[发明专利]一种无伴随运动两转一移并联机构

说明书

技术领域本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机构。

背景技术具有两个转动自由度和一个移动自由度的并联机构在机械工业领域有着广泛的应用。

在传统的两转一移并联机构中，机构的动平台没有水平方向的移动自由度，但动平台的中心点却可以发生水平方向的移动。学者们将机构中的这种在非自由度方向上的移动称为“伴随运动”。伴随运动的存在会对机构的轨迹标定和轨迹规划带来不便，并且增加控制的复杂度。因此，通过合理的设计未减少或消除机构的伴随运动是在进行机构设计时需要解决的一个问题。

很多学者曾针对两转一移并联机构中的伴随运动问题进行过专门的研究，并设计出一些没有伴随运动的并联机构(CN101518898A，CN101497167A)。但这些机构的各个分支不完全相同，机构的加工及维护成本较高；且机构的动平台只能实现绕某个点的转动，给机构的运动控制带来很大不便。

发明内容本发明的目的在于提供一种成本低、加工和装配难度低且易于控制的无伴随运动两转一移并联机构。

本发明包括定平台、动平台和连接这两平台的三条结构完全相同的活动分支，上述三条活动分支均由一个与定平台相连的定平台转动副、一个与动平台相连的动平台转动副以及连接定平台转动副和动平台转动副的一个三自由度球面子链构成，该球面子链包含三个轴线汇交于一点的转动副和连接转动副的两个连杆，上述定平台转动副、动平台转动副分别与定平台、动平台倾斜布置，且倾斜角度相等；定平台转动副的轴线与动平台转动副的轴线相交于空间一点。上述每条活动分支中的三自由度球面子链能够替换为一个球副。

本发明与现有技术相比具有如下优点:

1、本发明具有两个转动自由度和一个移动自由度，可以实现绕空间一定范围内任意点的连续转动，能有效地避免伴随运动的发生。

2、三个分支完全相同，容易制造和装配，且维护成本较低。

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。

具体实施方式：

实施例1

在图1所示的无伴随运动两转一移并联机构的立体示意图中，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台2，每个活动分支中包含一个定平台转动副R1、一个动平台转动副R2以及一个三自由度球面子链，该三自由度平面子链由三个轴线汇交于一点的转动副R3、转动副R4和转动副R5以及连接他们的连杆4和连杆5构成；分支中连杆3的一端通过转动副R1与定平台1连接，连杆3的另一端与三自由度球面子链的转动副R3连接，连杆6的一端与三自由度球面子链的转动副R5连接，该连杆6的另一端通过转动副R2与动平台2连接，上述定平台转动副R1、动平台转动副R2分别与定平台1、动平台2倾斜布置，且倾斜角度相等；上述定平台转动副R1与动平台转动副R2的轴线相交于空间一点。

实施例2

如图2所示，三条结构完全相同的活动分支连接定平台1和动平台2，每个活动分支中的连杆3的一端通过定平台转动副R1与定平台1连接，该连杆3的另一端通过球副S1与连杆6的一端连接，该连杆6的另一端通过动平台转动副R2与动平台2连接，定平台转动副R1、动平台转动副R2分别与定平台1、动平台2倾斜布置，且倾斜角度相等；定平台转动副R1的轴线与动平台转动副R2的轴线相交于空间一点。