[发明专利]一种六自由度自重构变胞式并联机床

说明书

一种六自由度自重构变胞式并联机床，该机床有机架、支链部分和动平台组成，支链部分由三条支链组成，三条支链的组成结构和连接方式完全相同，每一条支链均由一个连接机架的复合铰链、丝杠、丝杠滑块、连杆和一个连接动平台的复合铰链组成。该并联机床可在多个构态之间灵活转换，根据不同的加工情况来选择不同的构态进行加工，这就使得并联机床的适用范围变得更大。该并联机床工作空间大，能够迅速地自主变胞，灵活性好，转动惯量小，稳定性高，能加工形状复杂的工件，实现复杂走刀轨迹，适应性强。

技术领域

本发明涉及一种并联机床领域，特别是一种六自由度自重构变胞式并联机床。

背景技术

制造业是国家的支柱产业，直接体现了一个国家的生产力水平。机床产业是国家制造业的基石，也是国家制造业中的主要竞争手段。目前，市场上的机床主要以串联机构为基础的多轴联动机床，串联机床只能沿固定轨道进给，自由度偏低，灵活性差，加工精度不高，刚度一般较低，不能加工走刀轨迹复杂，形状复杂的工件，串联机床所存在的这些缺陷需要并联机床来弥补。而市面上的并联机床的工作空间相对较小，灵活性并不高，工作模式单一，仍旧无法满足市场的需求。如中国专利201510735085.2公布了一种基于3RRRS机构的并联机床构型，将3RRRS机构运用于并联机床中，虽然工作空间加大了，但是该并联机构的加工和布局给生产加工带来难度，控制复杂；中国专利201410190330.1公布了一种能实现五轴加工的并联机床，该机床通过五轴联动，能实现复杂零部件的紧密加工，但是其工作空间小，无法实现构态的变化以适应不同的市场需求，现在迫切需要一种工作空间大，灵活性好，稳定性高，并且能够在不同构态下加工完成工件形状和走刀轨迹复杂程度不一的并联机床。

目前，尚未见到一种具有六个自由度，能够自重构且变胞并联机构式，工作空间大，灵活性好，稳定性高，并且能够在不同构态下加工完成工件形状和走刀轨迹复杂程度不一的并联机床发明设计。

发明内容

本发明的目的是设计一种六自由度自重构变胞式并联机床，该机床具有六个自由度，能够自重构且为变胞并联机构式的，工作空间大，灵活性好，稳定性高，可完成复杂形状和复杂轨迹的加工。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种六自由度自重构变胞式并联机床，由机架、支链部分以及动平台组成，具体结构和连接关系为:

所述机架的底部和顶部由六根竖杆连接，可调支链部分位于底部和顶部之间，支链部分的上端通过转动副与机架的顶部连接；

所述支链部分由三条支链组成，分别是第一支链、第二支链和第三支链；第一支链包含第一复合铰链、第一丝杠、第一丝杠滑块、第一连杆和第一动复合铰链，第一复合铰链和第一丝杠以转动副连接，第一连杆的一端与第一丝杠滑块以转动副连接，另一端与第一动复合铰链相连，连接方式为转动副；第二支链由第二复合铰链、第二丝杠、第二丝杠滑块、第二连杆和第二动复合铰链组成，第二复合铰链和第二丝杠以转动副连接，第二连杆的一端与第二丝杠滑块以转动副连接，另一端与第二动复合铰链以转动副连接；第三支链由第三复合铰链、第三丝杠、第三丝杠滑块、第三连杆和第三动复合铰链，第三复合铰链与第三丝杠以转动副连接，第三连杆的一端与第三丝杠滑块以转动副连接，另一端与第三动复合铰链以转动副连接；所述第一复合铰链、第二复合铰链和第三复合铰链的组成和连接方式完全相同，均是由第一转体和第二转体组成，第一转体和第二转体之间以转动副连接，第一复合铰、第二复合铰链和第三复合铰链均与机架以转动副连接，第一复合铰链、第二复合铰链和第三复合铰链的连接方式可实现类似球铰的功能；所述第一丝杠滑块、第二丝杠滑块和第三丝杠滑块结构完全相同，两侧均连接着限位销，第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的结构完全相同，第一丝杠和第一丝杠滑块之间、第二丝杠和第二丝杠滑块之间、第三丝杠和第三丝杠滑块之间均以移动副连接；所述第一动复合铰链、第二动复合铰链和第三动复合铰链的组成和连接方式完全相同，均是由第一旋体和第二旋体以转动副连接而成，各个第一旋体分别与对应的连杆以转动副的方式相连，各个第二旋体均与动平台连接，连接方式仍为转动副，第一动复合铰链、第二动复合铰链和第三动复合铰链的连接方式可实现类似球铰的功能；