[发明专利]一种驱动关节可变的RRR并联机构支链装置

摘要

本发明涉及一种驱动关节可变的并联机构RRR支链装置，主要由本体机构、驱动部分、传动部分组成，传动部分分为三个传动组，主要由离合器、传动齿轮、同步带轮、同步带组成，驱动单元驱动离合器主动件，通过传动齿轮和同步带传递至驱动位置，通过灵活配置离合器主动件和从动件吸附、分离状态切换支链驱动模式；本支链可以实现主动和被动关节的切换(驱动关节变化)，实现在不同工作空间中根据实际需要使用不同关节进行驱动，进而提升并联机构在整个工作空间内的综合性能；本发明装置控制简单，操作方便，能够实现机构驱动模式的快速切换，有利于并联机构在工作空间内性能的优化和提升，可应用于构成3‑RRR、5R等各类带有RRR支链的并联机构。 1

主权项

1.一种驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，包括本体机构、驱动单元(2)和传动部分，其特征在于：

所述本体机构包括静平台(1)、转动关节Ⅰ、杆Ⅰ(6)、转动关节Ⅱ、杆Ⅱ(13)及转动关节Ⅲ，静平台(1)通过转动关节Ⅰ连接杆Ⅰ(6)的一端，杆Ⅰ(6)的另一端通过转动关节Ⅱ连接杆Ⅱ(13)的一端，杆Ⅱ(13)的另一端设置有转动关节Ⅲ；

驱动单元(2)由电机、减速器和联轴器组成，作用于转动关节Ⅰ、转动关节Ⅱ及转动关节Ⅲ；

传动部分分为三个传动组，为传动组Ⅰ、传动组Ⅱ和传动组Ⅲ，分别作用于转动关节Ⅰ、转动关节Ⅱ及转动关节Ⅲ；

所述传动组Ⅰ为离合器Ⅰ(3)，主动件与驱动单元(2)输出端连接，从动件与转动关节Ⅰ连接；

所述传动组Ⅱ由传动系统和离合器Ⅱ(10)组成，传动系统将离合器Ⅰ(3)主动件的运动传递至离合器Ⅱ(10)的主动件，离合器Ⅱ(10)的从动件与转动关节Ⅱ连接；

所述传动组Ⅲ为传动齿轮Ⅲ(11)和离合器Ⅲ(12)，传动齿轮Ⅲ(11)与离合器Ⅱ(10)同轴连接，与离合器Ⅲ(12)的主动件啮合，离合器Ⅲ(12)的从动件与杆Ⅱ( 13) 连接；

通过控制各传动部分的状态，实现支链驱动模式的切换。

2.根据权利要求1所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，所述传动组Ⅱ中的传动系统为同步带和传动齿轮系统，或齿轮传动系统。

3.根据权利要求1所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，所述传动组Ⅱ中的传动系统包括传动齿轮Ⅰ(4)、同步带轮Ⅰ(5)、同步带(7)、传动齿轮Ⅱ(8)和同步带轮Ⅱ(9)，其中，传动齿轮Ⅰ(4)与离合器Ⅰ(3)的主动件啮合，传动齿轮Ⅰ(4)和传动齿轮Ⅱ(8)均通过轴承与杆Ⅰ(6)连接，同步带轮Ⅰ(5)与传动齿轮Ⅰ(4)同轴运动，同步带轮Ⅱ(9)与传动齿轮Ⅱ(8)同轴运动，传动齿轮Ⅱ(8)与离合器Ⅱ(10)的主动件啮合。

4.根据权利要求1所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，所述的本体机构、驱动单元(2)、传动组Ⅰ和传动组Ⅱ连接形成支链Ⅰ，实现支链两种驱动模式切换：

驱动模式Ⅰ，离合器Ⅰ(3)吸附，离合器Ⅱ(10)分离，驱动单元(2)直接驱动转动关节Ⅰ，其余传动组上所有齿轮均空转；

驱动模式Ⅱ，离合器Ⅰ(3)分离，离合器Ⅱ(10)吸附，转动关节Ⅰ与驱动单元(2)脱离，驱动单元(2)输出力矩通过传动组Ⅱ传递到转动关节Ⅱ，实现转动关节Ⅱ的驱动。

5.根据权利要求1所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，所述的本体机构、驱动单元(2)、传动组Ⅰ、传动组Ⅱ、传动组Ⅲ连接形成支链Ⅱ，实现支链三种驱动模式切换：

驱动模式Ⅰ，离合器Ⅰ(3)吸附，离合器Ⅱ(10)、离合器Ⅲ(12)分离，驱动单元(2)驱动转动关节Ⅰ运动；

驱动模式Ⅱ，离合器Ⅱ(10)吸附，离合器Ⅰ(3)、离合器Ⅲ(12)分离，驱动单元(2)驱动杆转动关节Ⅱ；

驱动模式Ⅲ，离合器Ⅲ(12)吸附，离合器Ⅰ(3)、离合器Ⅱ(10)分离，驱动单元(2)驱动杆Ⅱ(13)。

6.根据权利要求1所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，

在所述杆Ⅱ(13)上添加由传动系统和离合器组成的与传动组Ⅱ形式一致的传动组Ⅳ，即在杆Ⅱ(13)转动关节Ⅱ和转动关节Ⅲ之间添加传动系统，在转动关节Ⅲ添加离合器，两个传动齿轮分别于离合器Ⅲ(12)和转动关节Ⅲ处与离合器啮合，可实现驱动转动关节Ⅲ，即驱动模式Ⅳ；

在动平台连接处添加由传动齿轮和离合器组成的与传动组Ⅱ形式一致的传动组Ⅴ，传动齿轮固定于转动关节Ⅲ处离合器上，动平台上添加与离合器Ⅲ形式一致的离合器Ⅴ，传动齿轮同离合器Ⅴ啮合驱动单元(2)直接驱动动平台，实现驱动模式Ⅴ。

7.根据权利要求6所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，依据传动组Ⅰ、传动组Ⅱ、传动组Ⅲ的装配方式，在平面5R机构支链转动关节Ⅰ处添加传动组Ⅰ，杆Ⅰ上添加传动组Ⅱ，转动关节Ⅱ添加传动组Ⅲ，组成驱动可变的平面5R并联机构。

8.根据权利要求6所述驱动关节可变的RRR并联机构支链装置，其特征在于，依据传动组Ⅰ、传动组Ⅱ、传动组Ⅲ、传动组Ⅳ、传动组Ⅴ的装配方式，在平面3‑3R并联机构支链转动关节Ⅰ处添加传动组Ⅰ，杆Ⅰ上添加传动组Ⅱ，转动关节Ⅱ添加传动组Ⅲ，杆Ⅱ(13)上添加传动组Ⅳ，动平台上添加传动组Ⅴ，组成驱动可变的平面3‑3R并联机构，或多条支链组合组成各类带有RRR支链的驱动可变的并联机构。