[发明专利]一种带有可转轴线机械臂的并联机构及运动方法

权利要求书

1.一种带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，包括静平台（1）、动平台（2），以及连接静平台（1）和动平台（2）的三条支链（7）；三条支链为两段相互套接的连杆，三条支链（7）底部设驱动部件；

还包括设于动平台（2）上的可转轴线机械臂（3），可转轴线机械臂（3）通过柔索（4）连接回程座（5），回程座（5）与静平台（1）相连；在动平台（2）上设有限定可转轴线机械臂（3）相对于动平台（2）转动的锁止装置（6）；

所述动平台（2）中心有一个带有半球形的凸起（2-1）的圆孔（2-2），可转轴线机械臂（3）从圆孔（2-2）中穿过，可转轴线机械臂（3）外表面设有截面为半圆形的螺旋槽（3-1），圆孔（2-2）的内凸起（2-1）嵌入螺旋槽（3-1）中沿螺旋槽运动，带动可转轴线机械臂（3）转动；

通过三条支链（7）底部驱动部件的推出、缩回，动平台（2）上升或摆动，带动可转轴线机械臂（3）绕其轴线旋转或摆至指定位置。

2.根据权利要求1所述的带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，所述三条支链（7）结构相同，关于静平台（1）和动平台（2）中心对称；每条支链中包括相互套接的上连杆（7-1）和下连杆（7-3），上连杆（7-1）顶部通过球面副（7-2）与动平台（2）相连，下连杆（7-3）底部通过转动副（7-4）与静平台（1）相连。

3.根据权利要求2所述的带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，所述三条支链（7）底部驱动部件为直线气缸、液压缸、电推杆或电缸。

4.根据权利要求1所述的带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，所述柔索（4）包括索段和两端部锥度相同的锥台型结构，连接可转轴线机械臂（3）一端为外锥台型结构（3-2），连接回程座（5）一端为内锥台型结构（5-1）。

5.根据权利要求1所述的带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，所述锁止装置（6）包括电磁阀（6-1）、锁定弧板（6-2）、弹簧（6-3）和锁定基座（6-4）；锁定弧板（6-2）设在锁定基座（6-4）内，连接在电磁阀（6-1）上的弹簧（6-3）穿过锁定基座（6-4）位于锁定弧板（6-2）后面，锁定弧板（6-2）内弧面与可转轴线机械臂（3）外表面相接。

6.根据权利要求1所述的带有可转轴线机械臂的并联机构，其特征在于，所述回程座（5）的中心轴线和静平台（1）的中心轴线重合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的带有可转轴线机械臂的并联机构的运动方法，其特征在于，三条支链（7）在底部驱动部件驱动相互套接的连杆工作时，包括：

若三条支链（7）的上连杆（7-1）同时推出，且行程一致时，动平台（2）水平上升，若柔索（4）未被拉紧，锁止装置（6）锁定，则动平台（2）带动可转轴线机械臂（3）上升；

若三条支链（7）的上连杆（7-1）同时推出，且行程一致时，动平台（2）水平上升，若柔索（4）已被拉紧，锁止装置（6）解除锁定，则动平台（2）上升，带动可转轴线机械臂（3）绕其轴线旋转；

若三条支链（7）的上连杆（7-1）分别推出，且柔索（4）未被拉紧时，锁止装置（6）锁定，则动平台（2）摆动，带动可转轴线机械臂（3）摆动；

若三条支链（7）的上连杆（7-1）分别推出，且柔索（4）已被拉紧时，锁止装置（6）解除锁定，则动平台（2）摆动，带动可转轴线机械臂（3）绕其轴线旋转；

若三条支链（7）的上连杆（7-1）分别回缩，当其行程达到一致时，锁止装置（6）锁定，则动平台（2）水平摆正，带动可转轴线机械臂（3）摆至竖直位置；

若三条支链（7）的上连杆（7-1）在动平台（2）水平摆正后继续回缩，外锥台型结构（3-2）与内锥台型结构（5-1）接触，锁止装置（6）解除锁定，则动平台（2）水平下降，带动可转轴线机械臂（3）绕其轴线旋转，直至回到初始位置。