[发明专利]一种具有耦合分支的两转动两移动并联机构有效

专利信息
申请号: 202110576241.0 申请日: 2021-05-26
公开(公告)号: CN113319823B 公开(公告)日: 2022-07-19
发明(设计)人: 温如风 申请(专利权)人: 山东管理学院
主分类号: B25J9/00 分类号: B25J9/00
代理公司: 杭州九洲专利事务所有限公司 33101 代理人: 王之怀;王洪新
地址: 250357 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 耦合 分支 转动 移动 并联 机构
【说明书】:

发明涉及一种并联机构。技术方案是:一种具有耦合分支的两转动两移动并联机构,包括基座、动平台以及分别并联连接在基座与动平台之间的第一分支、第二分支和第三分支;其特征在于:该并联机构还包括连接在第一分支与第二分支之间的第四分支;所述第一分支包括依序连接于基座与动平台之间的第一转动副、第一移动副以及第一虎克铰;所述第二分支包括依序连接于基座与动平台之间的第二转动副、第二移动副以及第二虎克铰;所述第三分支包括依序连接于基座与动平台之间的第一球副、第三移动副以及第二球副;所述第四分支包括依序连接于第一移动副与第二移动副之间的第三转动副、第四移动副以及第四转动副。该并联机构能够减小运行中的奇异位形。

技术领域

本发明涉及一种并联机构,具体是一种具有耦合分支的两转动两移动并联机构。

背景技术

传统并联机构的动平台通过两条以上的分支与基座相连,具有多闭环结构。由于其结构具有刚度好、负载能力高、操作速度快等优点,在分拣、运动模拟等领域得到了成功应用。但是,传统的并联机构中,各分支独立地支撑动平台,容易产生奇异位形、刚度退化等问题。针对这个问题,学者们在并联机构的分支间添加耦合分支,提出了广义并联机构的概念。相较于传统并联机构,具有耦合分支的广义并联机构在刚度、精度等方面更具优势。

在众多少自由度机构中,动平台输出两转动两移动运动(2R2T)的机构一直被广泛关注,这类机构在加工机械、农业机械、医疗手术器械等领域有潜在的应用前景。目前,针对单独的含耦合分支的广义并联机构以及单独的2R2T并联机构已有较多研究,而含耦合分支的2R2T并联机构尚未见相关研究。因此,需要设计一种新型的具有耦合分支的2R2T并联机构,以便在兼顾2R2T并联机构优点的条件下,有效地提升并联机构的刚度性能。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足,提供一种具有耦合分支的两转动两移动并联机构,该并联机构的动平台在空间中应能实现两个转动和两个移动的位姿变换,并应具有结构简单、减小机构的奇异位形、提升机构刚度的优点。

本发明提供的技术方案是:

一种具有耦合分支的两转动两移动并联机构,包括基座、动平台以及分别并联连接在基座与动平台之间的第一分支、第二分支和第三分支;其特征在于:该并联机构还包括连接在第一分支与第二分支之间的第四分支;

所述第一分支包括依序连接于基座与动平台之间的第一转动副、第一移动副以及第一虎克铰;所述第二分支包括依序连接于基座与动平台之间的第二转动副、第二移动副以及第二虎克铰;所述第三分支包括依序连接于基座与动平台之间的第一球副、第三移动副以及第二球副;所述第四分支包括依序连接于第一移动副与第二移动副之间的第三转动副、第四移动副以及第四转动副;

所述第一转动副、第二转动副、第三转动副、第四转动副、第一虎克铰的第一转轴以及第二虎克铰的第一转轴轴线相互平行;所述第一虎克铰的第二转轴以及第二虎克铰的第二转轴轴线同轴布置。

所述第一转动副中心与第一球副中心之间的距离,等于第二转动副中心与第一球副中心之间的距离。

所述第一转动副中心与第一球副中心之间的连线,垂直于第二转动副中心与第一球副中心之间的连线。

所述第一虎克铰中心与第二球副中心之间的距离,等于第二虎克铰中心与第二球副中心之间的距离。

所述第一虎克铰中心与第二球副中心之间的连线,垂直于第二虎克铰中心与第二球副中心之间的连线。

所述第一虎克铰中心与第三转动副中心之间的距离,等于第二虎克铰中心与第四转动副中心之间的距离。

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