[发明专利]一种模块化二自由度虚拟转心并联机构

摘要

本发明公开了一种模块化二自由度虚拟转心并联机构，包括有七种基本模块：第一主运动支链、第二主运动支链、第三主运动支链、第一辅运动支链、第二辅运动支链五种结构运动支链以及固定基座与运动平台；其中，固定基座与运动平台间通过五种结构运动支链中的三条运动支链相连，由此形成十种二自由度虚拟转心并联机构；每种并联机构各运动支链间相对位置可依据具体使用要求采用非对称布置。本发明的优点为：结构种类多，每种结构均可实现绕虚拟转心的二自由度转动，且刚度大，承载能力强，传感器等附件安装方便。

主权项

一种模块化二自由度虚拟转心并联机构，其特征在于：包括固定基座、运动平台以及运动支链；固定基座与运动平台相互平行设置，并通过3条运动支链相连；所述运动支链分为主运动支链与辅运动支链两类，其中，主运动支链具有第一主运动支链、第二主运动支链、第三主运动支链三种结构，辅运动支链具有第一辅运动支链、第二辅运动支链两种结构；上述第一主运动支链包括第一机架、第一连杆A、第一连杆B、第一连杆C、第一连杆D和球面副S；其中，第一连杆A与第一机架周向转动连接；第一连杆A两端均为转动副，分别连接第一连杆B与第一连杆D；第一连杆C分别与第一连杆B和第一连杆D通过转动副相连，末端为球面副S；第二主运动支链包括第二机架、第二连杆A、第二连杆B、第二连杆C、第二连杆D和转动副R；第二连杆A与第二机架周向转动连接；第二连杆A两端均为转动副，分别连接第二连杆B与第二连杆D；第二连杆C分别与第二连杆B和第二连杆D通过转动副相连，末端为转动副R；第三主运动支链包括第三机架、第三连杆A、第三连杆B、第三连杆C、第三连杆D、第三连杆E、第三连杆F和虎克铰U；其中，第三连杆A与第三机架周向转动连接；第三连杆A两端均为转动副，分别连接第三连杆B和第三连杆D；第三连杆C分别与第三连杆B、第三连杆D和第三连杆F通过转动副相连接，第三连杆F末端为虎克铰U；第三连杆E两端均为转动副，分别连接第三连杆D和第三连杆F；第一辅运动支链包括有第四机架、第四连杆A、第四连杆B、第四连杆C和转动副X；其中，第四连杆A与第四机架周向转动连接；第四连杆B两端均为转动副，分别连接第四连杆A和第四连杆C；第四连杆C末端为转动副X；第二辅运动支链包括第五机架、第五连杆A、第五连杆B、第五连杆C、第五连杆D、第五连杆E和虎克铰V；第五连杆A与第五机架周向转动连接；第五连杆B两端均为转动副，分别连接第五连杆A和第五连杆C；第五连杆D两端均为转动副，分别连接第五连杆B和第五连杆E；第五连杆E分别与第五连杆C和第五连杆D通过转动副相连接，第五连杆E末端为虎克铰V；上述第一主运动支链与固定基座、运动平台间的连接方式为：第一机架与固定基座固连， 球面副S与运动平台间以球面副形式连接；第二主运动支链与固定基座、运动平台间的连接方式为：第二运动机架与固定基座固连，转动副R与运动平台间以转动副形式连接；第三主运动支链与固定基座、运动平台间的连接方式为：第三机架与固定基座固连，第三支链中的虎克铰U与运动平台间以虎克铰形式连接；第一辅运动支链与固定基座、运动平台间的连接方式为：第四机架与固定基座固连，第一辅运动支链中的转动副X与运动平台以转动副形式连接；第二辅运动支链与固定基座、运动平台间的连接方式为：机架与固定基座固连，第二辅运动支链中的虎克铰V与运动平台间以虎克铰形式连接；在上述第一主运动支链、第二主运动支链、第三主运动支链、第一辅运动支链与第二辅运动支链中选取三条支链与固定基座、运动平台相连，且需保证：a、至少包含第一主运动支链、第二主运动支链或第三主运动支链中的一条运动支链；b、不能同时包含一个第二主运动支链和一个第一辅运动支链；c、不能同时包含两个第一辅运动支链；d、不能同时包含两个第一主运动支链和一个第一辅运动支链。