[实用新型]一种五轴联动并联机构

说明书

本实用新型涉及一种五轴联动并联机构，包括动平台、定平台，所述的动平台通过五个驱动分支和一个约束分支与所述的定平台相连接；五个驱动分支均包括与所述动平台转动连接的球副Ⅰ、与所述球副Ⅰ连接的上连杆Ⅰ、下连杆Ⅰ、连接所述上连杆Ⅰ和所述下连杆Ⅰ并实现二者相对滑动的移动副、连接所述下连杆Ⅰ和所述定平台并使下连杆Ⅰ相对定平台转动的虎克铰，所述的约束分支包括与所述动平台转动连接的球副Ⅱ、与所述球副Ⅱ连接的上连杆Ⅱ、与所述上连杆Ⅱ连接并可相对上连杆Ⅱ运动的下连杆Ⅱ、连接所述下连杆Ⅱ和所述定平台并使下连杆Ⅱ相对定平台转动的转动副Ⅱ。本实用新型的五轴联动并联机构具有作业空间大、机械结构简单、易于控制、工艺性好等优点。

技术领域

本实用新型涉及机器人并联机构领域，具体涉及一种五轴联动并联机构。

背景技术

现有的机器人作业中有两类联动机构：串联机构和并联机构。串联机构具有工作空间大、灵活性高等优点。但也存在一些不足，如刚度低、累积误差大、末端执行器精度低、惯性大、动态性能差等。

机器人并联机构是驱动器分配在不同环路上的空间多自由度多环闭链机构。与串联机构相比，并联机构具有刚度大、承载能力强、累积误差小、动态性能好、结构紧凑等特点。目前，并联机构被广泛应用于虚拟轴机床、医用外科设备、精密加工与测量、各种运动模拟器、传感器等方面。

从国内外并联机床产品与技术发展概况来看，并联机构的研究，前些年大多集中在六自由度并联机构上。近些年来，少自由度并联机构越来越得到人们的重视，但研究大多集中在三自由度并联机构上。并联机构的现有技术中存在的问题主要有：①已有的机器人少自由度并联机构大都不具有完全对称性；②对于五自由度并联机构的研究较少，其中应用潜力大的对称性的三维转动两维移动的五自由度并联机构的研究较少。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种五轴联动并联机构，把空间移动和转动有机结合起来，以解决现有技术中存在的不足。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

一种五轴联动并联机构，包括动平台、定平台，其改进之处在于：

所述的动平台通过五个驱动分支和一个约束分支与所述的定平台相连接，五个驱动分支分别为驱动分支Ⅰ、驱动分支Ⅱ、驱动分支Ⅲ、驱动分支Ⅳ和驱动分支V；

五个驱动分支均包括与所述动平台转动连接的球副Ⅰ、与所述球副Ⅰ连接的上连杆Ⅰ、下连杆Ⅰ、连接所述上连杆Ⅰ和所述下连杆Ⅰ并实现二者相对滑动的移动副、连接所述下连杆Ⅰ和所述定平台并使下连杆Ⅰ相对定平台转动的虎克铰，五个球副Ⅰ呈圆周阵列均布于所述动平台的下表面，五个虎克铰呈圆周阵列均布于所述定平台的上表面；

所述的虎克铰中与下连杆Ⅰ直接连接的转轴为第一转轴，与第一转轴连接的转轴为第二转轴；

所述的约束分支包括与所述动平台转动连接的球副Ⅱ、与所述球副Ⅱ连接的上连杆Ⅱ、与所述上连杆Ⅱ连接并可相对上连杆Ⅱ运动的下连杆Ⅱ、连接所述下连杆Ⅱ和所述定平台并使下连杆Ⅱ相对定平台转动的转动副Ⅱ，所述的转动副Ⅱ中与下连杆Ⅱ直接连接的转轴为第三转轴；

所述驱动分支Ⅰ的虎克铰中的第二转轴的轴线与所述第三转轴的轴线相互平行。

通过将五个球副Ⅰ圆周阵列均布于动平台的下表面，将五个虎克铰圆周阵列均布于定平台上表面，并将驱动分支Ⅰ的虎克铰中的第二转轴的轴线与约束分支的转动副Ⅱ的第三转轴的轴线设置成相互平行的关系，使得本实用新型的五轴联动并联机构具有对称性；通过设置与动平台转动连接的球副Ⅰ、使下连杆Ⅰ相对定平台转动的虎克铰以及使上连杆Ⅰ和下连杆Ⅰ相对滑动的移动副，实现本实用新型的五轴联动并联机构的动平台的三维转动；通过设置与动平台转动连接的球副Ⅱ、使下连杆Ⅱ相对定平台二维转动的转动副Ⅱ以及可相对运动的上连杆Ⅱ和下连杆Ⅱ，实现本实用新型的五轴联动并联机构的动平台的二维移动。