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CN102147046B - 一种转动解耦的两自由度并联机构 - Google Patents

一种转动解耦的两自由度并联机构 Download PDF

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CN102147046B
CN102147046B CN201110051877XA CN201110051877A CN102147046B CN 102147046 B CN102147046 B CN 102147046B CN 201110051877X A CN201110051877X A CN 201110051877XA CN 201110051877 A CN201110051877 A CN 201110051877A CN 102147046 B CN102147046 B CN 102147046B
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侯雨雷
曾达幸
卢文娟
康凯佳
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Yanshan University
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Yanshan University
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Abstract

一种转动解耦的两自由度并联机构，其主要包括固定基座、动平台和连接固定基座与动平台的两个分支。其中一个分支与动平台和固定基座相连的运动副为转动副，一端设有转动副的两连杆通过移动副相连接，移动副的运动方向与该分支中两转动副的轴线垂直。另一个分支与动平台相连的运动副为虎克铰，与固定基座相连的运动副为转动副，虎克铰和转动副通过连杆相连接。上述两个分支与固定基座相连的两个转动副轴线相互平行，并且与虎克铰中的一条轴线也平行；该虎克铰的另外一条轴线与和动平台相连的另一个分支转动副的轴线共线。本发明由于动平台的两个转动完全解耦，性能优良，工作空间扩大，易于控制，标定简便。

Description

一种转动解耦的两自由度并联机构
技术领域  本发明涉及机械领域，特别是并联机构学。
背景技术  自上世纪八十年代以来，并联机构因其具有刚度高、承载能力大、累积误差小、动态特性好、结构紧凑等特点而在虚拟轴机床、微动操作台、各种运动模拟器以及力与力矩传感器等行业领域获得非常广泛的应用。相对于串联机构，并联机构工作空间小，运动之间存在强的耦合性，控制难度较大。
发明内容  本发明的目的在于提供一种机构简单、工作空间大、易于控制、标定方便的转动解耦的两自由度并联机构。本发明主要包括固定基座、动平台和连接固定基座与动平台的两个分支。两个分支的一端均与固定基座连接，另一端均与动平台连接。其中一个分支是由三个运动副和将它们连在一起的两连杆组成，即与动平台和固定基座相连的运动副均为转动副，一端设有转动副的两连杆通过移动副相连接，移动副的运动方向与该分支中两转动副的轴线垂直；另一个分支是由两个运动副和一个连杆组成，与动平台相连的运动副为虎克铰，与固定基座相连的运动副为转动副，虎克铰和转动副通过连杆相连接。上述两个分支与固定基座相连的两个转动副轴线相互平行，并且与虎克铰中的一条轴线也平行；该虎克铰的另外一条轴线与和动平台相连的另一个分支转动副的轴线共线。本发明的动平台具有两个独立的转动自由度，并且这两个转动相互之间解耦，运动学性能优良。
本发明与现有技术相比具有如下优点：由于动平台的两个转动完全解耦，故性能优良、灵活性高，工作空间扩大，易于控制、标定简便。本发明可应用于望远镜、照相机、变位机、雷达跟踪、太阳能面板、导弹发射架、火炮瞄准定位设备等。
附图说明
图1为本发明的立体示意图。
具体实施方式
在图1所示的一种转动解耦的两自由度并联机构立体示意图中，两个分支的一端均与固定基座1连接，另一端与动平台7连接。其中一个分支是由三个运动副和将它们连在一起的两连杆组成，即与动平台相连的运动副为转动副6，与固定基座相连的运动副为转动副2，一端设有转动副的连杆3和连杆5通过移动副4相连接，移动副的运动方向与该分支中两转动副的轴线垂直；另一个分支是由两个运动副和一个连杆组成，与动平台相连的运动副为虎克铰8，与固定基座相连的运动副为转动副10，虎克铰和转动副通过叉形连杆9相连接。上述两个分支与固定基座相连的两个转动副轴线相互平行，并且与虎克铰中的一条轴线也平行；该虎克铰的另外一条轴线与和动平台相连的另一分支转动副的轴线共线。

Claims (1)

1. 一种转动解耦的两自由度并联机构，包括固定基座、动平台和将它们连接在一起的两分支，其特征在于：该两个分支的一端均与固定基座连接，另一端均与动平台连接，其中一个分支是由三个运动副和将它们连在一起的两连杆组成，与动平台和固定基座相连的运动副为转动副，一端设有转动副的两连杆通过移动副相连接，移动副的运动方向与该分支中两转动副的轴线垂直；另一个分支是由两个运动副和一个连杆组成，与动平台相连的运动副为虎克铰，与固定基座相连的运动副为转动副，虎克铰和转动副通过连杆相连接，上述两个分支与固定基座相连的两个转动副轴线相互平行，并且与虎克铰中的一条轴线也平行；该虎克铰的另外一条轴线与和动平台相连另一个分支转动副的轴线共线。
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