一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構的制作方法
【專利摘要】一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構，它包括定平臺、動平臺和三個結構完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，每個活動分支均由移動副P1、轉動副R1、和球副S1依次連接構成。上述移動副P1與定平臺傾斜布置；球副S1與動平臺相連接；移動副P1的軸線與轉動副R1的軸線相互垂直。本發明具有三個轉動自由度，可以實現空間三維轉動，且不存在分支間運動副軸線匯交的幾何條件，制造裝配相對傳統球面三轉機構更為簡單，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構
技術領域
[0001 ]本發明涉及機器人領域，特別涉及一種并聯機構。
【背景技術】
[0002]在少自由度并聯機構中，三自由度轉動并聯機構在機械工程領域有著良好的應用前景，其可用于先進的多軸數控機床、數控回轉臺、艦載穩定平臺及其他許多需要進行姿態調整的場合中。傳統的球面三轉機構能實現繞空間一點的三個轉動自由度，亦即動平臺可繞三條匯交的軸線轉動。但在這些并聯機構中，都要求多個轉動副軸線匯交于空間一點。這種嚴格的幾何條件要求在制造上很難精確實現，極大的制約了這類機構在實際中的應用。因此，通過合理的設計來避免這種苛刻的幾何條件是在進行機構設計時需要解決的一個問題。
[0003]目前已經有的一些三自由度轉動平臺或機構，如公開號為CN1417003A的中國專利公開了一種三自由度轉動平臺并聯機器人機構、公開號為CN101497198A的中國專利公開了一種具有遠程運動中心的三自由度轉動并聯機構等均要求機構有多個運動軸線相交于一點。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種能實現三維轉動且沒有空間匯交的運動副軸線的無匯交軸線三自由度轉動并聯機構。
[0005]本發明包括定平臺、動平臺和三個結構完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉動副與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過球副與動平臺連接;上述移動副與定平臺傾斜布置;移動副的軸線與轉動副的軸線相互垂直。分支中的球副可以替換為三個軸線相交于一點的轉動副;移動副可以替換為由伺服電機驅動的滾珠絲杠副。
[0006]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0007]1、本發明能實現空間三維的轉動，沒有多個轉動副軸線必須匯交于空間一點的苛刻幾何條件。
[0008]2、三個分支完全相同，容易制造和裝配，且維護成本較低。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例1的立體示意簡圖；
[0010]圖2是本發明實施例2的立體示意簡圖；
[0011 ]圖3是本發明實施例3的立體示意簡圖。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]在圖1所示的無匯交軸線三自由度轉動并聯機構立體示意圖中，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過球副SI與動平臺2連接;其中，移動副Pl與定平臺傾斜布置;移動副Pl的軸線與轉動副Rl的軸線相互垂直。
[0014]實施例2
[0015]如圖2所示，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的第一連桿3的一端通過移動副Pl與定平臺I連接，該第一連桿3的另一端通過轉動副Rl與第二連桿4的一端連接，該第二連桿4的另一端通過轉動副R2與第三連桿5的一端連接，該第三連桿5的另一端通過轉動副R3與第四連桿6的一端連接，該第四連桿6的另一端通過轉動副R4與動平臺2連接;轉動副R2、R3、R4相交于空間一點；
[0016]實施例3
[0017]如圖3所示，三條結構完全相同的活動分支連接定平臺I和動平臺2，每個活動分支中的絲杠座7的一端與定平臺固連，絲杠3設在絲杠座上，絲杠上設有絲杠滑座5，絲杠滑座與絲杠連接形成移動副;第二連桿4的一端通過轉動副Rl與絲杠滑座連接，該第二連桿的另一端通過R2、R3、R4與動平臺2連接。其中，絲杠與定平臺傾斜布置;轉動副R2、R3、R4的軸線相交于空間一點。
【主權項】
1.一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構，它包括定平臺、動平臺和三個結構完全相同的連接這兩個平臺的活動分支，其特征在于:所述每個活動分支中的第一連桿的一端通過移動副與定平臺連接，該第一連桿的另一端通過轉動副與第二連桿的一端連接，該第二連桿的另一端通過球副與動平臺連接;上述移動副與定平臺傾斜布置;球副與動平臺相連接;移動副的軸線與轉動副的軸線相互垂直。2.根據權利要求1所述的一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構，其特征在于:所述球副替換為三個軸線相交于一點的轉動副。3.根據權利要求1所述的一種無匯交軸線三自由度轉動并聯機構，其特征在于:所述移動副替換為由伺服電機驅動的滾珠絲杠副。
【文檔編號】B25J9/00GK105945916SQ201610389873
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】陳子明, 黃坤, 周金, 成棟良, 劉曉檬, 張揚
【申請人】燕山大學