[发明专利]一种含有五杆运动支链的可重构并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种含有五杆运动支链的可重构并联机构。

背景技术

传统的机构学研究的一般是具有固定自由度特性的机构。随着科技的发展，在工业生产和应用领域，需要应用一些具有多个工作阶段、多功能和灵巧操作能力的集成化设备。在这种背景下，可重构机构引起了学者们的广泛关注，包括变胞机构，运动分岔机构和运动限定机构。

变自由度并联机构在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用，如三平移自由度的取放机构，两移动一转动、两转动一移动和三转动自由度的运动模拟器等等。典型的并联机构包括Delta机构，球面机构，飞行模拟器等等，都只有固定的自由度特性，无法适应多任务工作环境。

发明内容

本发明要解决的问题是提出一种含有五杆运动支链的可重构并联机构,它可以实现10种不同自由度运动，能适应多任务工作环境。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种含有五杆运动支链的可重构并联机构，该并联机构包括：

动平台、定平台和第一、二、三支链。

动平台运动副分布为正三角形，其三个顶点上分别焊接第一、第二、第三圆柱套筒，三个圆柱套筒的轴线相交于一点O₁，O₁点位于动平台轴线上。

第一支链包括五杆可重构机构、倾斜连接杆、三个上部连接杆。

五杆可重构机构包括：底座、第一电机座、第二电机座、第三电机座、第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第一联轴器、第二联轴器、第三联轴器、第一主轴、第二主轴、第三主轴、第一键、第二键、第三键、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴、第六转轴、第七转轴、第八转轴、第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母、第五螺母、第六螺母、第七螺母、第八螺母。

构成五杆可重构机构的零部件之间的连接为：

连杆一固定在底座上，第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机分别安装在第一电机座、第二电机座上和第三电机座上。

第一套筒通过第一主轴和第一键与连杆一上连接连杆二的一端相连；第二套筒通过第二主轴和第二键与连杆二的另一端相连；第三套筒通过第三主轴和第三键与连杆三连接连杆四的一端相连；第一主轴的细端通过第一联轴器与第一驱动电机相连，第二主轴的细端通过第二联轴器与第二驱动电机相连，第三主轴的细端通过第三联轴器与第三驱动电机相连。

连杆一通过第一转轴和第一螺母与连杆二相连，连杆二通过第二转轴和第二螺母与连杆三相连，连杆四通过第三转轴和第三螺母与连杆五相连，连杆五通过第四转轴和第四螺母与连杆一相连。

连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五的圆柱套筒的轴线相互平行。

连杆一的两端圆柱套筒的轴线距离与连杆二的两端圆柱套筒的轴线距离和连杆三的两端圆柱套筒的轴线距离相等，等于连杆四连接连杆三的圆柱套筒的轴线与连杆四连接连杆五的圆柱套筒的轴线的距离，等于连杆五的圆柱套筒的轴线与连杆五的U形端上的两个通孔的轴线的距离。

第一支链中，固定在连杆四上倾斜杆的圆柱套筒端通过第五转轴和第五螺母与第一上部连杆的U形端相连形成转动副，且当连杆二上连接连杆三的圆柱套筒轴线与连杆五圆柱套筒端轴线重合时，倾斜杆的圆柱套筒轴线与连杆五圆柱套筒端轴线相交于定平台轴线上。第一上部连杆的圆柱套筒端通过第六转轴和第六螺母与第二上部连杆的U形端相连形成转动副，第二上部连杆的圆柱套筒端通过第七转轴和第七螺母与第三上部连接杆U形端相连形成转动副。第三上部连杆的另一U形端通过第八转轴和第八螺母与动平台的圆柱套筒端相连形成转动副。

第一、二、三支链结构相同。

构成具有可重构特性的并联机构的零部件之间的连接：

第一支链通过五杆可重构机构中的连杆一与固定在定平台上的底座通过螺栓连接。底座均匀分布在以定平台中心点O₂为圆心的圆周上且与定平台贴合；且五杆可重构机构连杆五圆柱套筒端轴线与定平台轴线相交于一点。

第一、二、三支链与定平台和动平台连接方式相同。

本发明的有益效果：