兩自由度并聯變位機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種兩自由度并聯變位機構，包括：動平臺、定平臺及連接動平臺和定平臺的驅動分支和約束分支，所述驅動分支中包括：與動平臺經第一虎克鉸連接的上連桿，上連桿和下連桿成移動副連接，下連桿經球鉸固定于定平臺的軸座上；所述約束分支中包括：與動平臺經第二虎克鉸連接的大立柱，大立柱的下端與定平臺固定連接，實現兩自由度并聯結構式變位機構，解決了串聯結構式變位機構存在的誤差累積問題，并將負載以力和扭矩混合的形式傳遞，因此縮短了負載扭矩的力臂長度，提高了變位機構的驅動能力，在承載能力一定的情況下使變位機構的結構緊湊、簡單、傳動鏈少累積傳動誤差少、承載能力大、剛性高。
【專利說明】兩自由度并聯變位機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種兩自由度并聯變位機構。
【背景技術】
[0002]目前，市場上普遍使用的變位機均為串聯結構式，由兩個關節軸串聯在一起，實現兩個自由度的旋轉變位，那么由于串聯機構存在的固有缺陷包括傳動關節誤差累積、負載以扭矩的形式作用于關節軸上，因此大負載下關節極易引起變形，特別是大型工件自身重量大、尺寸大，串聯結構式變位機構難以實現高剛性、高精度的變位控制。
[0003]在工業生產中，許多工件不僅尺寸大、形狀也各異，導致數控機床等加工設備無法滿足完整范圍的作業空間，需要對工件進行多次變位才能完成加工。由于手工對大型工件進行變位不僅降低加工效率、加工質量，而且增加了工人的勞動強度。因此，為了提高生產效率、降低從業人員勞動強度，實現大型工件變位的自動化，需要一種能夠滿足大型工件高剛性、高穩定性的翻轉和回轉運動要求的兩自由度自動變位機構。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于提供一種兩自由度并聯變位機構，具有結構簡單、傳動鏈少累積傳動誤差少、承載能力大、剛性高，其運動學反解十分簡單，使全閉環變位控制容易實現。
[0005]本發明的一種兩自由度并聯變位機構，包括:動平臺、定平臺及連接動平臺和定平臺的驅動分支和約束分支，所述驅動分支中包括:與動平臺經第一虎克鉸連接的上連桿，上連桿和下連桿成移動副連接，下連桿經球鉸固定于定平臺的軸座上；所述約束分支中包括:與動平臺經第二虎克鉸連接的大立柱，大立柱的下端與定平臺固定連接。
[0006]其中，所述移動副經電機或液壓機構驅動，進而帶動工件變位。
[0007]如上所述，本發明的一種兩自由度并聯變位機構，采用動平臺、定平臺及連接動平臺和定平臺的驅動分支和約束分支，實現兩自由度并聯結構式變位機構，解決了串聯結構式變位機構存在的誤差累積問題，并將負載以力和扭矩混合的形式傳遞，因此縮短了負載扭矩的力臂長度，提高了變位機構的驅動能力，在承載能力一定的情況下使變位機構的結構緊湊、簡單、傳動鏈少累積傳動誤差少、承載能力大、剛性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的一種兩自由度并聯變位機構示意圖；
[0009]圖2是虎克鉸連接局部放大圖；
[0010]圖3是球鉸連接局部放大圖。
[0011]圖1至圖3中，
[0012]動平臺1、第一虎克鉸2、上連桿3、移動副4、下連桿5、球鉸6、軸座7、第二虎克鉸
8、大立柱9、定平臺10。
【具體實施方式】
[0013]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0014]請參考圖1、圖2和圖3所示，一種兩自由度并聯變位機構，包括:動平臺1、定平臺10及連接動平臺I和定平臺10的兩個驅動分支和一個約束分支，所述兩個驅動分支設計結構相同，所述驅動分支中均包括:與動平臺I經第一虎克鉸2連接的上連桿3，上連桿3和下連桿5成移動副4連接，通過下連桿5經球鉸6固定于定平臺10的軸座7上；所述約束分支中包括:與動平臺I經第二虎克鉸8連接的大立柱9，大立柱的9下端與定平臺10固定連接，以實現大型工件高穩定性的翻轉和回轉運動。
[0015]該變位機構中的下連桿5與定平臺10間采用球鉸6連接設計，球鉸6連接具有扭轉角度更大，而且球鉸6連接結構具有傳動誤差累積更少的特性，同時具有結構簡單，轉向靈活特點，能對工件實現大角度變位。
[0016]本發明的變位機構中兩支驅動分支和一支約束分支與動平臺1、定平臺10間的連接點不必局限于特定形狀的布局，各個連接點可根據實際中應用情況，在動平臺I和定平臺10內任意選擇，整體機構通過兩個移動副4驅動分支，所述移動副4經電機或液壓機構驅動來實現動平臺I的變位功能，以帶動裝夾工件變位。
[0017]本發明的一種兩自由度并聯變位機構，結構中兩自由度并聯結構式變位機構解決了串聯結構式變位機構存在的誤差累積問題，并將負載以力和扭矩混合的形式傳遞，因此縮短了負載扭矩的力臂長度，提高了變位機構的驅動能力，在承載能力一定的情況下使變位機構的結構更緊湊。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0018]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種兩自由度并聯變位機構，其特征在于，包括:動平臺、定平臺及連接動平臺和定平臺的兩個驅動分支和一個約束分支，所述驅動分支中均包括:與動平臺經第一虎克鉸連接的上連桿，上連桿和下連桿成移動副連接，下連桿經球鉸固定于定平臺的軸座上；所述約束分支中包括:與動平臺經第二虎克鉸連接的大立柱，大立柱的下端與定平臺固定連接。
2.根據權利要求1所述的兩自由度并聯變位機構，其特征在于，所述移動副經電機或液壓機構驅動。
【文檔編號】B25J9/00GK104227698SQ201310245116
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月19日 優先權日:2013年6月19日
【發明者】余蕾斌, 蘇洋, 蘇瑞, 余蕾窈 申請人:上海瀚創機器人技術有限公司