[发明专利]大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构

权利要求书

1.一种大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征在于，包括：单自由度推拉装置、低弯曲刚度弹性连杆、高弯曲刚度弹性连杆、定平台、中间平台和动平台，其中：低弯曲刚度弹性连杆和高弯曲刚度弹性连杆环布于定平台底部，通过设置于定平台顶部的对应单自由度推拉装置与定平台滑动连接，中间平台固定于高弯曲刚度弹性连杆的末端并与低弯曲刚度弹性连杆滑动连接，动平台固定于低弯曲刚度弹性连杆的末端；初始状态下，动平台、中间平台和定平台平行，平台间连杆长度一致且均与平台正交；当低弯曲刚度弹性连杆受驱动进行同步运动时，平台间连杆长度的变化一致，中间平台保持静止而动平台实现沿竖直方向的平移运动，并且弹性机构的侧向刚度随动平台与中间平台的相对距离变化而改变，从而具备变化的顺应能力；当高弯曲刚度弹性连杆受驱动进行差动运动时，中间平台与定平台间连杆长度的变化不同，相应的运动协调过程不仅会引起高弯曲刚度弹性连杆的弯曲大变形和中间平台的空间运动，而且会通过中间平台使低弯曲刚度弹性连杆产生弯曲大变形，由于低弯曲刚度弹性连杆的长度约束动平台可以实现水平面内任意方向的平移运动；当低弯曲刚度弹性连杆受驱动进行同步运动的同时高弯曲刚度弹性连杆受驱动进行差动运动时，动平台同时进行空间下三个平移自由度运动且使弹性机构具有顺应能力。

2.根据权利要求1所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，所述的低弯曲刚度弹性连杆和高弯曲刚度弹性连杆均采用超弹性材料制成的圆形截面杆，能够在多种边界条件共同作用下完成复杂的空间大变形。

3.根据权利要求1所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的单自由度推拉装置包括：推拉装置支架、弹性连杆支架和导轨丝杠机构，其中：弹性连杆支架通过导轨丝杠机构滑动设置于推拉装置支架上，通过移动驱动组件实现导轨全长范围内任意距离的移动。

4.根据权利要求3所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的弹性连杆支架为T形结构，该T形结构的T形截面竖向依次设有与两种弹性杆直径匹配的通孔，通过与销钉配合以固定两种弹性杆。

5.根据权利要求1所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的中间平台包括：中间平台支架、大内径轴环、大内径轴环压盖和内球副，其中：大内径轴环通过其外圈在中间平台支架上进行径向固定，通过大内径轴环压盖进行轴向固定；内球副通过螺纹连接固定于中间平台支架上。

6.根据权利要求5所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的中间平台支架为盘形结构，其中：柱形安装孔对以高弯曲刚度弹性连杆的分度圆半径圆周数组布置于中间平台支架上，每对柱形安装孔关于中间平台支架的中间截面对称，用于对大内径轴环进行径向固定；柱形凹槽以低弯曲刚度弹性连杆的分度圆半径圆周数组布置于中间平台支架上，用于对内球副进行安装定位；

所述的内球副为具有半圆截面的圆环结构，其内侧为半圆的圆周绕圆外轴线旋转形成的球面，用于与低弯曲刚度弹性连杆通过相切配合形成滑动连接，外侧为与半圆直径平行的边线绕同一圆外轴线旋转形成的圆柱面。

7.根据权利要求1所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的动平台包括：动平台支架、小内径轴环、轴环衬套和小内径轴环压盖，其中：小内径轴环通过其外圈在动平台支架上进行径向固定，通过小内径轴环压盖进行轴向固定。

8.根据权利要求7所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的动平台支架为分支结构，其中：用于对小内径轴环进行径向固定的柱形安装孔以低弯曲刚度弹性连杆的分度圆半径圆周数组布置于各分支的末端。

9.根据权利要求1所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的低弯曲刚度弹性连杆的分布圆直径为定平台直径的40％，高弯曲刚度弹性连杆的分布圆直径为定平台直径的60％。

10.根据权利要求1或9所述的大变形驱动的三平动弹性连杆并联机构，其特征是，所述的低弯曲刚度弹性连杆和高弯曲刚度弹性连杆的圆周数组分布夹角均为120°。