[发明专利]一种三自由度并联振动筛

说明书

本发明公开了一种三自由度并联振动筛，具体涉及一种并联机构，包括第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链、静平台以及筛框组成，其中第一振动支链、第二振动支链的驱动由直线电机提供，第三振动支链的驱动由普通电机带动曲柄滑块机构运动实现，驱动三条支链可以使筛框整体实现绕x方向和绕z方向的转动以及沿y方向平移的振动筛分运动。本发明设计的基于并联机构振动筛能够实现多维振动，大大提高了物料的筛分效率，而且整体结构简单，易控制，筛分过程稳定，能适应多种物料的筛选分离，可应用于煤炭、化工、土木建筑、农业等多种行业，在并联振动筛的开发研究中具有重要意义并提供了参考。

技术领域

本发明涉及振动筛分设备领域，具体涉及一种基于并联机构的具有三自由度运动空间的并联振动筛。

背景技术

振动筛作为物料按颗粒大小级别分离设备，广泛应用于煤炭、冶炼、建材、农业、化工、医药、食品等行业。传统振动筛大多数采用偏心重或偏心轴配置方式的激振装置来使筛体实现振动，自由度多为单一，筛分效率低，物料难以快速实现空间多维分离翻转运动，因此难以处理物料堵塞筛孔的问题，而且传统振动筛适应性差，驱动单一使得使用寿命降低。

并联机构可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。跟传统串联机构相比，并联机构具有无累积误差，精度高，结构紧凑，刚度高，承载能力大，运动速度高，结构稳定等优点。一般并联机器人基于各种不同并联机构应用在各个领域中，比如并联机床，军事领域中的潜艇、坦克驾驶运动模拟器，微操作机器人，姿态调整装置，并联支撑夹具等。

目前将并联机构应用到振动筛已有相关专利公布(如CN107413639A、CN106984535A、CN106944343A等)，现有多自由度并联振动筛虽能实现多自由度振动筛分运动，但其结构相对复杂或难以控制，制作成本高，对于普遍应用于生产过程中还有待于优化。因此为了降低成本，适应实际生产要求，提出了一种结构简单，易于控制且筛分稳定的三自由并联振动筛，这对于并联振动筛的研究和应用具有一定的参考价值和实际应用意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种三自由度并联振动筛，通过驱动三条支链能够实现两转动一平移三自由度振动筛分运动，不仅提高了筛分效率，而且筛分过程稳定可控，实用性强。

本发明所采用的技术方案是：一种三自由度并联振动筛，该并联振动筛包括机架即静平台、第一支链、第二支链、第三支链以及筛框；所述第一支链和第二支链的末端运动副球铰(即球铰Ⅲ、Ⅳ)均与筛框相连，第三支链的末端运动副万向节与筛框相连；所述第一支链和第二支链的首端运动副球铰(即球铰Ⅰ、Ⅱ)均与静平台Ⅰ相连，所述第三支链的首端由连杆Ⅰ固定连接在曲柄滑块机构的滑块上，再由曲柄滑块机构中的曲柄Ⅰ用转动副Ⅰ与静平台Ⅱ相连接；所述筛框在三条支链的共同作用下可以实现绕x，z方向的转动以及沿y方向平移的三自由度振动筛分运动。

所述第一支链和第二支链结构相同，均包括球副(即球铰Ⅰ、Ⅱ)、移动副(即移动副Ⅰ、Ⅱ)、球副(即球铰Ⅲ、Ⅳ)和连杆(即连杆Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)，其中第一支链中的移动副Ⅰ由连杆Ⅱ和连杆Ⅲ相连接，第二支链中的移动副Ⅱ由连杆Ⅳ和连杆Ⅴ相连接。

所述第三支链包括转动副Ⅰ、曲柄Ⅰ、销钉、曲柄Ⅱ、转动副Ⅱ、滑块、导轨、连杆Ⅰ、万向节；所述转动副Ⅰ、曲柄Ⅰ、销钉、曲柄Ⅱ、转动副Ⅱ、滑块、导轨组成曲柄滑块机构；所述万向节的转动方向平行于xz平面；所述连杆Ⅰ固定连接在滑块上并沿导轨方向作平移即沿y方向平移；所述曲柄Ⅰ用销钉与曲柄Ⅱ相连接，且曲柄Ⅱ与滑块上的连杆Ⅰ采用转动副Ⅱ相连接；所述转动副Ⅰ、销钉以及转动副Ⅱ的转动轴线相互平行且垂直于静平台Ⅱ。

所述静平台Ⅰ与立板通过加强筋Ⅰ相连接；所述静平台Ⅱ与立板通过加强筋Ⅱ相连接。