[实用新型]一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头

权利要求书

1.一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：包括电主轴(1)、加工台(2)、框架(16)、三个相同的驱动分支以及冗余驱动分支，所述驱动分支均包含电机-减速器模块一(8)、转盘一(6)、连杆一(5)、铰座一(4)和铰座二(3)，所述电机-减速器模块一(8)通过第五转动副(R₅)对转盘一(6)进行转动驱动，转盘一(6)边缘两侧设有一对耳轴，其通过第四转动副(R₄)与连杆一(5)一端相铰接，连杆一(5)的另一端通过第三转动副(R₃)与铰座一(4)相铰接，铰座一(4)与铰座二(3)分别通过第一转动副(R₁)和第二转动副(R₂)进行铰接，铰座二(3)固连于加工台(2)上，加工台(2)中心装有电主轴(1)；所述第一转动副(R₁)、第二转动副(R₂)和第三转动副(R₃)的转动轴线相互正交；

冗余驱动分支包括冗余驱动单元(9)和球铰座(12)，冗余驱动单元(9)一端固连于框架(16)上，另一端通过球铰链(S)与球铰座(12)铰接；

方案一：三个驱动分支呈中心对称形式固连于框架(16)内侧，且其沿框架(16)底面方向投影的中心线互成120°；所述冗余驱动分支的自身中心线在初始形态下与加工台(2)中心线重合，其球铰座(12)中心线始终与电主轴(1)中心线方向一致；

或方案二：三个驱动分支与一个冗余驱动分支呈中心对称形式固连于框架(16)内侧，且其沿框架(16)底面方向投影的相邻两中心线互相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：所述冗余驱动单元(9)包括内框架(10)、伸缩杆(11)和电动缸缸体，所述内框架(10)外侧耳轴与框架(16)通过第六转动副(R₆)铰接，内框架(10)内侧与电动缸缸体外侧的耳轴通过第七转动副(R₇)铰接，电动缸缸体与伸缩杆(11)通过移动副(P)进行冗余驱动，伸缩杆(11)一端通过球铰链(S)与球铰座(12)铰接，球铰座(12)固连于电主轴(1)的安装座上。

3.根据权利要求2所述的一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：所述冗余驱动分支第六转动副(R₆)和第七转动副(R₇)的轴线交点始终在框架(16)的轴向中心线上，电动缸缸体自身中心线在初始形态下与加工台(2)中心线重合，其球铰座(12)中心线始终与电主轴(1)中心线方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：所述冗余驱动单元(9)包括电机-减速器模块二(22)、转盘二(17)、连杆二(18)、连杆三(19)、铰座三(20)和铰座四(21)，所述电机-减速器模块二(22)通过第六转动副(R₆)对转盘二(17)进行转动驱动，转盘二(17)边缘两侧设有一对耳轴，其通过第七转动副(R₇)与连杆二(18)的一端相铰接，连杆二(18)的另一端通过第八转动副(R₈)与连杆三(19)的一端相铰接，连杆三(19)的另一端通过第九转动副(R₉)与铰座三(20)相铰接，铰座三(20)与铰座四(21)分别通过第十转动副(R₁₀)和第十一转动副(R₁₁)进行铰接，铰座四(21)固连于加工台(2)上。

5.根据权利要求4所述的一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：所述三个驱动分支与一个冗余驱动分支呈中心对称形式固连于框架(16)内侧，且沿框架(16)底面方向投影的相邻两中心线互相垂直；所述第七转动副(R₇)和第八转动副(R₈)的轴线互相垂直。

6.根据权利要求5所述的一种四分支三自由度冗余驱动式并联加工头，其特征在于：所述第九转动副(R₉)、第十转动副(R₁₀)和第十一转动副(R₁₁)的轴线相互正交。