一種二自由度並聯操作手的製作方法

2023-05-08 21:00:16

專利名稱：一種二自由度並聯操作手的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種平面型數控並聯運動操作裝備，具體地說是為數控切削加工、各種產業操作提供一種新型高效的數控裝置。
背景技術：
工業上往往需要各種結構簡單、製造成本低的平面型數控操作，例如金屬切削加工、焊接、非金屬材料切割、測量、噴塗、雕刻等作業，已有的串聯機器人操作手結構複雜、剛性差、動態響應性能差，而一般的並聯操作手，包括二滑塊在同一導軌上的各種二自由度平面操作手(如專利申請文獻200420083801. 0200710177514. 4等)，工作空間小；申請人發明的二種平面二自由度滑塊驅動型大範圍作業數控型並聯運動操作裝備(專利文獻200910181312. 6200910181313.0)，但需要調節杆長才能實現大工作空間。本發明提供另一種無需調節杆長就易實現大工作空間的、滑塊和伺服電機同時驅動的平面型數控並聯運動操作裝備，其結構簡單、操作容易、製造成本低。

發明內容
本發明的目的是要發明一類二自由度並聯操作手，第一種結構是它由上動平臺 (1)、通過左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副(P) 的串聯結構，即構件一 O)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以轉動副二 (R2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以移動副一(P3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二 (P8)連接在下靜平臺(0)上。第二種結構的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—移動副(P)—轉動副(R)的串聯結構，即構件一 O)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以移動副一(P2)連接構件二 G)，而構件二又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上，被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺(0)上。第三種結構的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副(P)的串聯結構，即其構件一(2)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以轉動副一(R2) 連接構件二 G)，而構件二(4)又以移動副二(P2)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二(P8) 連接在下靜平臺(0)上。第四種結構的的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—移動副(P)—轉動副(R)的串聯結構，即其構件一 (2)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以移動副一 (P2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺(0)上。該裝置的優點是結構簡單、大工作空間易實現，且製造容易、操作簡便，能實現二維數控加工與產業操作。


附圖1為本發明實施例第一種結構的示意圖。附圖2為本發明實施例第二種結構的示意圖。附圖3為本發明實施例第三種結構的示意圖。附圖4為本發明實施例第四種結構的示意圖。
具體實施例方式附圖1為本發明實施例第一種結構的示意圖。它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副⑵的串聯結構，即構件一 (2)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以轉動副二(R2)連接構件二 G)， 而構件二(4)又以移動副一(P3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二(P8)連接在下靜平臺 (0)上。附圖2為本發明實施例第二種結構的示意圖。它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R) —移動副(P) —轉動副(R)的串聯結構，即構件一 (2)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以移動副一(P2)連接構件二 G)， 而構件二(4)又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上，被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺 (0)上。附圖3為本發明實施例第三種結構的示意圖。它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副⑵的串聯結構，即其構件一 O)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以轉動副一(R2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以移動副二(I32)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二 (P8)連接在下靜平臺(0)上。附圖3為本發明實施例第三種結構的示意圖。它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R)—移動副(P)—轉動副(R)的串聯結構，即其構件一 O)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以移動副一(P2)連接構件二 G)，而構件二⑷又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺(0)上。這裡的操作器可以是切削銑刀、鑽頭、割刀、刻刀，又可以是測量頭、噴槍、焊槍等； 使驅動杆1轉動的可以是任何伺服電機或伺服液壓馬達，而使驅動滑塊3作直線運動的可以是滾珠絲槓、同步帶、直線電機或數字式液氣壓推桿等直線運動裝置。綜上可知，該裝置結構簡單、製造容易、工作空間大、操作方便，為一種適合於加工、各種產業操作的新型高效數控裝置。
權利要求
1.一種二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈(I )、右主動支鏈 (II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、右主動支鏈(II ) 結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副(P)的串聯結構，即構件一 O)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以轉動副二(R2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以移動副一(P3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一 (R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二 (P8)連接於下靜平臺(O)0
2.按權利要求1所述的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R) —移動副(P) —轉動副(R)的串聯結構，即構件一 (2)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以移動副一(P2)連接構件二 G)， 而構件二(4)又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上，被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺 (0)上。
3.按權利要求1所述的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R) —轉動副(R) —移動副⑵的串聯結構，即其構件一 O)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以轉動副一(R2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以移動副二(I32)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二 (P8)連接在下靜平臺(0)上。
4.按權利要求1所述的二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈 (I )、右主動支鏈(II )、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(I )、 右主動支鏈(II )結構相同，為轉動副(R) —移動副(P) —轉動副(R)的串聯結構，即其構件一 O)的一端鉸接在一起後又和上動平臺(1)上的一點構成複合鉸鏈(R1),另一端以移動副一(P2)連接構件二 G)，而構件二(4)又以轉動副二(R3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺⑴連接後，又以低副二(R8)連接在下靜平臺(0)上。
全文摘要
一種二自由度並聯操作手，它由上動平臺(1)、通過左主動支鏈(Ⅰ)、右主動支鏈(Ⅱ)、一條被動支鏈和下靜平臺(0)連接，其特徵是左主動支鏈(Ⅰ)、右主動支鏈(Ⅱ)結構相同，為轉動副(R)—轉動副(R)—移動副(P)的串聯結構，即構件一(2)的一端以轉動副一(R1)連接上動平臺(1)，另一端以轉動副二(R2)連接構件二(4)，而構件二(4)又以移動副一(P3)連接在下靜平臺(0)上；被動支鏈的結構為二個低副的串接，即構件三(5)以低副一(R7)與上動平臺(1)連接後，又以低副二(P8)連接在下靜平臺(0)上。該並聯操作手具有結構緊湊、運動靈活、剛度好、定位精度高、製造成本低等優點，能實現任意平面操作。
文檔編號B25J9/08GK102172912SQ20111004281
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者朱小蓉, 段鎖林, 沈惠平, 鄧嘉鳴, 馬正華 申請人:常州大學