[实用新型]适应自变形构件空间自由运动的连接机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种构件的连接机构，尤其是一种适应自变形构件空间自由运动的连接机构。

背景技术

一个机械系统一般由原动件与从动构件组成。在实际设计过程中，为了使构件之间进行连接并达到各种工况要求，往往需要对构件的连接进行特定的设计。在现有的并联结构设计中，一般通过相互连接的多条支链将一个固定平台与一个动平联接起来，通过改变支链长短及其方位来实现平台在一定空间内的运动。这种结构要求从动件是一个刚体，在不发生自变形(如受温度等进行自我膨胀与收缩等)的情况下，可以按照既定的轨迹运动。当从动构件本身具有自变形特性并在重载工况下工作时，现有的一些并联连接结构形式往往不够牢固且会产生附加约束，形成附加力，影响构件的性能及受力状态，很难满足设计要求。例如，申请号为“200510093402.1”的中国实用新型专利说明书中公开的一种“六自由度冗余并联机构”，其动平台(即构件)就不能实现围绕作为静平台的环形导轨进行360°的旋转，即无法实现构件的空间自由运动。而串联结构设计仅仅只能保证构件绕三个坐标轴旋转，对于具有自变形特点的构件而言，同样满足不了该构件空间自由运动的要求。因而，不同于传统连接机构的设计，对于重载工况下具有自变形特性的构件，其空间自由运动的连接机构的设计需要额外考虑以下两个方面的内容：第一，重载工况，这就要求连接机构必须牢固，且局部不能产生太大的应力集中；第二，在考虑构件的自变形特性前提下，要保证其能在空间上充分地自由运动。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是克服现有机械系统的串、并联连接技术的不足，提供了一种适应自变形构件空间自由运动的连接机构，该机构能够实现360°倾翻功能、并且能适应重载工况。

为解决上述技术问题，一种适应自变形构件空间自由运动的连接机构，其包括具有自变形特性的自由构件、支撑平台、以及彼此间隔地固设在所述自由构件上的三个组合副支链与三个移动副支链；

所述支撑平台围绕所述自由构件的外围中部设置，并与所述自由构件之间留有间隙；

所述各组合副支链，其包括有两对球铰与构件连接件；所述每一对球铰均能相互贴合转动各形成一个球面副；所述两个球面副由所述构件连接件串联连接、对称地分布在所述支撑平台的上下两侧，所述构件连接件的上下两个端部均固接在所述自由构件上；

所述各移动副支链，其一端固接在所述自由构件上，另一端滑设在所述支撑平台上形成移动副。

所述各移动副支链滑设在所述支撑平台上的一端还固接有第一滑块，在所述第一滑块的两侧各设有一个与所述支撑平台垂直固接的导向板，所述第一滑块只能沿所述导向板在所述支撑平台上移动。

所述构件连接件包括有：

在所述支撑平台的上、下两侧对称设置的两个第一连接件，其一端与所述自由构件固接，另一端为滑槽；

两个第一球面副连接件，其与所述两个第一连接件一一对应串联连接，所述各第一球面副连接件的一端为滑设在所述滑槽中的第二滑块，所述各第一球面副连接件的另一端与所述各球面副中的一个球铰固接；

第二球面副连接件为一根连接杆，其两端与所述各球面副中的另一个球铰固接。

所述第二滑块与所述滑槽之间填有能够起位移补偿作用的弹性元件。

所述各组合副支链上还固设有第二连接件，所述第二连接件的一端固接在所述第二球面副连接件的中部，其另一端固设有第三滑块，所述第三滑块能够在所述支撑平台上自由滑动形成滑动副。

所述各球铰的中部均开设有通孔，所述构件连接件包括有长螺杆、两个构件连接板、两个支撑板及两对连接板：

所述长螺杆穿设在所述支撑平台上，其伸出所述支撑平台外的两端分别对称地依次穿设有所述一个球面副与所述一个支撑板，所述长螺杆的两个端头用螺母紧固在所述支撑板上；

所述各球面副的两个球铰中与所述支撑板相邻的球铰称为第一球铰，另一个球铰称为第二球铰，所述第二球铰中部的通孔为锥形孔；

所述各对连接板分别垂直固设在所述各支撑板的两端，所述两个构件连接板与所述两对连接板的位置一一对应、固接在所述自由构件的外侧壁面上；

穿设在所述长螺杆各端的所述构件连接板、支撑板、连接板与所述第一球铰固接在一起。

所述长螺杆伸出所述支撑平台外的两端还各穿设有一个垫板，所述垫板位于所述第二球铰相反于所述第一球铰的一侧，所述垫板在其对应于所述长螺杆贯穿的部位开设有锥形孔。

在所述垫板与所述第二球铰之间、以及在所述螺母与所述支撑板之间分别设有弹性元件。