[发明专利]一种具有复合驱动支链的六自由度并联机构

说明书

一种具有复合驱动支链的六自由度并联机构。其包括静平台、动平台以及连接在动平台与静平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；本发明：1.采用不同向的二向导轨组合，并通过四个支链的相互配合可使动平台实现三个移动和三个转动的六自由度运动，相较于未采用导轨的六自由度并联机构，本发明具有较大的活动范围。2.在第一滑块与动平台的连接上，采用了增加局部自由度的方式，也就是连接杆两端均采用球副，使本发明装配时简便。3.在第三支链与第四支链上采用复合驱动的方式，这样可以在合理减少支链的同时又能实现六自由度的运动，而且还能避免支链之间的相互干扰，使机构计算简单、易于控制。

技术领域

本发明属于并联机构技术领域，具体涉及一种具有复合驱动支链的六自由度并联机构。

背景技术

并联机构是一种通过至少两个独立的运动支链将动平台与静平台连接起来而形成的闭环机构。相较串联机构，并联机构具有刚度高、累计误差小和工作稳定等优点。另外，并联机构的承载能力更强、精度也更高，因此研发新型并联机构具有非常重要的实际应用价值。

并联机构中功能最为强大的是六自由度并联机构，其不仅具有刚度高、承载能力强、位置误差不累积等特点，而且相较于其他自由度的并联机构，其更加灵活、精度更加高，因此六自由度并联机构多用于构成并联机器人/机床等此类重要的重型装备。在确保六自由度并联机构优势的前提下，如何进一步改善构型和结构已经成为一个研究热点，虽然目前已经衍生出各种各样的并联机构，但大部分机构依旧存在以下一些技术问题：

1.为实现六自由度采用了较多的支链，使机构复杂化，难以确保整体结构简单化、运动精度高和好的稳定性。

2.由于支链较多，容易导致支链之间相互干涉进而影响到机构某些自由度的运动范围。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有复合驱动支链的六自由度并联机构。

为了达到上述目的，本发明提供的具有复合驱动支链的六自由度并联机构包括静平台、动平台以及连接在动平台与静平台之间的第一支链、第二支链、第三支链和第四支链；

其中，所述的动平台包括台板和第一球面副外球壳；台板的每个侧面中部分别安装一个第一球面副外球壳；

静平台包括第一杆、第二杆、第三杆、第四杆、第五杆和第六杆；其中第一杆、第三杆、第二杆和第四杆依次首尾相连而构成框形框架；第五杆和第六杆的下端分别对称固定在第一杆和第二杆的顶面中部；第三杆和第四杆的顶面上沿第三杆和第四杆的长度方向分别设有一条第二导轨；第五杆和第六杆的相对侧面上沿垂直方向分别设有一条第一导轨；

第一支链与第二支链的结构完全相同，均包括第一滑块、第二球面副外球壳和连接杆；第一滑块连接在第五杆或第六杆的第一导轨上而构成移动副；第二球面副外球壳安装在第一滑块的内侧面上；连接杆的两端分别设有一个第一球面副内球体，其中一个第一球面副内球体与第二球面副外球壳连接而构成第二球面副，另一个第一球面副内球体与动平台上的一个第一球面副外球壳相连接，并且动平台上分别与第一支链和第二支链相连的两个第一球面副外球壳位于台板的两个相对侧面上；

第三支链与第四支链的结构完全相同，均包括第二滑块、关节转轴和电推杆；第二滑块连接在第三杆或第四杆的第二导轨上而构成移动副；电推杆的一端通过关节转轴连接在第二滑块的顶面上而形成转动副，另一端设有第三球面副内球体；第三球面副内球体与动平台上的一个第一球面副外球壳相连接，并且动平台上分别与第三支链和第四支链相连的两个第一球面副外球壳位于台板的另两个相对侧面上。

所述的第一杆和第二杆的结构完全相同、第三杆和第四杆的结构完全相同、第五杆和第六杆的结构完全相同。

所述的连接杆为圆柱形杆。

本发明提供的具有复合驱动支链的六自由度并联机构具有如下优点：