[实用新型]各向同性空间二自由度转动并联机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及各向同性空间二自由度转动并联机构。

背景技术

并联机构又被称为并联机器人，是近年来机构学和机器人学研究的热点之一。基于自由度数目的不同，并联机构又分为六自由度并联机构和少自由度并联机构。两者相比，少自由度并联机构的结构更为简单，制造和控制成本相对较低。在满足与其工作要求的情况下，少自由度并联机构有其独特优势。因而少自由度转动并联机构在以用于雷达、医疗器械、导弹发射等需精细姿态调整的领域具有广泛的应用前景。特别是二自由度转动并联机构在动平台的姿态调整方面有其独特优势，因此可用于肩关节和髋关节等部位作为一种康复医疗机器人。目前的少自由度空间转动并联机构的运动耦合性较强，使得机构在运动学控制方面较为困难，在一定程度上阻碍了并联机构的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供各向同性空间二自由度转动并联机构，以解决现有技术中的并联机构运动耦合性强，解耦性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型各向同性空间二自由度转动并联机构的技术方案是：一种各向同性空间二自由度转动并联机构，包括动平台、静平台以及连接两者的第一支链、第二支链，第一支链包括主动转杆，该主动转杆的一端通过转动轴线与主动转杆转动轴线同轴设置的第一支链第一转动副连接于静平台上，主动转杆另一端通过第一支链第二转动副与动平台相连，并通过第一支链第一转动副驱动动平台绕主动转杆轴线转动；第二支链包括通过第二支链第一转动副设置于静平台上的主动摆臂结构，所述主动摆臂结构通过伸展-折叠机构驱动动平台绕所述第一支链第二转动副轴线摆动，所述伸展-折叠机构包括至少两个连杆，相邻两连杆之间通过转动轴线与第一支链第一转动副轴线平行的第三转动副相连。

所述主动摆臂结构为单根摆臂，伸展-折叠机构中的所述连杆包括与摆臂相连的摆臂连杆和与动平台相连的动平台连杆，摆臂连杆通过第一连接结构与摆臂转动连接，第一连接结构为下述其中一种方式：（1）第一连接结构为第一虎克铰；（2）第一连接结构包括第一连架杆，第一连架杆一端通过第一连架杆第一转动副与摆臂相连，另一端通过第一连架杆第二转动副与摆臂连杆相连，第一连架杆第一转动副的转动轴线与第二支链第一转动副的转动轴线平行；第一连架杆第二转动副的转动轴线与第三转动副的转动轴线平行。

动平台连杆通过第二连接结构与动平台转动连接，第二连接结构为下述其中一种方式：（1）第二连接结构为第二虎克铰；（2）第二连接结构包括第二连架杆，第二连架杆一端通过第二连架杆第一转动副与动平台相连，另一端通过第二连架杆第二转动副与动平台连杆相连，第二连架杆第一转动副的转动轴线与第一支链第二转动副的转动轴线平行；第二连架杆第二转动副的转动轴线与第三转动副的转动轴线平行。

第二虎克铰或第二连架杆第二转动副与第一支链第二转动副分设于动平台的两侧。

第二支链第一转动副轴线与第一支链第二转动副轴线共面，第二虎克铰或第二连架杆第二转动副与第一支链第二转动副之间的距离与所述摆臂的长度相等。

所述静平台包括平面部分和垂直设置于平面部分的竖杆，所述第一支链设于平面部分上，所述第二支链设于所述竖杆上，所述第一支链第二转动副的轴线平行于所述平面部分且垂直于主动转杆的轴线。

所述伸展-折叠机构包括通过所述第三转动副相连的两个所述连杆。