[发明专利]转动运动和平动运动单独控制的空间六自由度机构

摘要

转动运动和平动运动单独控制的空间六自由度机构，包括机架、第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链、第四运动支链、第五运动支链、第六运动支链、平动台以及球面运动链。所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链共同驱动平动台做三维平动运动；所述第四运动支链、第五运动支链和第六运动支链共同驱动球面运动链运动，球面运动链可实现绕球心的三维转动运动。本发明平动运动与转动运动由不同的支链单独控制，机构运动学正、逆解求解容易，控制方便，且驱动电机均安装在机架上，杆件可以做成轻杆，有效降低机构重量，机构刚性好、惯量小、动力学性能好。

主权项

转动运动和平动运动单独控制的空间六自由度机构，包括机架、第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链、第四运动支链、第五运动支链、第六运动支链、平动台以及球面运动链，其特征在于：所述第一运动支链由第一伺服电机、第一主动杆、第一连杆和第二连杆组成，第一主动杆一端通过第一转动副与安装在机架上的第一伺服电机连接，第一主动杆另一端通过第一虎克铰（或球面副）和第二虎克铰（或球面副）与第一连杆和第二连杆连接，第一连杆另一端通过第三虎克铰（或球面副）与平动台连接，第二连杆另一端通过第四虎克铰（或球面副）与平动台连接，所述第二运动支链由第二伺服电机、第二主动杆、第三连杆和第四连杆组成，第二主动杆一端通过第二转动副与安装在机架上的第二伺服电机连接，第二主动杆另一端通过第五虎克铰（或球面副）和第六虎克铰（或球面副）与第三连杆和第四连杆连接，第三连杆另一端通过第七虎克铰（或球面副）与平动台连接，第四连杆另一端通过第八虎克铰（或球面副）与平动台连接，所述第三运动支链由第三伺服电机、第三主动杆、第五连杆和第六连杆组成，第三主动杆一端通过第三转动副与安装在机架上的第三伺服电机连接，第三主动杆另一端通过第九虎克铰（或球面副）和第十虎克铰（或球面副）与第五连杆和第六连杆连接，第五连杆另一端通过第十一虎克铰（或球面副）与平动台连接，第六连杆另一端通过第十二虎克铰（或球面副）与平动台连接，所述第四运动支链由第四伺服电机、第七连杆和第八连杆、第一锥齿轮和第二锥齿轮组成，第七连杆一端通过第十三虎克铰与安装在机架上的第四伺服电机连接，第七连杆另一端通过第一移动副与第八连杆连接，第八连杆另一端通过第十四虎克铰与第一锥齿轮连接，第一锥齿轮通过第四转动副与平动台连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮通过第五转动副与平动台连接，所述第五运动支链由第五伺服电机、第九连杆和第十连杆、第三锥齿轮和第四锥齿轮组成，第九连杆一端通过第十五虎克铰与安装在机架上的第五伺服电机连接，第九连杆另一端通过第二移动副与第十连杆连接，第十连杆另一端通过第十六虎克铰与第三锥齿轮连接，第三锥齿轮通过第六转动副与平动台连接，第三锥齿轮与第四锥齿轮啮合，第四锥齿轮通过第七转动副与平动台连接，所述第六运动支链由第六伺服电机、第十一连杆和第十二连杆、第五锥齿轮和第六锥齿轮组成，第十一连杆一端通过第十七虎克铰与安装在机架上的第六伺服电机连接，第十一连杆另一端通过第三移动副与第十二连杆连接，第十二连杆另一端通过第十八虎克铰与第五锥齿轮连接，第五锥齿轮通过第八转动副与平动台连接，第五锥齿轮与第六锥齿轮啮合，第六锥齿轮通过第九转动副与平动台连接，所述球面运动链由第十三连杆、第十四连杆、第十五连杆、第十六连杆、第十七连杆、第十八连杆和球面台组成，第十三连杆一端通过第五转动副与第二锥齿轮连接，第十三连杆另一端通过第十转动副与第十四连杆连接，第十四连杆另一端通过第十一转动副与球面台连接，第十五连杆一端通过第七转动副与第四锥齿轮连接，第十五连杆另一端通过第十二转动副与第十六连杆连接，第十六连杆另一端通过第十三转动副与球面台连接，第十六连杆一端通过第九转动副与第六锥齿轮连接，第十六连杆另一端通过第十四转动副与第十七连杆连接，第十七连杆另一端通过第十五转动副与球面台连接，第五转动副、第七转动副、第九转动副、第十转动副、第十一转动副、第十二转动副、第十三转动副、第十四转动副、第十五转动副的轴线相交于一点。