[发明专利]一种对称型三转动并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及三转动并联机构，尤其涉及对称型三转动并联机构。

背景技术

三转动并联机构在工业领域具有广泛的应用前景，可用于星间链路卫星的定位追踪装置，机器人肩/腕关节，微创手术机器手等。上述应用均要求三转动并联机构结构具有对称性，速度快，转动空间较大等优点。

目前，已提出的三转动并联机构主要存在以下不足：1)结构不具备对称性，导致机构运动学、动力学性能在工作空间内不对称。如专利CN101590650B所述的空间三转动并联机构具有三个主动支链，其中两个支链的组成为球铰链-移动副-球铰链，另一个支链由三个轴线相互正交的转动副组成。机构运动学和动力学不具有不对称。2)受支链结构或运动副的限制，机构无法实现转动速度较快、转角较大的运动。如专利CN102120299B所述的空间三转动并联机构的支链组成复杂，难以实现大转角运动。专利CN1189288C所述机构由三条结构相同的“万向节-移动副-圆柱副”组成，由于移动副和圆柱副的限制，该类机构无法实现高速转动。

综上所述，现有的空间三转动并联机构不利于高速、转角大的应用场合。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种结构对称、可实现速度快、转动空间较大的对称型三转动并联机构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一种对称型三转动并联机构，它由静平台、动平台和连接动、静平台的第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链构成，所述静平台外壁圆周方向上设置有环形导轨；

所述第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链具有相同的机械结构，均包括与环形导轨滑动连接的滑块，所述滑块通过球铰链与连杆一端转动连接，所述连杆另一端通过转动副与所述动平台转动连接；

静平台平面与动平台平面相互平行时作为机构的初始位形，在初始位形下，动平台中心轴线与静平台中心轴线共线，所述第一主动支链、第二主动支链和第三主动支链的转动副相对动平台中心轴线成120度对称分布，三条主动支链的转动副的转动轴线共面并汇交于动平台中心点。

本发明的优点在于：

本发明的一种对称性三转动并联机构全部支链具有相同的机械结构，且各支链相对动平台中心轴线成120度空间对称分布，机构具有空间对称结构，运动学性能与动力学性能具有对称性，机构各支链由环形导轨、球铰链和转动副连接，结构简单，无过约束，可实现空间高速、大转角三维转动，可应用于卫星追踪定位，机器人肩/腕关节姿态调整等场合。

附图说明

图1是本发明的一种对称型三转动并联机构的结构示意图；

图2是图1所示的机构中的主动支链的结构示意图；

附图标记：静平台 1 第一主动支链 2 第二主动支链 3 第三主动支链 4 动平台 5 滑块 6 球铰链 7 连杆 8 转动副 9 动平台中心点 P 静平台中心点 O球铰链中心点 A 静平台中心轴线 a 动平台中心轴线 b 转动副轴线 c

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

如附图所示的本发明的一种对称型三转动并联机构，它由静平台1、动平台5和连接动、静平台的第一主动支链2、第二主动支链3和第三主动支链4构成，所述静平台外壁圆周方向上设置有环形导轨；

所述第一主动支链2、第二主动支链3和第三主动支链4具有相同的机械结构，均包括与环形导轨滑动连接的滑块6，所述滑块通过球铰链7与连杆8一端转动连接，所述连杆8另一端通过转动副9与所述动平台5转动连接；

静平台平面与动平台平面相互平行时作为机构的初始位形，在初始位形下，动平台中心轴线b与静平台中心轴线a共线，所述第一主动支链2、第二主动支链3和第三主动支链4的转动副9相对动平台中心轴线b成120度对称分布，三条主动支链的转动副轴线c共面并汇交于动平台中心点P。

下面再结合每一幅图对本发明加以详细说明。

如图1所示，本发明的一种对称型三转动并联机构，由静平台1、动平台5和连接动、静平台的第一主动支链2、第二主动支链3和第三主动支链4构成。

在所述静平台1上设置有环形导轨，所述静平台1与滑块6滑动连接，使滑块6沿环形轨道实现圆周连续移动。