[发明专利]对称两转一移三自由度并联机构

说明书

技术领域 本发明涉及机械领域，特别是并联机构学。

背景技术 目前，两转一移三自由度并联机构是少自由度并联机构中一种很重 要的机型。Hunt在1983年提出的空间三自由度3-RPS并联机构具有两个转动自 由度和一个移动自由度，这种机构后来得到了广泛的关注和应用。3-RPS并联机 构能实现空间任意方向的偏转以及垂直于定平台方向的移动。Hunt在1973还曾 提出过一种采用并联3-RSR结构形式的万向铰链，可以实现等速传动。Dunlop 在1997年的Mechanism and Machine Theory杂志上发表文章，对这种具有两转 一移的三自由度3-RSR并联构型进行了详细的分析，这种机构能实现两个转动 以及沿径向的一个移动，并提出这种构型可以作为卫星天线定位装置。但由于 机构中含有球面副，球面副的转角一般比较小，使这种机构的转动范围受到影 响。

发明内容 本发明的目的在于提供一种动平台活动范围较大的对称两转一移三 自由度并联机构。本发明主要包括有动、定两平台和连接这两平台的三条活动 分支。其中，三条活动分支结构完全相同，即分别由5个转动副和将它们连在 一起的连杆组成的，每条分支上的5个转动副分3种，一种是与平台相连的平 台转动副；另一种是中间转动副，它设在分支中间，即该中间转动副轴线到两 平台转动副轴线的距离相同；还有一种是设在中间转动副和平台转动副之间的 过渡转动副，其可以设在中间转动副和平台转动副之间的任何位置或与它们随 意组合即可以设在上述两转动副中间，也可以是与上述两转动副中某一转动副 相邻。上述每条分支中相邻转动副轴线垂直相交，且中间转动副与两个过渡转 动副交于同一点。上述三条分支上端的平台转动副同固定在动平台上，这三个 平台转动副与动平台的连接点均匀分布在以动平台中心点为圆心的同一个圆周 上，上述三条分支下端的平台转动副同固定在定平台上，这三个平台转动副与 定平台的连接点均匀分布在以定平台中心点为圆心的同一个圆周上，上述动、 定平台上两个圆的直径相等，并且平台转动副的轴线与此圆的圆周相切，切点 即为平台转动副与平台的连接点；或者这三个平台转动副与动平台的连接点均 匀分布在以动平台中心点为圆心的同一个圆周上，上述三条分支下端的平台转 动副同固定在定平台上，这三个平台转动副与定平台的连接点均匀分布在以定 平台中心点为圆心的同一个圆周上，上述动、定平台上两个圆的直径相等，并 且每个平台上三个平台转动副的轴线均通过平台中心点。上述动、定平台可以 是各种形状的实体平板，也可以是各种形状的框架。上述设在同一平台上的三 个平台转动副的轴线与所在平台在同一平面内，即共面。

本发明的三个中间转动副的中心点始终处于同一个平面内，这个平面称作 中间平面，也为定动平台的对称面，动平台的中心点与定平台中心点之间的连 线始终与中间平面垂直，即为中间平面的法线方向。无论机构处于何种位形， 动平台都可以绕中间平面内的任意一条直线转动，有两个转动自由度，同时也 可以沿中间平面的法线方向移动，使机构在任意位置都有两个转动自由度和一 个移动自由度。

本发明与现有技术相比具有如下优点：由于本发明分支的所有运动副全部 为转动副，其转角范围比球面副转角要大，因此动平台能实现较大的运动空间， 扩展了应用范围。平台转动副轴线通过平台中心点的方案还可以使整体结构更 加紧凑。本发明可应用于卫星定位装置、调姿平台、太阳跟踪装置以及工业领 域。

附图说明：

图1是本发明实施例1的立体示意图。

图2是本发明实施例2的立体示意图。

图3是本发明实施例3的立体示意图。

图4是本发明实施例4的立体示意图。

图5是本发明实施例5的立体示意图。

图6是本发明实施例6的立体示意图。

图7是本发明实施例7的立体示意图。

图8是本发明实施例8的立体示意图。

图9是本发明实施例9的立体示意图。

图10是本发明实施例10的立体示意图。

图11是本发明实施例11的立体示意图。

图12是本发明实施例12的立体示意图。

图13是本发明实施例13的立体示意图。

图14是本发明实施例14的立体示意图。