[发明专利]具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构

权利要求书

1.具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：包括固定基座、运动平台和运动支链；

所述固定基座为至少三个一端相交于N点的定轴构成的一体结构，各个定轴的另一端具有转动副连接轴，且各个定轴与过N点的竖直中心线夹角为θ，0＜θ≤90°，由此使各个定轴向上倾斜设置；

所述运动平台为至少三个一端相交于M点的动轴构成的一体结构，各个动轴的另一端具有转动副连接端，且各个动轴与过N点的竖直中心线夹角为θ，由此使各个动轴向下倾斜设置；

固定基座中的定轴与运动平台中的动轴间通过至少三个运动支链相连；所述运动支链包括上连杆、中连杆和下连杆；上连杆与下连杆一端开有贯穿前后两侧的转动副连接孔，另一端外侧具有转动副连接轴；中连杆两端均向前侧或后侧弯折，两端均开有贯穿前后两侧的转动副连接孔；上述上连杆与下连杆均位于中连杆的前侧或后侧；其中，上连杆一端转动副连接孔与运动基座上动轴的转动副连接端连接，形成转动副；上连杆另一端转动副连接轴与中连杆一端的转动副连接孔连接，形成转动副；下连杆一端转动副连接孔与固定基座上定轴的转动副连接端相连接，形成转动副；下连杆另一端转动副连接轴与中连杆另一端的转动副连接孔连接，形成转动副；上述结构满足以下三点：

1）、上连杆和运动平台间的转动副转动轴线，与上连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点B；

2）、下连杆和固定基座间的转动副转动轴线，与下连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点C；

3）、上连杆和中连杆间的转动副转动轴线，与下连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点A；

同时运动支链还需满足A、B和C三点构成的三角形ABC为A、B间距离与A、C间距离相等的等腰三角形；且在运动支链与固定基座、运动平台连接后点B与点M重合，点C与点N重合；

由此通过旋转上连杆会产生两种运动支链构型，具体为：

构型A运动支链：上连杆与下连杆位于中连杆左侧或右侧；

构型B运动支链：下连杆与下连杆分别位于中连杆左右两侧。

2.如权利要求1所述具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：所述上连杆与下连杆均向内弯折，形成L型连杆结构。

3.如权利要求1所述具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：所述固定基座底部位于N点处设计为定位面；运动平台顶部位于M点处设计为安装面。

4.如权利要求1所述具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：所述固定基座和运动平台之间的运动支链相同，同为构型A运动支链或者构型B运动支链。

5.如权利要求1或2所述具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：所述固定基座的定位面与运动平台的安装面相对或同相设置，此时采用构型A运动支链进行固定基座与运动平台间的连接。

6.如权利要求1或2所述具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：所述固定基座的定位面与运动平台的安装面反向设置，此时采用构型B运动支链进行固定基座与运动平台间的连接。