[实用新型]一种具备五维运动的并联机构

说明书

本实用新型公开了一种具备五维运动的并联机构，包括定平台、动平台、四条复杂支链，四条复杂支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、复杂支链Ⅲ、复杂支链Ⅳ组成；所述定平台与动平台通过四条复杂支链连接，四条复杂支链的复合运动构成了动平台的输出运动。本实用新型所构建的五维运动的并联机构其运动性能好，且使用平行四边形机构和子并联机构使得该机构的强度和刚度均较好，其能实现空间三维平动和二维转动，可用于工业复杂曲面的加工和焊接作业，是一种新型的并联机构，可以为加工制造提供帮助。

技术领域

本实用新型涉及一种具备五维运动的并联机构，属于并联机器人技术领域。

背景技术

由于德国工业4.0的提出，让世界上许多国家都意识到科学技术在人们生活中扮演者越来越重要的作用。现在我们已经进入到机器人2.0时代，美国和德国等发达国家正在通过机器人来率先实现第四次工业革命，中国则提出在《中国制造2025》也力求加入到各国的竞争中俩。并联机器人因为其输入误差不累积，刚度和强度较大，因此得到了业内的任何，也成为了机器人发展的难点和热点。对并联机构来说，虽然研究的成果比较多，然而对机器人结构的创新一直以来备受人们关注，我国在这方面也做出了巨大贡献。例如：燕山大学的黄真教授应用螺旋理论综合出许多并联机构，也得到了广泛的运用。而学者杨廷力提出了方位特征集的概念，基于此也发展了许多的并联机器人。杨廷力提出并联机构的创新主要来自两个方面，一个方面是进行不同运动副构成不同的支链，即提出新支链，另一方面是进行不同的支链组合。

因为五自由度的并联机构在国际上依然研究不多，为了增加该类型的机构，也为优选机构作参考，有必要构建三维移动和两维转动的五维并联机构，以通过其实现空间复杂曲面的加工，并将其运用于其他工业领域。

发明内容

本实用新型提供了一种具备五维运动的并联机构，通过四条复杂支链连接动、定平台构成，能够实现空间三维移动和二维转动，可用于空间复杂曲面的加工。

本实用新型的技术方案是：一种具备五维运动的并联机构，包括定平台N、动平台M、四条复杂支链，四条复杂支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、复杂支链 Ⅲ、复杂支链Ⅳ组成；

所述定平台N与动平台M通过四条复杂支链连接，四条复杂支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；

所述复杂支链Ⅰ和复杂支链Ⅱ结构相同，两者均对动平台M产生三维移动和两维转动的作用；

所述复杂支链Ⅲ和复杂支链Ⅳ结构相同，两者均对动平台M产生三维移动和两维转动的作用。

所述复杂支链Ⅰ和复杂支链Ⅱ内含一个由四个转动副构成的平行四边形机构，复杂支链Ⅲ和复杂支链Ⅳ内含三维移动机构；

所述四条复杂支链一端的运动副分别与定平台N连接，四条复杂支链另一端的运动副分别与动平台M的四个角连接，四条复杂支链不相交，位于动平台M上的四个运动副为转动副且转动副的轴线相互平行，位于定平台N上的复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ的运动副为转动副或移动副且运动副的轴线相互平行且与位于动平台M上的四个运动副轴线垂直。

所述复杂支链Ⅰ由转动副R11、转动副R12、转动副R13、转动副R14、由四个转动副构成的具备一维移动的平行四边形机构ABCD、第一连接杆1、第二连接杆2组成，平行四边形机构由转动副A、转动副B、转动副C、转动副D构成；转动副R11能由移动副代替；

其中第一连接杆1一端通过转动副R11与定平台N相连，第一连接杆1另一端通过转动副R12与平行四边形机构ABCD一条边相连，平行四边形机构ABCD另一对边通过转动副R13与第二连接杆2一端相连，第二连接杆2另一端通过转动副R14与动平台M连接；转动副R11、转动副R12、转动副R13轴线平行，转动副R14轴线与转动副R13轴线垂直。

所述复杂支链Ⅲ由具备空间三维移动的子并联机构Y串联两个相互垂直的转动副R310和转动副R311构成；所述子并联机构Y由三条支链和子动平台Q组成；