[发明专利]两自由度球面运动并联机构

权利要求书

1.一种两自由度球面运动并联机构，其特征在于，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，

所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；

所述第二对称运动分支由第一圆柱副、第三连杆、第四转动副、第四连杆和第二圆柱副构成CRC串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一圆柱副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第四转动副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二圆柱副与所述末端连杆的第二端相连，所述第四转动副中心轴线经过所述第一圆柱副转动副轴线与第二圆柱副转动副轴线的交点，过所述交点且同时与所述第一圆柱副中的移动副轴线和第二圆柱副中的移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。

2.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第二转动副轴线与所述第四转动副轴线间的连线、所述第四转动副轴线与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。

3.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第一球心为两自由度球面运动并联机构的转动中心。

4.根据权利要求1所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述固定连杆所在平面的圆弧圆心、第一连杆所在平面的圆弧圆心、第二连杆所在平面的圆弧圆心以及末端连杆所在平面内的圆弧圆心均重合于所述第一球心，且所述固定连杆所在平面的圆弧半径、第一连杆所在平面的圆弧半径、第二连杆所在平面的圆弧半径以及末端连杆所在平面内的圆弧半径相等。

5.一种两自由度球面运动并联机构，其特征在于，其包括固定连杆、末端连杆以及设置在所述固定连杆与末端连杆之间的第一对称运动分支和第二对称运动分支，

所述第一对称运动分支由第一转动副、第一连杆、第二转动副、第二连杆和第三转动副构成RRR串联分支，所述第一连杆的第一端通过所述第一转动副与所述固定连杆的第一端相连，且所述第一连杆的第二端通过所述第二转动副与所述第二连杆的第一端相连，所述第二连杆的第二端通过所述第三转动副与所述末端连杆的第一端相连，且所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆均呈弧形结构，所述固定连杆、第一连杆以及第二连杆所在平面的圆弧圆心在空间中均重合于一点，即第一球心，且所述第一转动副、第二转动副以及第三转动副的中心轴线均汇交于所述第一球心；

所述第二对称运动分支由第一移动副、第三连杆、第一球副、第四连杆和第二移动副构成PSP串联分支，所述第三连杆的第一端通过所述第一移动副与所述固定连杆的第二端相连，且所述第三连杆的第二端通过所述第一球副与所述第四连杆的第一端相连，所述第四连杆的第二端通过所述第二移动副与所述末端连杆的第二端相连，过所述第一球副转动中心且同时与所述第一移动副轴线和第二移动副轴线垂直的直线不过所述第一球心。

6.根据权利要求5所述的两自由度球面运动并联机构，其特征在于，所述第二转动副轴线与所述第一球副转动中心间的连线、所述第一球副转动中心与所述第一球心间的连线以及所述第一球心与所述第二转动副轴线间的连线构成中间平面，所述固定连杆与末端连杆之间、所述第一对称运动分支中的第一连杆与第二连杆之间以及所述第二对称运动分支中的第三连杆与第四连杆之间均关于所述中间平面对称，且机构运动过程中所述固定连杆与末端连杆始终关于所述中间平面对称。