[发明专利]可调式3-PXY并联机构

说明书

本发明提供一种可调式3‑PXY并联机构，该机构机型可变，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，各分支均包括移动副P、第一可调式运动副X、连杆和第二可调式运动副Y。本发明中，可调式运动副X/Y为一种类型可变的运动副，其类型可调为：球副S、虎克铰U、转动副R以及固定连接。根据不同的工况需求，改变移动副与定平台的夹角能得到不同的分支布局。改变可调式运动副X/Y的连接方式，可构建不同类型的运动分支，实现不同运动特性的3‑PXY运动平台的搭建，达到“一机多用”的效果。

技术领域

本发明属于机器人和机械制造领域，特别是涉及一种可调节式3-PXY的并联机构。

背景技术

并联机构作为主机构的装备已在并联机床、运动模拟器、对接装置、医疗装备、六维力和力矩传感器等领域得到广泛应用。本发明提出一种可调式3-PXY并联机构，采用一种可调式运动副，在不需要拆换运动副的条件下，即可实现运动副类型的改变，得到不同运动特性的运动平台，达到“一机多用”的功能。

目前，关于可调式并联机构的研究，如中国专利CN201110054780.4公开了一种自由度可变的机构，提出将滑块通过连接件固定在虎克铰内壁不同的位置，以此来调节支链的自由度得到可变自由度机构。中国专利CN201410146578.8公开了一种运动模式可在二维平移和二维转动之间转换的二自由度并联机械手腕。此发明提出：上连杆与下连杆通过球型连杆进行不同角度的组合连接，机构可实现运动模式的转变。中国专利CN201410087943.2提出了一种自由度可变的并联变胞平台，该平台通过改变转动副与连杆的连接方式可实现平台三自由度和六自由度间的转化。

发明内容

针对以上情况，本发明为弥补现有技术的不足，提出了一种机型灵活，适应性强，工作空间可变，仅通过改变运动副内的连接方式即可改变机型的3-PXY并联机构。

本发明提供一种可调式3-PXY并联机构，其包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支，所述三条分支包括第一分支、第二分支和第三分支，所述各分支的两端分别与所述定平台和动平台的各端点连接，所述三条分支均为驱动分支，且所述各支中的移动副均为驱动副；所述第一分支、第二分支和第三分支均由移动副P、第一可调式运动副X、连杆和第二可调式运动副Y构成PXY串联分支；所述移动副P通过直线运动模组来实现，直线运动模组固定于连接板上；所述第一可调式运动副X和第二可调式运动副Y，其分别包括外铰座、中铰座、内铰座、十字轴、第一转动副调节件、第二转动副调节件和第三转动副调节件，所述外铰座上的轴承孔，通过轴承与中铰座上的轴配合，形成第一转动副；中铰座上的轴承孔，通过轴承与十字轴第一轴配合，形成第二转动副；所述内铰座上的轴承孔，通过轴承与十字轴第二轴配合，形成第三转动副；所述定平台与移动副P的第一端连接，所述移动副P的第二端与所述角度件的第一端连接，所述角度件的第二端与所述第一可调式运动副X的外端面连接，所述第一可调式运动副X的内端面与所述连杆的第一端连接，所述连杆的第二端与所述第二可调式运动副Y的外端面连接，所述第二可调式运动副Y的内端面与动平台连接；所述第一可调式运动副X的第一转动副轴线垂直于所述角度件，所述连杆垂直于第一可调式运动副X的第三转动副轴线垂直于第二可调式运动副Y的第三转动副轴线，所述第二可调式运动副Y的第一转动副轴线垂直于动平台。

优选地，所述第一转动副调节件，第一端通过螺栓连接在外铰座上，第二端通过螺钉连接在中铰座上，使外铰座与中铰座固连，以限制第一转动副的转动；所述第二转动副调节件，第一端通过螺钉连接中铰座上，第二端通过螺栓连接在十字轴上，以约束十字轴端面使之与外铰座内端面平行，从而限制第二转动副的转动；所述第三转动副调节件，第一端通过螺栓连接十字轴上，第二端通过螺钉连接在内铰座上，以约束十字轴端面使之与内铰座内端面平行，从而限制第三转动副的转动。

优选地，所述连接板可通过连接不同的肋板端面或直接连接定平台，获得不同的分支布局。

本发明的有益效果为：

(1)、使用相同的运动支链，通过调节运动副的连接方式，能得到不同的机构构型；