[实用新型]一种新型多支路液控球面并联机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及并联机构和液压控制技术领域，具体的说是涉及一种新型多支路液控球面并联机构。

背景技术  

并联机构属于空间多自由度多环闭链机构，和串联机构相比，并联机构具有刚度大、承载能力大、累计误差小、动态特性好、环境适应性强、结构紧凑等特点，因而被广泛应用于高尖端的航空航天仪器、并联机器人、虚拟轴机床、微动操作台和各种运动模拟器、传感器等方面。自由度为2~5的少自由度并联机构更具有实用价值。球面三自由度并联机构是少自由度并联机构中极为重要的一类，可以实现绕机构转动中心的三个转动自由度。球面三自由度并联机构以3-3R球面并联机构为代表，其机构特性为所有转动副的轴线交于一点，其动平台可以实现绕该交点的自由转动。

加拿大学者Gosselin最早研究、设计基于球面并联机构的“灵巧眼”，后来国内一些学者也提出了一些球面并联机构或装置，例如：

1、专利ZL200810055018.6提出了一种具有中心球面铰链的偏置输出三自由度球面并联机构，包括三自由度球面并联机构、中心球面铰链和偏置输出杆单元；

2、专利201010126955.3提出了一种三自由度球面并联机构仿生眼睛，其技术方案是安装在球形仿生眼球里面的微型摄像头随着球形仿生眼球一起旋转，球面并联机构的三个分支分别与球形仿生眼球的下部连接，驱动球形仿生眼球的旋转运动，球形仿生眼球的工作空间为半锥角45度的圆锥形；

3专利201010274735.5提出了用于虚轴机床和机器人的三转动并联机构，其技术方案为由机架、动平台以及连接在机架与动平台之间的第一运动支链，第二运动支链和第三运动支链组成。其中的第一运动支链包括顺序相连的第一万向铰链、第一移动副和第二万向铰链，第二运动支链包括顺序相连的第三万向铰链、第二移动副和第四万向铰链，第三运动支链包括顺序相连的转动副和第五万向铰链。转动自由度仅依赖运动支链的运动副的线性控制。

上述三维转动并联机构的结构都较为复杂，精度不高，承载能力一般, 为使三维转动并联机构等到更广泛的应用，需要综合结构简单、灵活度好、刚度高的实用化新型并联机构。所以，为了达到此目的，本实用新型并联机构需要实现以下特性：

1）    运动平台（操作平台）要求实现3个自由度的运动，即绕三个坐标轴的转动                                                。

2）    并联机构的工作空间要求足够大，运动平台的转角范围要求较大，为满足该装置发射要求，其主要功能技术参数为：在某位置点可进行转动，转动范围：高低角为，方向角为。

3）    体积小，重量轻，可车载，能适应野外实验，较低的生产成本和维修费用。

4）    良好的承载能力和良好的精度特性和运动稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型一种新型多支路液控球面并联机构，具有完全对称的结构，输出精度高、结构刚性好、承载能力强、便于控制、部件简单；动平台可实现球面三维转动。

    为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

    本实用新型是一种新型多支路液控球面并联机构， 并联机构包括底座、平衡座、静平台、动平台、条完全相同的支链、轴座、连接座和外设的驱动装置三个摆动缸，在底座上设置有平衡座，在平衡座上设置有静平台，每条支链由曲柄、连杆通过六个转动副连接而成，曲柄与连杆完全相同，在动平台上设置有随动平台的运动而运动的连接座，曲柄一与连杆二、曲柄二与连杆三分别通过第一转动副组中的转动副三，第二转动副组中的转动副四组成两条串联分支，在所述两条串联分支的中间通过连杆一、第一转动副组中的转动副五，第二转动副组中的转动副六并联起来，所述第一转动副组和所述第二转动副组均包括两个独立的转动副，转动副三和转动副五属于第一转动副组，转动副四和转动副六属于第二转动副组，在上端通过连杆四、转动副七、转动副八并联起来，支链通过转动副一、转动副二与静平台相连，通过转动副九与动平台相连，与静平台相连的转动副一、转动副二分别位于曲柄一、曲柄二的一端，与动平台相连的转动副九位于连杆四的中点位置，每个摆动缸驱动每条支链的运动，支链带动动平台实现三维转动。

本实用新型的进一步改进在于：每条支链均为平行四边形机构。

本实用新型的进一步改进在于：静平台、动平台、条支链以及连接座的球心交于一点。

本实用新型的进一步改进在于：摆动缸由液压驱动。