分支，其特征在于：所述三条运动分支均由与定平台连接的下侧万向铰、中间移动副、与动平台连接的上侧万向铰以及连接它们的下连杆与上连杆组成，其中下侧万向铰中与定平台连接的转动副与定平台倾斜布置，下侧万向铰中的另一转动副通过下连杆与中间移动副的下端连接，上侧万向铰与动平台连接的转动副与动平台倾斜布置，上侧万向铰中的另一个转动副通过上连杆与中间移动副的上端连接，下侧万向铰中与定平台连接的转动副的轴线和上侧万向铰中与动平台连接的转动副的轴线交于空间一点；下侧万向铰中与下连杆连接的转动副的轴线和上侧万向铰中与上连杆连接的转动副轴线相交于空间另一点；三条分支共六个交点，六个交点位于同一个中间平面上，称为中间对称平面，下侧万向铰与上侧万向铰具有完全对称的结构，且相对于中间对称平面对称布置，且每个分支的中间移动副的轴线均垂直于中间对称平面，上述定、动两平台为全等的三角形，且关于上述中间对称平面对称，即机构位于中间对称平面以上的部分与位于中间对称平面以下的部分关于中间对称平面是完全对称的。
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| CN201610565984.7A CN106041893A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构 |
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| CN201610565984.7A CN106041893A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构 |
Publications (1)
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| CN106041893A true CN106041893A (zh) | 2016-10-26 |
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ID=57187785
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| CN201610565984.7A Pending CN106041893A (zh) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | 一种存在多连续转轴的对称两转一移并联机构 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN106041893A (zh) |
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2016
- 2016-07-18 CN CN201610565984.7A patent/CN106041893A/zh active Pending
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