專利名稱：新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種可實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動(dòng)和一維平動(dòng)作業(yè)功能的四自由度并聯(lián)機(jī)械手。
背景技術(shù)：
根據(jù)專利US6431802、ZL200610013608. 3可知，現(xiàn)有的三轉(zhuǎn)動(dòng)一平動(dòng)自由度并聯(lián)機(jī)械手一般為空間兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)輔以主動(dòng)擺頭的結(jié)構(gòu)形式。其中，空間兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)通過(guò)三條結(jié)構(gòu)相同的主動(dòng)支鏈連接機(jī)架與動(dòng)平臺(tái)，調(diào)節(jié)安裝在主動(dòng)支鏈上的伺服電機(jī)可使動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動(dòng)和一維平動(dòng)；主動(dòng)擺頭一般為電主軸結(jié)構(gòu)，固定安裝于動(dòng)平臺(tái)上的末端執(zhí)行器，使其產(chǎn)生繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而機(jī)械手具有四自由度，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)加工能力。此類機(jī)器人，由于伺服電機(jī)和減速器等安裝在主動(dòng)擺頭中，其不足是動(dòng)平臺(tái)的重量過(guò)大，影響機(jī)構(gòu)的快進(jìn)能力及動(dòng)態(tài)性能，不利于追求高剛度/質(zhì)量比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快進(jìn)能力及動(dòng)態(tài)性能好，剛度/ 質(zhì)量比大，動(dòng)平臺(tái)質(zhì)量小的空間三轉(zhuǎn)動(dòng)一平動(dòng)新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)架，從動(dòng)支鏈位于機(jī)架中央開(kāi)孔內(nèi)，所述機(jī)架中央開(kāi)孔與第一鉸鏈相連，所述第一鉸鏈包括外圈與內(nèi)圈，所述外圈通過(guò)外圈轉(zhuǎn)軸與機(jī)架中央開(kāi)孔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸與所述外圈轉(zhuǎn)動(dòng)相連， 所述外圈轉(zhuǎn)軸與內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸具有夾角，所述內(nèi)圈通過(guò)第二鉸鏈與所述從動(dòng)支鏈滑動(dòng)相連，所述第二鉸鏈為第一導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈關(guān)于機(jī)架中心軸線空間對(duì)稱放置在所述機(jī)架上，所述每一主動(dòng)支鏈均包括與機(jī)架外壁固定連接的壁板，在所述的壁板上設(shè)置有第二導(dǎo)軌，連接塊上固定安裝有第二滑塊，所述的第二滑塊能夠在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下沿壁板的軸線方向與第二導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，所述的連接塊通過(guò)具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第三鉸鏈與桿件相連，所述動(dòng)平臺(tái)包括主平臺(tái)，每一所述主動(dòng)支鏈的桿件下端均通過(guò)具有三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的第四鉸鏈與安裝在機(jī)架下方的主平臺(tái)相連，所述從動(dòng)支鏈的下端與所述主平臺(tái)頂壁固定連接，所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈的桿件下端分別通過(guò)與之對(duì)應(yīng)設(shè)置的具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第四鉸鏈與第三、第四、第五、第六滑塊相連，所述第三、第四、第五、第六滑塊在對(duì)應(yīng)主動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下分別與安裝在主平臺(tái)外壁上的第二導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，所述第二導(dǎo)軌沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置，在所述第三、第四、第五、第六滑塊上分別固定連接第二、第三、第四、第五螺母，所述第二、第三、第四、第五螺母分別與第二、第三、第四、 第五滾珠絲杠的一端相螺紋連接并且所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠另一端均安裝于設(shè)置在主平臺(tái)上的軸承內(nèi)，所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置，第
二、第四滾珠絲杠相對(duì)布置，第三、第五滾珠絲杠相對(duì)布置，所述第二、第四滾珠絲杠螺紋方向一致，所述第三、第五滾珠絲杠螺紋方向一致，所述第二、第四滾珠絲杠與第三、第五滾珠
3絲杠的螺紋方向相反，在所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠下端分別通過(guò)鍵連接第一、第 二、第三、第四齒輪，在主平臺(tái)中央設(shè)置一個(gè)與所述四個(gè)齒輪均可嚙合的中心齒輪，所述中 心齒輪的齒輪軸安裝于設(shè)置在主平臺(tái)上的軸承內(nèi)，在所述齒輪軸的下方固定連接有一末端 執(zhí)行器。本發(fā)明的新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的有益效果是動(dòng)平臺(tái)采用絲杠螺母 及四個(gè)齒輪與中心齒輪嚙合的結(jié)構(gòu)形式，滿足一定條件時(shí)可帶動(dòng)末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)繞自身軸 線轉(zhuǎn)動(dòng)，可有效減小動(dòng)平臺(tái)的質(zhì)量，提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能。該機(jī)器人可進(jìn)行模塊化結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)，剛度/質(zhì)量比大、快進(jìn)能力好、定位精度與重復(fù)定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示并聯(lián)機(jī)構(gòu)的俯視立體圖；圖3是圖1所示并聯(lián)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)支鏈結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1所示并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)平臺(tái)剖開(kāi)后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4所示的動(dòng)平臺(tái)內(nèi)齒輪嚙合示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。本發(fā)明的新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架1，第一、第二、第三、第四 主動(dòng)支鏈2、3、4、5，從動(dòng)支鏈6和動(dòng)平臺(tái)7。所述從動(dòng)支鏈6位于機(jī)架1中央開(kāi)孔內(nèi)，所述 機(jī)架1中央開(kāi)孔與第一鉸鏈8相連，所述第一鉸鏈8具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，包括外圈與內(nèi)圈， 所述外圈通過(guò)外圈轉(zhuǎn)軸與機(jī)架1中央開(kāi)孔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸與所述外 圈轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述外圈轉(zhuǎn)軸與內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸不共線，具有夾角。所述內(nèi)圈通過(guò)第二鉸鏈9與所述 從動(dòng)支鏈6滑動(dòng)相連，所述第二鉸鏈9具有一個(gè)移動(dòng)自由度，為第一導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，即所述 內(nèi)圈固定安裝第一滑塊，第一滑塊與固定安裝于從動(dòng)支鏈6上的第一導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，保證 從動(dòng)支鏈6可沿自身軸線方向移動(dòng)。所述第一、第二鉸鏈8、9也可采用其他具有相同運(yùn)動(dòng) 功能的鉸鏈形式。所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5具有相同的結(jié)構(gòu)形式，第 一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5沿機(jī)架圓周方向設(shè)置在所述機(jī)架1上。優(yōu)選的所述 第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5關(guān)于機(jī)架1中心軸線空間對(duì)稱放置在所述機(jī)架1 上。所述每一主動(dòng)支鏈均包括與機(jī)架1外壁固定連接的壁板10，在所述的壁板10上設(shè)置 有第二導(dǎo)軌13，連接塊14上固定安裝有第二滑塊，所述的第二滑塊能夠在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng) 下沿壁板10的軸線方向與第二導(dǎo)軌13滑動(dòng)相連。所述的連接塊14通過(guò)第三鉸鏈15與桿 件16相連，所述第三鉸鏈15具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，可采用虎克鉸等結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)選的所述的 驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述壁板10 —端的伺服電機(jī)11，所述伺服電機(jī)11輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器 與安裝在壁板10上的第一滾珠絲杠12相連，在所述的連接塊14上固定有與第一滾珠絲杠 12螺紋連接的螺母。則第一滾珠絲杠12與固定安裝在連接塊上的第一螺母螺紋連接形成 絲杠螺母副，第二導(dǎo)軌13與第二滑塊滑動(dòng)連接形成導(dǎo)軌滑塊副，保證連接塊14可沿第一滾 珠絲杠12軸線方向移動(dòng)。所述每一主動(dòng)支鏈的桿件下端均通過(guò)具有三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的第 四鉸鏈17與第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27相連，所述第四鉸鏈17可采用虎克鉸輔以自轉(zhuǎn)軸、球鉸鏈等結(jié)構(gòu)形式。所述動(dòng)平臺(tái)7包括主平臺(tái)18，第一、第二、第三、第四齒輪19、20、21、22與中心齒輪23。所述從動(dòng)支鏈6的下端與所述主平臺(tái)18的頂壁固定連接。所述第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27可在對(duì)應(yīng)主動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下與安裝在主平臺(tái)外壁的第二導(dǎo)軌28滑動(dòng)相連，所述第二導(dǎo)軌28沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置。在所述第三、第四、第五、第六滑塊24、25、 26、27上分別固定連接第二、第三、第四、第五螺母29、30、31、32，所述第二、第三、第四、第五螺母29、30、31、32分別與第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、34、35、36的一端相螺紋連接。所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、34、35、36沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置，所述第二、 第三、第四、第五滾珠絲杠另一端均安裝于設(shè)置在主平臺(tái)18上的軸承內(nèi)。第二、第四滾珠絲杠33、35相對(duì)布置，第三、第五滾珠絲杠34、36相對(duì)布置。所述第二、第四滾珠絲杠33、35螺紋方向一致，所述第三、第五滾珠絲杠34、36螺紋方向一致，所述第二、第四滾珠絲杠33、35 與第三、第五滾珠絲杠34、36的螺紋方向相反。在所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、
34、35、36下端分別通過(guò)鍵連接第一、第二、第三、第四齒輪19、20、21、22，在主平臺(tái)18的中央設(shè)置一個(gè)與所述四個(gè)齒輪均可嚙合的中心齒輪23，所述中心齒輪23的齒輪軸37安裝于設(shè)置在主平臺(tái)18上的軸承內(nèi)，在所述齒輪軸37的下方可固定連接一末端執(zhí)行器，如刀具、 手爪等。下面再結(jié)合每一幅圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示的本發(fā)明新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，由機(jī)架1，動(dòng)平臺(tái)7，位于機(jī)架I和動(dòng)平臺(tái)7之間的第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5和從動(dòng)支鏈6構(gòu)成。如圖2所示，所述從動(dòng)支鏈6通過(guò)第一、第二鉸鏈8、9與所述機(jī)架I相連。所述第一鉸鏈8具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，位于所述機(jī)架I的中央開(kāi)孔內(nèi)，包括外圈與內(nèi)圈，所述外圈通過(guò)外圈轉(zhuǎn)軸與機(jī)架I中央開(kāi)孔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸與所述外圈轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述外圈轉(zhuǎn)軸與內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸不共線。所述第二鉸鏈9具有一個(gè)移動(dòng)自由度，即所述內(nèi)圈固定安裝第一滑塊，與固定安裝于從動(dòng)支鏈6上的第一導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，保證從動(dòng)支鏈6可沿自身軸線方向移動(dòng)。如圖I和圖3所示，所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5具有相同結(jié)構(gòu)形式，所述每一主動(dòng)支鏈均包括與機(jī)架I外壁固定連接的壁板10，在所述的壁板10上設(shè)置有第二導(dǎo)軌13，連接塊14上固定安裝有第二滑塊，所述的第二滑塊能夠在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下沿壁板10的軸線方向與第二導(dǎo)軌13滑動(dòng)相連。所述的連接塊14通過(guò)第三鉸鏈15與桿件 16相連，所述第三鉸鏈15具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，可采用虎克鉸等結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)選的所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述壁板10 —端的伺服電機(jī)11，所述伺服電機(jī)11輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在壁板10上的第一滾珠絲杠12相連，在所述的連接塊14上固定有與第一滾珠絲杠12 螺紋連接的螺母。則第一滾珠絲杠12與固定安裝在連接塊上的第一螺母螺紋連接形成絲杠螺母副，第二導(dǎo)軌13與第二滑塊滑動(dòng)連接形成導(dǎo)軌滑塊副，保證連接塊14可沿第一滾珠絲杠12軸線方向移動(dòng)。所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5除了用伺服電機(jī)-滾珠絲杠作為驅(qū)動(dòng)方式外，還可采用液壓推桿、氣動(dòng)等其他任意一種可實(shí)現(xiàn)相同運(yùn)動(dòng)功能的結(jié)構(gòu)形式。如圖2和圖4所示，動(dòng)平臺(tái)7包括主平臺(tái)18，導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，絲杠螺母結(jié)構(gòu)，第一、 第二、第三、第四齒輪19、20、21、22與中心齒輪23。所述從動(dòng)支鏈6的下端與所述主平臺(tái)18的頂壁固定連接。所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5下端分別通過(guò)具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第四鉸鏈17與第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27相連。所述第四鉸鏈17 可采用虎克鉸輔以自轉(zhuǎn)軸、球鉸鏈等形式。所述主平臺(tái)18外壁沿C軸方向設(shè)置第二導(dǎo)軌 28，與所述第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27形成導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，則所述第三、第四、 第五、第六滑塊24、25、26、27可在對(duì)應(yīng)主動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下在主平臺(tái)18上沿C軸方向移動(dòng)。如圖4所示，所述主平臺(tái)18在沿C軸方向通過(guò)軸承連接第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、34、35、36。其中，第二、第四滾珠絲杠33、35相對(duì)布置，第三、第五滾珠絲杠34、36 相對(duì)布置。所述第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27上分別固定安裝第二、第三、第四、 第五螺母29、30、31、32，第二、第三、第四、第五螺母29、30、31、32分別與所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、34、35、36螺紋連接，形成絲杠螺母結(jié)構(gòu)。所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠33、34、35、36的下端分別固定連接結(jié)構(gòu)相同的第一、第二、第三、第四齒輪19、20、 21、22。則所述每一滑塊沿C軸移動(dòng)帶動(dòng)所述每一螺母移動(dòng)，從而通過(guò)絲杠螺母副的作用帶動(dòng)所述每一滾珠絲杠繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則第一、第二、第三、第四齒輪19、20、21、22產(chǎn)生繞C軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明的技術(shù)方案中所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5具有一個(gè)移動(dòng)自由度，可沿第二導(dǎo)軌方向移動(dòng)，所述每一主動(dòng)支鏈內(nèi)移動(dòng)部件與桿件16通過(guò)具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第三鉸鏈15相連，桿件下端通過(guò)具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第四鉸鏈17與第三、第四、第五、第六滑塊24、25、26、27相連，則所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈2、3、4、5對(duì)所述動(dòng)平臺(tái)7不提供約束作用。所述從動(dòng)支鏈6通過(guò)具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由的第一鉸鏈8和具有一個(gè)移動(dòng)自由度的第二鉸鏈9與所述機(jī)架I相連，從動(dòng)支鏈6下端與所述動(dòng)平臺(tái)7固定連接， 故動(dòng)平臺(tái)7可實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平動(dòng)自由度，即繞A軸、B軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和沿C軸的平動(dòng)。加上末端執(zhí)行器的繞C軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，本發(fā)明的新型空間三轉(zhuǎn)一平并聯(lián)機(jī)械手具有三維轉(zhuǎn)動(dòng)和一維平動(dòng)的自由度。末端執(zhí)行器繞C軸的轉(zhuǎn)動(dòng)見(jiàn)圖4與圖5。第二、第四滾珠絲杠33、35為右旋螺紋， 第三、第五滾珠絲杠34、36為左旋螺紋。當(dāng)?shù)谌?、第五滑塊24、26以相同的速度同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一、第三齒輪19、21產(chǎn)生逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)；第四、第六滑塊25、27以同樣的速度同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二、第四齒輪20、22也產(chǎn)生逆時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)。中心齒輪23同時(shí)與第一、第二、第
三、第四齒輪19、20、21、22嚙合，則所述四個(gè)齒輪產(chǎn)生同樣的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中心齒輪23產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)末端執(zhí)行器產(chǎn)生繞C軸的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。類似地，當(dāng)?shù)谌?、第五滑塊 24,26以相同的速度同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，第四、第六滑塊25、27以同樣的速度同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)， 中心齒輪23產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)末端執(zhí)行器產(chǎn)生繞C軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第三、第五滑塊24、26與第四、第六滑塊25、27的運(yùn)動(dòng)速度等大反向，可保證動(dòng)平臺(tái)的位姿不發(fā)生變化， 僅有末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)。只有第三、第五滑塊24、26與第四、第六滑塊25、27的運(yùn)動(dòng)速度等大反向，四個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向一致時(shí)，才能使中心齒輪23發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。第三、第五滑塊24、26與第四、第六滑塊25、27的運(yùn)動(dòng)速度不是等大反向的情況下，四個(gè)齒輪轉(zhuǎn)向不一致，中心齒輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)被約束。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)平臺(tái)采用絲杠螺母結(jié)構(gòu)與四個(gè)相同齒輪與一個(gè)中心齒輪嚙合的結(jié)構(gòu)形式。絲杠螺母結(jié)構(gòu)可變移動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)，為齒輪提供動(dòng)力。四個(gè)小齒輪只有轉(zhuǎn)向一致才能使中心齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而主動(dòng)支鏈位置定位與末端執(zhí)行器位姿定位互不影響。動(dòng)平臺(tái)不需安置伺服電機(jī)和減速器，可有效減小質(zhì)量，有利于機(jī)械手提升快進(jìn)能力和動(dòng)態(tài)性能。 以上對(duì)本發(fā)明的描述僅僅是示意性的，而不是限制性的，所以，本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于上述的具體實(shí)施方式
。如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)范圍的情況下，做出其他變化或變型，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于它包括機(jī)架，從動(dòng)支鏈位于機(jī)架中央開(kāi)孔內(nèi)，所述機(jī)架中央開(kāi)孔與第一鉸鏈相連，所述第一鉸鏈包括外圈與內(nèi)圈，所述外圈通過(guò)外圈轉(zhuǎn)軸與機(jī)架中央開(kāi)孔內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述內(nèi)圈通過(guò)內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸與所述外圈轉(zhuǎn)動(dòng)相連，所述外圈轉(zhuǎn)軸與內(nèi)圈轉(zhuǎn)軸具有夾角，所述內(nèi)圈通過(guò)第二鉸鏈與所述從動(dòng)支鏈滑動(dòng)相連， 所述第二鉸鏈為第一導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)，所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈關(guān)于機(jī)架中心軸線空間對(duì)稱放置在所述機(jī)架上，所述每一主動(dòng)支鏈均包括與機(jī)架外壁固定連接的壁板，在所述的壁板上設(shè)置有第二導(dǎo)軌，連接塊上固定安裝有第二滑塊，所述的第二滑塊能夠在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下沿壁板的軸線方向與第二導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，所述的連接塊通過(guò)具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第三鉸鏈與桿件相連，所述動(dòng)平臺(tái)包括主平臺(tái)，每一所述主動(dòng)支鏈的桿件下端均通過(guò)具有三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的第四鉸鏈與安裝在機(jī)架下方的主平臺(tái)相連，所述從動(dòng)支鏈的下端與所述主平臺(tái)頂壁固定連接，所述第一、第二、第三、第四主動(dòng)支鏈的桿件下端分別通過(guò)與之對(duì)應(yīng)設(shè)置的具有三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第四鉸鏈與第三、第四、第五、第六滑塊相連，所述第三、 第四、第五、第六滑塊在對(duì)應(yīng)主動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下分別與安裝在主平臺(tái)外壁上的第二導(dǎo)軌滑動(dòng)相連，所述第二導(dǎo)軌沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置，在所述第三、第四、第五、第六滑塊上分別固定連接第二、第三、第四、第五螺母，所述第二、第三、第四、第五螺母分別與第二、第三、第四、第五滾珠絲杠的一端相螺紋連接并且所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠另一端均安裝于設(shè)置在主平臺(tái)上的軸承內(nèi)，所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠沿機(jī)架的軸線方向設(shè)置，第二、第四滾珠絲杠相對(duì)布置，第三、第五滾珠絲杠相對(duì)布置，所述第二、第四滾珠絲杠螺紋方向一致，所述第三、第五滾珠絲杠螺紋方向一致，所述第二、第四滾珠絲杠與第三、第五滾珠絲杠的螺紋方向相反，在所述第二、第三、第四、第五滾珠絲杠下端分別通過(guò)鍵連接第一、第二、第三、第四齒輪，在主平臺(tái)中央設(shè)置一個(gè)與所述四個(gè)齒輪均可嚙合的中心齒輪， 所述中心齒輪的齒輪軸安裝于設(shè)置在主平臺(tái)上的軸承內(nèi)，在所述齒輪軸的下方固定連接有一末端執(zhí)行器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在所述壁板一端的伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與安裝在壁板上的第一滾珠絲杠相連，在所述的連接塊上固定有與第一滾珠絲杠螺紋連接的螺母。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了新型空間全對(duì)稱四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)架，從動(dòng)支鏈位于機(jī)架中央開(kāi)孔內(nèi)，機(jī)架中央開(kāi)孔與第一鉸鏈相連，第一至四主動(dòng)支鏈關(guān)于機(jī)架中心軸線空間對(duì)稱放置在機(jī)架上，每一主動(dòng)支鏈均包括與機(jī)架外壁固定連接的壁板，在壁板上設(shè)置有第二導(dǎo)軌，連接塊上固定安裝有第二滑塊，連接塊通過(guò)具有兩轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的第三鉸鏈與桿件相連，動(dòng)平臺(tái)包括主平臺(tái)，每一主動(dòng)支鏈的桿件下端通過(guò)第四鉸鏈與安裝在機(jī)架下方的主平臺(tái)相連，從動(dòng)支鏈的下端與主平臺(tái)頂壁固定連接，第一至四主動(dòng)支鏈的桿件下端分別通過(guò)第四鉸鏈與第三至第六滑塊相連，第三至六滑塊在主動(dòng)支鏈的驅(qū)動(dòng)下分別與安裝在主平臺(tái)外壁上的第二導(dǎo)軌滑動(dòng)相連采用本機(jī)構(gòu)可提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能。
文檔編號(hào)B25J9/08GK102601793SQ20121009427
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者孫濤, 宋軼民, 張嘉滕, 董罡, 連賓賓 申請(qǐng)人:天津大學(xué)