[发明专利]两转动两移动并联加工摆头机构

说明书

本发明公开一种两转动两移动并联加工摆头机构，其包括固定筒、四组直线驱动模块、四条连杆分支、以及带有加工主轴的动平台。固定筒上固定有四组直线驱动模块，其中一组第一直线驱动模块和一组第二直线驱动模块固定在固定筒左右对称面内，两组第二直线驱动模块固定在固定筒左右对称面两侧；第二直线驱动模块和第三直线驱动模块的伸出筒结构相同，且穿过第一直线驱动模块的伸出筒；两条第一连杆分支的一端通过转动铰链分别与两组第一直线驱动模块的移动端连接，两条第二连杆分支的一端通过球铰分别与两组第二直线驱动模块的移动端连接，连杆分支的另一端与动平台通过万向铰连接。本发明动态性能好，刚度高，加工精度高，实现曲面加工。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种两转动两移动并联加工摆头机构。

背景技术

并联加工头相比串联机构具有刚度大、精度高、自由度多等优点，应用于机械加工领域可实现曲面加工，有效的提高加工精度，对一个国家的航空航天、船舶、精密器械、医疗装备等行业有重要的影响力。

目前并联加工头多为三自由度并联机构，如Z3主轴头。现有技术中，申请号为200910228104.7的专利文献中公开了一种可以实现二维平动二维转动的并联机构，其包括固定架、动平台以及四条支链结构，本发明中的支链结构大体是由直线单元以及定长杆件组成，四条支链呈四周型均匀布置，存在奇异性问题，在实际应用中对伺服电机的要求较高甚至损坏伺服电机。申请号为201010507587.7的专利文献中公开了一种空间四自由度并联机构及喷涂机器人，其中喷涂作业机构为四分支并联机构，四个直线驱动分支直接驱动动平台，驱动杆摆动占用空间较大，不适合作为并联加工头的机构，且该机构布置形式存在奇异性问题，运动状态欠佳。解决奇异性问题，是将并联加工头应用于生产实践的关键。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种两转动两移动的并联加工摆头机构，其能够用于加工复杂曲面，刚度高、成本低、安装方便的四自由度并联加工摆头。

本发明的技术方案如下：

一种两转动两移动并联加工摆头机构，其包括固定筒、直线驱动模块、连杆以及动平台；所述动平台带有加工主轴，所述加工主轴设置在所述动平台的第一表面，所述连杆转动连接至所述动平台的第二表面，所述直线驱动模块包括第一直线驱动模块、第二直线驱动模块和第三直线驱动模块，其中一组第一直线驱动模块和一组第二直线驱动模块固定在固定筒左右对称面内，两组第三直线驱动模块固定在固定筒左右对称面两侧。

优选地，两条第一连杆的第一端通过转动铰链分别与第一直线驱动模块和第二直线驱动模块连接，各第一连杆的第二端通过万向铰与所述动平台连接，两条第二连杆的第一端通过万向铰分别与两组第三直线驱动模块连接，各第二连杆的第二端与所述动平台通过球铰连接。

优选地，两条所述第一连杆交叉布置。

优选地，所述第一直线驱动模块和第二直线驱动模块固定在固定筒左右对称面内，两组第三直线驱动模块对称固定在固定筒左右对称面两侧；两条第一连杆的第一端通过转动铰链分别与第一直线驱动模块和第二直线驱动模块的移动端连接，两条第二连杆的第一端通过球铰分别与两组第三直线驱动模块的移动端连接；各第一连杆和的第二端以及各第二连杆和的第二端均与动平台通过万向铰连接，且四个万向铰链连接点在动平台的第二表面上沿圆周均匀布置，两条第一连杆为交叉布置。

优选地，其中一个第一连杆设置有沿其长度方向设置的通槽，另一条第一连杆从该第一连杆的槽中穿过，且两条第一连杆在运动中不产生干涉。