[发明专利]空间精确直线运动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间精确直线运动机构，它可以用作机械臂或操作手的直线运动关节。

背景技术

直线运动机构在制造装备、机器人、内燃机等领域有着非常广泛的应用。然而，现有的实现直线运动的手段大都依靠移动副约束实现，如曲柄滑块机构、凸轮机构、螺旋副机构、齿轮齿条机构等，该方式的缺点是加工制造复杂、成本高。虽然也有一些依靠连杆与旋转副实现的直线运动机构，但大部分为近似直线运动机构，如瓦特近似直线运动机构等，该类机构的缺点是运动的精度较低，对加工制造装配要求同样也较高。尽管也可以利用连杆和旋转副实现的准确直线运动机构，但都存在机构连杆约束关系复杂、各连杆对尺寸与装配形式要求苛刻，运动空间与体积比较小等缺点，因此并没有获得实际应用。这种情况下，设计一种结构简单、易于实现且仅存在旋转关节的精确直线运动机构将为机器人与机构设计提供新的解决方案将具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种重量轻，运动范围大、容易实现反向驱动，可以实现动平台沿空间固定方向的直线移动的空间精确直线运动机构。

本发明的空间精确直线运动机构，它包括固定平台和移动平台，它还包括中间平台I和中间平台II，所述的固定平台和中间平台II分别通过旋转副转动连接在左连杆I的两端，所述的中间平台II和移动平台分别通过旋转副转动连接在左连杆II的两端，所述的移动平台和中间平台I分别通过旋转副转动连接在右连杆II的两端，所述的中间平台I和固定平台分别通过旋转副转动连接在右连杆I的两端，所述的固定、移动平台和两个中间平台均为全等的等腰三角形，右连杆I、右连杆II、左连杆I、左连杆II为四个结构完全相同的连杆，在每一个平台等腰三角形两腰的相同位置各设置一个旋转轴，每个连杆的两端各设置有一个套筒，每个连杆两端的套筒彼此平行设置，每个连杆的每端套筒和与其对应设置的一个旋转轴转动套装相连构成所述的旋转副。

本发明空间直线运动机构与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本直线运动机构仅含旋转副，与包含移动副的直线运动机构相比，具有重量轻，运动范围大，制造方便且成本低等优点；

2)与通过移动副实现的直线运动机构相比，本发明可容易实现反向驱动；

3)本发明为精确直线运动机构，通过设计机构内相关部件的形式，可以实现动平台沿空间任意方向的直线移动。

附图说明

图1为本发明空间精确直线运动机构的总体示意图；

图2为本发明空间精确直线运动机构的一种驱动形式的示意图；

图3为本发明空间精确直线运动机构的直线运动过程示意的侧视图；

图4为图1所示的机构的所有平台为等腰直角三角形时的运动情况。

1-固定平台    2-移动平台  3-中间平台I   4-中间平台II    5-右连杆I

6-右连杆II    7-左连杆I   8-左连杆II    9-直线  12、13-导向柱

11、22、33-直线运动过程中移动平台的三个位置  51-右从动轮  71-左从动轮

52、72-传动钢丝  14-主动齿轮  15-从动齿轮

具体实施方式

下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明技术做进一步的说明：