[发明专利]具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构

摘要

本发明公开了一种具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，包括有固定基座、运动平台和运动支链；其中，运动支链又包括两种不同类型的运动支链；数目不同、类型不同的运动支链和固定基座及运动平台可以组成十二种具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构；每种机构可以实现运动平台绕固定基座做二自由度等径球面纯滚转动；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：机构刚度大、承载能力强，结构种类多，每种结构均可实现二自由度等径球面纯滚转动，机构中只含转动副，结构简单，易于制造，传感器等附件安装方便。

主权项

具有球面纯滚性质的二自由度并联转动机构，其特征在于：包括固定基座、运动平台和运动支链；所述固定基座为至少三个一端相交于N点的定轴构成的一体结构，各个定轴的另一端具有转动副连接轴，且各个定轴与过N点的竖直中心线夹角为θ，0＜θ≤90°，由此使各个定轴向上倾斜设置；所述运动平台为至少三个一端相交于M点的动轴构成的一体结构，各个动轴的另一端具有转动副连接端，且各个动轴与过N点的竖直中心线夹角为θ，由此使各个动轴向下倾斜设置；固定基座中的定轴与运动平台中的动轴间通过至少三个运动支链相连；所述运动支链包括上连杆、中连杆和下连杆；上连杆与下连杆一端开有贯穿前后两侧的转动副连接孔，另一端外侧具有转动副连接轴；中连杆两端均向前侧或后侧弯折，两端均开有贯穿前后两侧的转动副连接孔；上述上连杆与下连杆均位于中连杆的前侧或后侧；其中，上连杆一端转动副连接孔与运动基座上动轴的转动副连接端连接，形成转动副；上连杆另一端转动副连接轴与中连杆一端的转动副连接孔连接，形成转动副；下连杆一端转动副连接孔与固定基座上定轴的转动副连接端相连接，形成转动副；下连杆另一端转动副连接轴与中连杆另一端的转动副连接孔连接，形成转动副；上述结构满足以下三点：1）、上连杆和运动平台间的转动副转动轴线，与上连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点B；2）、下连杆和固定基座间的转动副转动轴线，与下连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点C；3）、上连杆和中连杆间的转动副转动轴线，与下连杆和中连杆间的转动副转动轴线共面且相交于点A；同时运动支链还需满足A、B和C三点构成的三角形ABC为A、B间距离与A、C间距离相等的等腰三角形；且在运动支链与固定基座、运动平台连接后点B与点M重合，点C与点N重合；由此通过旋转上连杆会产生两种运动支链构型，具体为：构型A运动支链：上连杆与下连杆位于中连杆左侧或右侧；构型B运动支链：下连杆与下连杆分别位于中连杆左右两侧。