[实用新型]一种二自由度并联机构

说明书

技术领域

本实用新型是一种机械传动结构，特别是二自由度并联机构。

背景技术

在国内，少自由度并联机构研究已有20年历史，但是进展却是甚慢。与串联机构相比，并联机构具有运动惯量低、刚度大、灵巧度高、体积小和功率重量比高等许多优点，二自由度并联机构可应用于3D打印机，数控机床，激光切割机等领域。

随着科技的发展，以及人们对机构的精度，空间占有率要求愈发高涨，这对并联机构的优化尤为重要。例如，13年来自荷兰一公司的3D打印机MARK34，其平面采用H-Bot机构动力学原理，特点是结构简单，精度高，速度快，但是H-Bot机构由单根同步带带动运动滑块，其旋转误差较大。后来有人改善了H-Bot机构，命名为改进型Core-XY机构，改善了H-Bot机构反向运动带来的旋转误差，但又带来了空间使用率不高的问题。

发明内容

为了解决现有二自由度并联机构中工作滑块的旋转误差、大尺寸机构刚度不大、空间占有率不高的问题，提供一种二自由度并联机构，该机构空间占有率高、机构的驱动力大、速度高、旋转误差小。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种二自由度并联机构，该机构包括操作平台、驱动电机、导轨、导套、滑块，以及同步带；

驱动电机安装在操作平台两侧，驱动电机输出端安装有带轮；两支Y向导轨安装在操作平台两侧，在两支Y向导轨上各安装有一只移动滑块，两只移动滑块间安装有X向导轨，工作滑块安装在X向导轨上；

在两只移动滑块上各安装有一只换向轴套，换向轴套为上下两层导套结构；操作平台在两侧Y向对应于带轮的另一端安装有传动轴套；

第一同步带连接于工作滑块两端，第一同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的下层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套、异侧的传动轴套、异侧的换向轴套的下层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端；

第二同步带连接于工作滑块两端，第二同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的上层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套、异侧的传动轴套、异侧的换向轴套的上层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端；

第一同步带与第二同步带安装于不同的水平面。

上述的一种二自由度并联机构，操作平台在两侧Y向导轨对应于带轮的另一端分别安装有两只传动轴套；

第一同步带连接于工作滑块两端，第一同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的下层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套的下层导套、异侧的传动轴套的下层导套、异侧的换向轴套的下层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端；

第二同步带连接于工作滑块两端，第二同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的上层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套的上层导套、异侧的传动轴套的上层导套、异侧的换向轴套的上层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端。

上述的一种二自由度并联机构，操作平台在两侧Y向导轨对应于带轮的另一端分别安装有一只传动轴套，这两只传动轴套为上下两层导套结构；

第一同步带连接于工作滑块两端，第一同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的下层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套的下层导套、异侧的传动轴套的下层导套、异侧的换向轴套的下层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端；

第二同步带连接于工作滑块两端，第二同步带从工作滑块一端依次从这一侧的换向轴套的上层导套、同侧的第一带轮、同侧的传动轴套的上层导套、异侧的传动轴套的上层导套、异侧的换向轴套的上层导套绕过，再固定于工作滑块的另一端。

上述的一种二自由度并联机构，其特征在于操作平台由整块板材加工而成。

上述的一种二自由度并联机构，所述的板材为铝制材料。

两个驱动电机各自带动一条同步带，同时控制工作滑块，这样解决了以往并联机构中由一条同步带驱动工作滑块而造成的旋转误差，提高了机构的驱动力以及稳定性。

用整块铝合金材料加工工作台，在成本大致相同的情况下，提高了机构刚度，减少机构噪音。以铝合金材料制作工作台，减少了机构运动过程的噪音，提高了机构刚度，极大地提高了驱动电机的散热性，有利于机构长期稳定的运行。

以单只的具有上下层导套结构的换向轴套，取代了现有的两只换向轴套，改善了改进并联机构中同步带的布局，并且大大提高了X-Y传动平台在工作空间上的占有率。

与改进型的Core-XY机构相比，可将同侧的两只传动轴套合并为具有上下层导套结构的一只传动轴套，同样也可以提高空间占有率。