[发明专利]一种可实现四自由度运动的并联机构

摘要

本发明公开了四种可实现四自由度运动的并联机构，它们的特点是，动平台采用分角机构或者分角机构和平行四边形结构的结合，使动平台形成一菱形结构，其结构的虚中心点相对位置不变，只能做沿对角线方向的相对拉伸和压缩的变形运动。本发明运动灵活，受力均匀，运动精度高，通过角度放大机构将此相对运动转化为执行器的旋转运动，机构中没有使用移动副，避免了受力不均匀，摩擦力大，使用寿命低等不足，整体结构的刚性和稳定性好，易实现高速运动，且满足复杂抓放操作的要求。该机构可重构性强，可实现多种构型，也可完成夹持和旋转操作，为实际应用提供了多种选择。

主权项

一种可实现四自由度运动的并联机构，包括固定架、动平台以及对称布置在所述固定架与动平台之间的四条结构相同的支链；所述固定架上固接有驱动装置；每条支链包括近架杆、两个平行且等长的远架杆、上连接轴和下连接轴，所述近架杆一端与所述驱动装置固接，另一端与上连接轴固接；两个平行的所述远架杆一端分别与所述上连接轴球铰接，另一端分别与下连接轴球铰接，每条支链上的所述下连接轴、所述上连接轴和所述两个平行的远架杆形成平行四边形；其特征在于，所述动平台包括与四条支链的下连接轴对应固接的第一角板、第二角板、第三角板和第四角板，所述第一角板、所述第二角板、所述第三角板和所述第四角板按照顺时针依次布置；所述第一角板上设有第一分角机构，所述第一分角机构包括第一齿轮、第二齿轮、第一分角连杆和第二分角连杆，所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合并沿所述第一角板的中心线对称设置，与所述第一角板通过转动副连接；所述第一分角连杆的一端与所述第一齿轮固接，另一端通过转动副连接在所述第四角板上；所述第二分角连杆的一端与所述第二齿轮固接，另一端通过转动副连接在所述第二角板上；在所述第一角板和所述第二角板之间设有第一菱形边杆，所述第一菱形边杆的两端分别通过转动副与所述第一角板和所述第二角板连接，所述第一角板、所述第二角板、所述第二分角连杆和所述第一菱形边杆形成平行四边形结构；在所述第二角板和所述第三角板之间设有第二菱形边杆和第一平行连杆，所述第二菱形边杆和第一平行连杆的两端各通过转动副与所述第二角板和所述第三角板连接，所述第二菱形边杆、所述第一平行连杆、所述第二角板和所述第三角板形成平行四边形结构；在所述第三角板和所述第四角板之间设有第三菱形边杆和第二平行连杆，所述第三菱形边杆和第二平行连杆的两端各通过转动副与所述第三角板和所述第四角板连接，所述第三菱形边杆、所述第二平行连杆、所述第三角板和所述第四角板形成平行四边形结构；所述第一平行连杆、所述第二平行连杆、所述第一菱形边杆、所述第二菱形边杆和所述第三菱形边杆、所述第一分角连杆和所述第二分角连杆的有效长度均相等，所述第一角板、所述第二角板、所述第三角板和所述第四角板形成菱形的四个顶点。