一种三维移动一维转动的并联机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三维移动一维转动的并联机构，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台N、动平台M通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动。本实用新型专利技术采用三条支链连接动平台和定平台来构建并联机构，该结构简单，能实现空间三维平动和一维转动，可用于曲面的加工，焊接等工作场景，是一种新型的并联机构，具有结构简单、制造容易的优点。

A Parallel Mechanism with Three-Dimensional Moving and One-Dimensional Rotation

【技术实现步骤摘要】
一种三维移动一维转动的并联机构
本技术涉及一种三维移动一维转动的并联机构，属于并联机器人

技术介绍
并联机构具有刚度大、适应性强和精度高等优点，所以并联机构引起了国内外学者的研究并应用于各行业的不同领域，是当今极具前景的一类科研项目。但是四自由度的并联机构的研究成果依然不多，目前机构类型也存在结构复杂等缺点，为了增加该类型的机构并达到优选机构的目的，需要创新、综合出更多的三维移动和一维转动的四维并联机构，以达到特定场景中的特定作用，并将其运用于其他工业领域。
技术实现思路
本技术提供了一种三维移动一维转动的并联机构，通过两条复杂支链和一条简单支链连接动、定平台构成，能够实现空间三维移动和一维转动，可用于空间复杂曲面的加工。本技术的技术方案是：一种三维移动一维转动的并联机构，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台N、动平台M通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；所述复杂支链Ⅰ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台M产生三维移动和两维转动的作用；所述复杂支链Ⅱ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅱ对动平台M产生三维移动和一维转动的作用；所述简单支链Ⅲ和其他两条支链结构互不相同，简单支链Ⅲ为无约束支链；所述三条支链一端的运动副分别与定平台N连接，三条支链另一端的运动副分别与动平台M连接，三条支链互不相交。所述复杂支链Ⅰ由一个具备二维平移与二维转动的子并联机构通过子动平台P串联一个圆柱副C110而成；圆柱副C110固定在动平台M和子动平台P上。所述子并联机构由简单支链a、简单支链b组成；简单支链a、简单支链b一端与定平台N连接，简单支链a、简单支链b另一端与子动平台P连接；与定平台N连接的简单支链a一端的运动副的轴线、与定平台N连接的复杂支链Ⅱ一端的运动副的轴线相互平行。所述简单支链a由转动副R11、移动副P12、转动副R12、转动副R14、第一连接杆1、第二连接杆2、第三连接杆3、第四连接杆4组成；其中第一连接杆1的一端通过转动副R11与定平台N连接，第一连接杆1另一端通过移动副P12与第二连接杆2的一端连接，第二连接杆2另一端通过转动副R13与第三连接杆3的一端连接，第三连接杆3的另一端通过转动副R14与第四连接杆4一端连接，第四连接杆的末端与子动平台P连接；其中转动副R11与转动副R13轴线平行，转动副R11与圆柱副C110的轴线平行，转动副R11与移动副P12轴线垂直，转动副R13与转动副R14轴线垂直；所述简单支链b由转动副R15、移动副P16、转动副R17、转动副R18、转动副R19、第五连接杆5、第六连接杆6、第七连接杆7、第八连接杆8、第九连接杆9组成；其中第五连接杆5的一端通过转动副R15与定平台N连接，第五连接杆5另一端通过移动副P16与第六连接杆6的一端连接，第六连接杆6另一端通过转动副R17与第七连接杆7的一端连接，第七连接杆7的另一端通过转动副R18与第八连接杆8一端连接，第八连接杆8的另一端通过转动副R19与第九连接杆9一端连接，第九连接杆9的末端与子动平台P连接；其中转动副R15与转动副R17轴线平行，转动副R18与转动副R19轴线平行，转动副R15与移动副P16轴线垂直，转动副R17与转动副R18轴线垂直；所述"转动副R13的轴线和转动副R14的轴线所组成的平面"与"转动副R17的轴线和转动副R18的轴线所组成的平面"重合；移动副P12和移动副P16能由轴线分别平行于转动副R11和转动副R15的转动副替代。所述复杂支链Ⅱ由一个具备二维平移的复杂机构通过第十四连接杆14串联一个固定在动平台M上的圆柱副C26而成。所述具备二维平移的复杂机构包括两条完全相同的简单支链、转动副R23，两条完全相同的简单支链一端与定平台N连接，两条完全相同的简单支链另一端通过转动副R23与第十四连接杆14的一端连接。所述两条完全相同的简单支链具体结构为：第十连接杆10的一端通过转动副R21与定平台N连接，第十连接杆10另一端通过移动副P22与第十一连接杆11的一端连接，第十一连接杆11末端与转动副R23连接；第十二连接杆12的一端通过转动副R24与定平台N连接，第十二连接杆12另一端通过移动副P25与第十三连接杆13的一端连接，第十三连接杆13末端与转动副R23连接；所述具备二维平移的复杂机构的转动副R21、转动副R23、转动副R24和圆柱副C26的轴线相互平行，移动副P22与转动副R21的轴线垂直，移动副P25与转动副R24的轴线垂直；所述具备二维平移的复杂机构为三角形状，转动副R21、转动副R23和转动副R24分别位于三角形的三个顶点上。所述简单支链Ⅲ为无约束支链；采用SPS结构，具体为：第十五连接杆15的一端通过球副S31与定平台N连接，第十五连接杆15另一端通过移动副P32与第十六连接杆16的一端连接，第十六连接杆16的末端与固连在动平台M上的球副S33连接；或者采用RSS结构。本技术的有益效果是：本技术采用三条支链连接动平台和定平台来构建并联机构，该结构简单，能实现空间三维平动和一维转动，可用于曲面的加工，焊接等工作场景，是一种新型的并联机构，具有结构简单、制造容易的优点。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中各标号为：N-定平台、M-动平台、P-子动平台、1-第一连接杆、2-第二连接杆、3-第三连接杆、4-第四连接杆、5-第五连接杆、6-第六连接杆、7-第七连接杆、8-第八连接杆、9-第九连接杆、10-第十连接杆、11-第十一连接杆、12-第十二连接杆、13-第十三连接杆、14-第十四连接杆、15-第十五连接杆、16-第十六连接杆、Rij-转动副、Pij-移动副、Sij-球副、ij表示下标。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术作进一步说明，但本技术的内容并不限于所述范围。实施例1：如图1所示，一种三维移动一维转动的并联机构，包括定平台N、动平台M、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台N、动平台M通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台M的输出运动；所述复杂支链Ⅰ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台M产生三维移动和两维转动的作用；所述复杂支链Ⅱ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅱ对动平台M产生三维移动和一维转动的作用；所述简单支链Ⅲ和其他两条支链结构互不相同，简单支链Ⅲ为无约束支链；所述三条支链一端的运动副分别与定平台N连接，三条支链另一端的运动副分别与动平台M连接，三条支链互不相交（三条支链的位置在支链不相交的条件下可以经过平移任意交换，定平台、动平台在支链不相交的情况下可以采用任意结构）。进一步地，可以设置所述复杂支链Ⅰ由一个具备二维平移与二维转动的子并联机构通过子动平台P串联一个圆柱副C110而成；圆柱副C110固定在动平台M和子动平台P上。进一步地，可以设置所述子并联机构由简单支链a、简单支链b组成；简单支链a、简单支链b一端与定平台N连接，简单支链a、简单支链b另一端与子动平台P连接；与定平台N连接的简单支链a一端的运动副的轴线、与定平台N连接的复杂支链Ⅱ一端的运动副的轴线相互平行（即R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维移动一维转动的并联机构，其特征在于：包括定平台（N）、动平台（M）、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台（N）、动平台（M）通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台（M）的输出运动；所述复杂支链Ⅰ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台（M）产生三维移动和两维转动的作用；所述复杂支链Ⅱ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅱ对动平台（M）产生三维移动和一维转动的作用；所述简单支链Ⅲ和其他两条支链结构互不相同，简单支链Ⅲ为无约束支链；所述三条支链一端的运动副分别与定平台（N）连接，三条支链另一端的运动副分别与动平台（M）连接，三条支链互不相交。

【技术特征摘要】
1.一种三维移动一维转动的并联机构，其特征在于：包括定平台（N）、动平台（M）、三条支链，三条支链由复杂支链Ⅰ、复杂支链Ⅱ、简单支链Ⅲ组成；所述定平台（N）、动平台（M）通过三条支链连接，三条支链的复合运动构成了动平台（M）的输出运动；所述复杂支链Ⅰ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅰ对动平台（M）产生三维移动和两维转动的作用；所述复杂支链Ⅱ和其他两条支链结构互不相同，复杂支链Ⅱ对动平台（M）产生三维移动和一维转动的作用；所述简单支链Ⅲ和其他两条支链结构互不相同，简单支链Ⅲ为无约束支链；所述三条支链一端的运动副分别与定平台（N）连接，三条支链另一端的运动副分别与动平台（M）连接，三条支链互不相交。2.根据权利要求1所述的三维移动一维转动的并联机构，其特征在于：所述复杂支链Ⅰ由一个具备二维平移与二维转动的子并联机构通过子动平台（P）串联一个圆柱副C110而成；圆柱副C110固定在动平台（M）和子动平台（P）上。3.根据权利要求2所述的三维移动一维转动的并联机构，其特征在于：所述子并联机构由简单支链a、简单支链b组成；简单支链a、简单支链b一端与定平台（N）连接，简单支链a、简单支链b另一端与子动平台（P）连接；与定平台（N）连接的简单支链a一端的运动副的轴线、与定平台（N）连接的复杂支链Ⅱ一端的运动副的轴线相互平行。4.根据权利要求3所述的三维移动一维转动的并联机构，其特征在于：所述简单支链a由转动副R11、移动副P12、转动副R12、转动副R14、第一连接杆（1）、第二连接杆（2）、第三连接杆（3）、第四连接杆（4）组成；其中第一连接杆（1）的一端通过转动副R11与定平台（N）连接，第一连接杆（1）另一端通过移动副P12与第二连接杆（2）的一端连接，第二连接杆（2）另一端通过转动副R13与第三连接杆（3）的一端连接，第三连接杆（3）的另一端通过转动副R14与第四连接杆（4）一端连接，第四连接杆的末端与子动平台（P）连接；其中转动副R11与转动副R13轴线平行，转动副R11与圆柱副C110的轴线平行，转动副R11与移动副P12轴线垂直，转动副R13与转动副R14轴线垂直；所述简单支链b由转动副R15、移动副P16、转动副R17、转动副R18、转动副R19、第五连接杆（5）、第六连接杆（6）、第七连接杆（7）、第八连接杆（8）、第九连接杆（9）组成；其中第五连接杆（5）的一端通过转动副R15与定平台（N）连接，第五连接杆（5）另一端通过移动副P16与第六连接杆（6）的一端连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伞红军，张道义，陈久朋，陈明方，王学军，吴海波，贺玮，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53