[发明专利]一种含有五杆运动支链的可重构并联机构

摘要

一种含有五杆运动支链的可重构并联机构，涉及机器人技术领域。该机构包括动平台(33)、定平台(34)和第一、二、三支链(36、37、38)。第一支链(36)包括一个五杆可重构机构(35)和第一、二、三上部连接杆(30、31、32)。通过第一、二、三驱动电机(5、6、7)的驱动与锁定，五杆可重构机构(35)进入五个不同的工作模式。三条支链结构相同。每条支链通过底座(1)定位并安装在定平台(34)上；通过第三上部连接杆(32)上的U形端和动平台(33)上的三个圆柱套筒(39、40、41)相连。通过控制并联机构中三个五杆可重构机构进入不同的工作模式，机构的动平台(33)可以实现十种不同自由度的空间运动。

主权项

一种具有可重构自由度特性的并联机构，其特征在于，该并联机构包括：动平台(33)、定平台(34)和第一、二、三支链(36、37、38)；动平台(33)运动副分布为正三角形，其三个顶点上分别焊接第一、第二、第三圆柱套筒(39、40、41)，三个圆柱套筒的轴线相交于一点O1，O1点位于动平台(33)轴线上；第一支链(36)包括五杆可重构机构(35)、第一上部连接杆(30)、第二上部连接杆(31)和第三上部连接杆(32)；五杆可重构机构包括：底座(1)、第一电机座(2)、第二电机座(3)、第三电机座(4)、第一驱动电机(5)、第二驱动电机(6)、第三驱动电机(7)、第一联轴器(8)、第二联轴器(9)、第三联轴器(10)、第一主轴(11)、第二主轴(12)、第三主轴(13)、第一键、第二键、第三键、连杆一(14)、连杆二(15)、连杆三(16)、连杆四(17)、连杆五(18)、第一转轴(19)、第二转轴(20)、第三转轴(21)、第四转轴(22)、第五转轴(23)、第六转轴(24)、第七转轴(25)、第八转轴(26)、第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母、第五螺母、第六螺母、第七螺母、第八螺母；构成五杆可重构机构(35)的零部件之间的连接为：连杆一(14)固定在底座(1)上，第一驱动电机(5)、第二驱动电机(6)、第三驱动电机(7)分别安装在第一电机座(2)、第二电机座(3)上和第三电机座(4)上；第一套筒(27)通过第一主轴(11)和第一键与连杆一(14)上连接连杆二(15)的一端相连；第二套筒(28)通过第二主轴(12)和第二键与连杆二(15)的另一端相连；第三套筒(29)通过第三主轴(13)和第三键与连杆三(16)连接连杆四(17)的一端相连；第一主轴(11)的细端通过第一联轴器(8)与第一驱动电机(5)相连，第二主轴(12)的细端通过第二联轴器(9)与第二驱动电机(6)相连，第三主轴(13)的细端通过第三联轴器(10)与第三驱动电机(7)相连；连杆一(14)通过第一转轴(19)和第一螺母与连杆二(15)相连，连杆二(15)通过第二转轴(20)和第二螺母与连杆三(16)相连，连杆四(17)通过第三转轴(21)和第三螺母与连杆五(18)相连，连杆五(18)通过第四转轴(22)和第四螺母与连杆一(14)相连；连杆一(14)、连杆二(15)、连杆三(16)、连杆四(17)、连杆五(18)的圆柱套筒的轴线相互平行；连杆一(14)的两端圆柱套筒的轴线距离与连杆二(15)的两端圆柱套筒的轴线距离和连杆三(16)的两端圆柱套筒的轴线距离相等，等于连杆四(17)连接连杆三(16)的圆柱套筒的轴线与连杆四(17)连接连杆五(18)的圆柱套筒的轴线的距离，等于连杆五(18)的圆柱套筒的轴线与连杆五(18)的U形端上的两个通孔的轴线的距离；第一支链(36)中，固定在连杆四(17)上倾斜杆的圆柱套筒端通过第五转轴(23)和第五螺母与第一上部连杆(30)的U形端相连形成转动副，且当连杆二(15)上连接连杆三(16)的圆柱套筒轴线与连杆五(18)圆柱套筒端轴线重合时，倾斜杆的圆柱套筒轴线与连杆五(18)圆柱套筒端轴线相交于定平台(34)轴线上；第一上部连杆(30)的圆柱套筒端通过第六转轴(24)和第六螺母与第二上部连杆(31)的U形端相连形成转动副，第二上部连杆(31)的圆柱套筒端通过第七转轴(25)和第七螺母与第三上部连接杆(32)U形端相连形成转动副；第三上部连杆(32)的另一U形端通过第八转轴(26)和第八螺母与动平台(33)的圆柱套筒端相连形成转动副；第一、二、三支链(36、37、38)结构相同；构成具有可重构特性的并联机构的零部件之间的连接：第一支链(36)通过五杆可重构机构(35)中的连杆一(14)与固定在定平台(34)上的底座(1)通过螺栓连接；底座(1)均匀分布在以定平台(34)中心点O2为圆心的圆周上且与定平台(34)贴合；且五杆可重构机构连杆五(18)圆柱套筒端轴线与定平台(34)轴线相交于一点；第一、二、三支链(36、37、38)与定平台(34)和动平台(33)连接方式相同。