[发明专利]大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构

权利要求书

1.一种大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征在于，包括：设置于定平台一侧的单自由度推拉装置以及设置于另一侧的中间平台和动平台，其中：弹性连杆环布于定平台上，通过固定于定平台的对应单自由度推拉装置与定平台滑动连接，中间平台与定平台转动连接并与弹性连杆滑动连接，动平台设置于弹性连杆的末端；单自由度推拉装置驱动弹性连杆沿长度方向同步运动以实现动平台沿水平方向的平移运动，且机构的侧向刚度会随动平台 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；单自由度推拉装置驱动弹性连 杆沿长度方向差动运动以实现动平台绕竖平面两个轴线的任意方向的转动，且由于中间平台的约束，动平台的平动与转动解耦；弹性连杆沿长度方向通过同步运动和差动运动以实现动平台空间内的两转一平运动和机构变化的顺应能力；

所述的定平台采用六边形框架结构，该框架边缘设有若干圆周阵列布置用于与弹性连杆形成滑动连接的倾斜通孔，六边形框架的背侧设有若干圆周阵列布置的倾斜安装面，安装面上设有若干用于对单自由度推拉装置进行定位安装的螺纹孔；

所述的弹性连杆为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；

所述的弹性连杆支架为T形结构，其T形截面竖向设有与弹性连杆的直径相匹配的用于固定的通孔；

所述的中间平台包括：中间平台支架和若干内球副，其中：内球副通过螺纹连接固定于中间平台支架上；

所述的动平台包括：动平台支架、若干轴环、若干轴环衬套和若干轴环压盖，其中：轴环通过其外圈在动平台支架上进行径向固定，通过轴环压盖进行轴向固定；

所述的中间平台与定平台通过球铰实现转动连接，该球铰包括：球铰支座和球铰杆，其中：球铰杆末端的外球面与球铰支座的内球面配合形成转动连接，球铰支座和球铰杆分别通过螺纹连接与定平台和中间平台固定，从而使中间平台具有被动的相对于定平台的三个转动自由度。

2.根据权利要求1所述的大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征是，所述的中间平台支架采用分支结构实现，其中：若干柱形凹槽以弹性连杆分度圆投影的半径圆周阵列布置于中间平台支架上，柱形凹槽与中间平台支架端面的夹角和弹性杆的安装倾角一致；每个柱形凹槽的内侧设置有若干用于与内球副形成固定连接的均布螺纹孔。

3.根据权利要求2所述的大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征是，所述的内球副采用具有半圆截面的圆环实现，该圆环内侧为半圆的圆周绕圆外轴线旋转形成用于与弹性连杆通过相切配合形成滑动连接的球面；外侧为与半圆直径平行的边线绕圆外轴线旋转形成的圆柱面；圆柱部分的端面上设置有若干用于与中间平台支架的柱形凹槽形成固定连接的均布螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征是，所述的动平台支架采用分支结构实现，其中：若干用于对轴环进行径向固定的柱形安装孔以弹性连杆分度圆投影的半径圆周阵列布置于各分支的末端，柱形安装孔的端面上设置有若干用于对轴环压盖进行固定的均布螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征是，所述的弹性连杆形成的圆周阵列在定平台端面上投影的直径为定平台外接圆直径的80%。

6.根据权利要求1所述的大变形驱动的空间两转一平弹性连杆并联机构，其特征是，所述的弹性连杆的数量为三根，各弹性连杆相对于定平台端面法线的安装倾角为15°，所在平面间的夹角为120°。