[发明专利]四支链两维平动和一维转动高速并联机构

摘要

本发明公开了一种四支链两维平动和一维转动高速并联机构，包括固定架、运动平台及对称布置在它们之间的四条结构相同的支链；其中两个相邻运动支链通过两锥齿轮啮合传动，在一驱动装置的驱动作用下，实现动平台作二维平动；运动平台包括一个主平台、两个副平台、两个螺旋齿扇、两个螺旋齿轮和一个末端执行器；末端执行器通过一转轴与主平台转动连接且与两螺旋齿轮同轴固定；两螺旋齿扇分别与两副平台固定连接且与两螺旋齿轮啮合；两副平台与主平台转动连接。在三个驱动装置的驱动作用下，实现末端执行器的平面两维平动和一维转动。本发明结构设计合理，紧凑，刚度和稳定性好；各支链对称布置，受力均匀，运动轻巧，易实现高速抓取，使用寿命较高。

主权项

一种四支链两维平动和一维转动高速并联机构，包括固定架(2)、运动平台(8)及对称布置在所述固定架(2)与运动平台(8)之间的四条结构相同的运动支链a、运动支链b、运动支链c和运动支链d；所述固定架(2)上固接有第一驱动装置(1a)、第二驱动装置(1c)和第三驱动装置(1d)；每个运动支链均分别包括近架杆和两个平行且等长的远架杆；其特征在于，运动支链a中的近架杆(3a)的一端与第一驱动装置(1a)固接，并固接有第一转轴(6a)，该近架杆(3a)的另一端固接有第一上连接轴(4a)；所述运动支链a中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与所述第一上连接轴(4a)球铰接，其另一端分别与所述第一下连接轴(9a)球铰接；所述第一上连接轴(4a)、所述第一下连接轴(9a)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；所述第一驱动装置(1a)为与其固接的近架杆(3a)提供一个转动或移动自由度；运动支链b中的近架杆(3b)的一端固接有第二转轴(6b)，该近架杆(3b)的另一端固接有第二上连接轴(4b)；所述运动支链b中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第二上连接轴(4b)球铰接，其另一端分别与第二下连接轴(9b)球铰接；所述第二上连接轴(4b)、所述第二下连接轴(9b)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；所述第一转轴(6a)和所述第二转轴(6b)的转动轴线与各自所属支链内的近架杆的转动轴线重合，并汇交于一点；所述第一转轴(6a)和第二转轴(6b)的端部设有相互啮合的第一锥齿轮(7a)和第二锥齿轮(7b)，第一锥齿轮(7a)和第二锥齿轮(7b)结构相同，每个锥齿轮的旋转轴线与所在转轴的轴线重合并汇交于一点；运动支链c中的近架杆的一端与第二驱动装置(1c)固接，其另一端固接有第三上连接轴(4c)；所述运动支链c中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第三上连接轴(4c)球铰接，其另一端分别第三下连接轴(9c)球铰接；所述第三上连接轴(4c)、所述第三下连接轴(9c)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；运动支链d中的近架杆的一端与第三驱动装置(1d)固接，其另一端固接有第四上连接轴(4d)；所述运动支链d中的两个平行且等长的远架杆的同一端分别与第四上连接轴(4d)球铰接，其另一端分别第四下连接轴(9d)球铰接；所述第四上连接轴(4d)、所述第四下连接轴(9d)与连接在两者之间的两个平行且等长的远架杆形成平行四边形；运动支链a和运动支链b在第一驱动装置(1a)的驱动和平行四边形的约束作用下，实现所述动平台(8)在运动支链a和运动支链b的对称面内作二维平动；所述运动平台(8)包括一个主平台(13)、第一副平台(10)、第二副平台(11)、第一 螺旋齿扇(14)、第二螺旋扇齿(15)、第一螺旋齿轮(20)、第二螺旋齿轮(21)和一个末端执行器(18)；运动支链a和运动支链b分别通过第一下连接轴(9a)和第二下连接轴(9b)与所述主平台(13)相连，运动支链c通过第三下连接轴(9c)与第一副平台(10)相连，运动支链d通过第四下连接轴(9d)与第二副平台(11)相连；所述第一副平台(10)通过第三转轴(16)与所述主平台(13)转动连接，所述第一螺旋齿扇(14)固定在所述第三转轴(16)上，所述第二副平台(11)通过第四转轴(17)与所述主平台(13)转动连接，所述第二螺旋齿扇(15)固定在所述第四转轴(17)上，所述主平台(13)的中心通过一转轴(19)与末端执行器连接，所述第一螺旋齿轮(20)与第二螺旋齿轮(21)固定在所述末端执行器的转轴(19)上，所述第一螺旋齿轮(20)与第二螺旋齿轮(21)旋向相反，且分别与所述第一螺旋齿扇(14)和第二螺旋齿扇(15)啮合。