[发明专利]一种具有高偏转能力的两转并联机构

说明书

一种具有高偏转能力的两转并联机构，该机构包括机架、动平台，以及并联连接在机架与动平台之间的第一分支和第二分支；上述第一分支包括从机架到动平台依次布置的转动副和移动副，第二分支包括从机架到动平台依次布置的第一转动副、移动副和第二转动副；上述第一分支的转动副轴线，第二分支的第一转动副轴线以及第二分支的第二转动副轴线在一点汇交。本发明结构紧凑、偏转能力高、无奇异位形、运动灵活。该机构在手术机器人及球面雕刻机领域有良好的应用前景。

技术领域：

本发明为一种具有高偏转能力的两转并联机构，属于并联机器人机构学领域。

背景技术：

随着工业的发展，许多场合需要结构紧凑，运动空间大，运动灵活点，精度高的机构类型，并连机构可以很好的满足这样的要求，其中两转并联机构具有分支少，结构紧凑，运动灵活等特点而被广泛的设计与应用。

现有的两转并联机构类型较多，中国专利CN 205394532U发明了一种大工作空间球面两转并联机构；中国专利CN205394530U发明了大工作空间的两转动并联机构；中国专利CN 103472852A发明了一种两自由度两转动并联机构；中国专利CN 205614648U发明了高刚度冗余驱动的二自由度球面并联机构；中国专利CN103624773A发明了两自由度转动并联机构；中国专利CN104325456A发明了一种新型两转动并联机构；中国专利CN 104308842A发明了一种新型面对称两转动并联机构。上述发明专利中所涉及的两自由度机构多为三分支或三分支以上，结构较为复杂，运动副为转动副和直线型移动副，运动副数量和杆件数量较多，它们的制造和安装较为复杂。

中国专利CN 107443987A发明了一种球面并联机构及球面雕刻机；中国专利CN106965161A发明了一种具有弧形移动副的三自由度并联机构；中国专利CN104308833A发明了可实现半球转动的解耦型两转动并联机构。上述发明专利中采用了弧形移动副，但具有高偏转能力和无奇异位形的含弧形移动副两转并联机构还未被涉及。

发明内容：

本发明涉及一种具有高偏转能力的两转并联机构，该机构在结构和原理上不同于现有的两转并联机构和现有的含弧形移动的机构。该机构结构紧凑、偏转能力高，无奇异位形、运动灵活，可用于手术机器人及球面雕刻机。

一种具有高偏转能力的两转并联机构，它包括机架、动平台以及并联连接在机架与动平台之间的第一分支和第二分支；上述第一分支包括从机架到动平台依次布置的转动副、L形圆弧滑杆、移动副，以及与动平台固连的T形滑块；上述第二分支包括从机架到动平台依次布置的第一转动副、L形圆弧滑杆、移动副、T形滑块及第二转动副；上述第一分支中L形圆弧滑杆与机架通过转动副连接，固连在动平台上的T形滑块与L形圆弧滑杆通过移动副连接；上述第二分支中L形圆弧滑杆与机架通过第一转动副连接，T形滑块与L形圆弧滑杆通过移动副连接，动平台与T形滑块通过第二转动副连接；上述第一分支的转动副轴线，第二分支的第一转动副轴线以及第二分支的第二转动副轴线在一点汇交，该汇交点为两分支中L形圆弧滑杆的公共圆心。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是L形圆弧滑杆的立体图。

图3是第一分支的T形滑块的立体图。

图4是第二分支的T形滑块的立体图。

图1中：1-机架、2-动平台、R11-第一分支的转动副、P11-第一分支的移动副、R21-第二分支的第一转动副、P21-第二分支的移动副、R22-第二分支的第二转动副、O-汇交点。

具体实施方法：

结合附图对本发明涉及的一种具有高偏转能力的两转并联机构进行详细说明如下：

请参阅图1至图4，一种具有高偏转能力的两转并联机构，它包括机架1、动平台2以及并联连接在机架1与动平台2之间的第一分支和第二分支；上述第一分支包括从机架1到动平台2依次布置的转动副R11、L形圆弧滑杆、移动副P11，以及与动平台2固连的T形滑块；上述第二分支包括从机架1到动平台2依次布置的第一转动副R21、L形圆弧滑杆、移动副P21、T形滑块及第二转动副R22；上述第一分支中L形圆弧滑杆与机架通过转动副R11连接，固连在动平台2上的T形滑块与L形圆弧滑杆通过移动副P11连接；上述第二分支中L形圆弧滑杆与机架1通过第一转动副R21连接，T形滑块与L形圆弧滑杆通过移动副P21连接，动平台2与T形滑块通过第二转动副R22连接；上述第一分支的转动副R11轴线、第二分支的第一转动副R21轴线以及第二分支的第二转动副R22轴线在一点汇交，该汇交点为两分支中L形圆弧滑杆的公共圆心。