[发明专利]一种单自由度三维运动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单自由度三维运动机构，具体地说，是为所需空间三维运动的混合机、搅拌机、运动振动筛、运动娱乐设备等提供一类新型的三维转动机构。

背景技术

工业上许多场合需要结构简单的单自由度但能产生空间三维运动的空间机构，例：混合机、抛光机、搅拌机、振动筛。专利文献[发明申请号200710131525.9]介绍的一自由度三维空间机构，可用于三维混合机；专利文献[ZL200710046412.9]介绍的一种一自由度并联运动机构，能产生一平移二转动的三维空间筛分运动，保证物料翻转充分，筛孔不易被“筛粒”卡住，从而可提高筛分效率，可替代目前传统的圆振动筛和直线振动筛。本发明提供另一种单自由度驱动但能产生空间三维摆动的并联机构。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的单自由度三维空间运动装置，其技术方案是：一种单自由度三维运动装置，由上动平台(3)、下静平台(0)及连接上动平台(3)和下静平台(0)的三条支链组成，第一条支链上的构件一(1)的一端和下静平台(0)以转动副一(R₁₁)连接后，其另一端又以转动副二(R₁₂)连接构件二(2)的一端，构件二(2)的另一端又以球铰一(S₁₃)和上动平台(3)连接；第二条支链上的构件四(4)的一端和下静平台(0)以球铰二(S₂₁)连接后，构件四(4)的另一端又以球铰三(S₂₂)和上动平台(3)连接，转动副二(R₁₂)的轴线和转动副一(R₁₁)的轴线平行；第三条支链仅由一个球铰四(S₃₁)组成，它直接将上动平台(3)和下静平台(0)连接在一起；且上动平台(3)上的三个球铰的位置不能在一条直线上，下静平台(0)上的转动副一(R₁₁)的轴线可任意布置。

进一步，第一条支链上的转动副一(R₁₁)可用单自由度的移动副替代，而第二条支链上的两个球铰之一可由一个万向节代替。

该机构具有以下特点：(1)机构输出运动平台为空间的三个转动的三维摆动，其中仅有一个运动是独立的，其余二个转动为衍生非独立运动；(2)机构存在过约束回路，其刚性好；(3)仅用一个驱动马达，结构简单，球副可采用由专业厂家生产的杆端关节轴承，足以满足精度要求，因此，机械加工及其装配量少且简单容易；(4)运动学正解简单。

本发明为并联运动振动筛、混合机、抛光机等并联运动设备等提供了新机型。

附图说明

附图1为本发明的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实例对本发明的技术给予进一步地说明。

附图1为本发明的一种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种单自由度三维运动装置，由上动平台3、下静平台0及连接上动平台3和下静平台0的三条支链组成，第一条支链上的构件一1的一端和下静平台0以转动副一R₁₁连接后，其另一端又以转动副二R₁₂连接构件二2的一端，构件二2的另一端又以球铰一S₁₃和上动平台3连接；第二条支链上的构件四4的一端和下静平台0以球铰二S₂₁连接后，构件四4的另一端又以球铰三S₂₂和上动平台3连接，转动副二R₁₂的轴线和转动副一R₁₁的轴线平行；第三条支链仅由一个球铰四S₃₁组成，它直接将上动平台3和下静平台0连接在一起；且上动平台3上的三个球铰的位置不能在一条直线上，下静平台0上的转动副一R₁₁的轴线可任意布置。

进一步，第一条支链上的转动副一R₁₁可用单自由度的移动副替代，而第二条支链上的两个球铰之一可由一个万向节代替。

当上动平台3固结振动筛筛框、混合容器、抛光机框架时，就可成为三维的振动筛、三维的混合机、抛光机等，从而实现所需的三维空间运动。这种机构结构简单，制造容易，操作方便。