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专利号: 2020102535444
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:包括定平台、第一动平台和第二动平台,所述第一动平台和所述第二动平台十字交叉设置且利用中心转动副连接,所述中心转动副的轴线过所述第一动平台和所述第二动平台的中心点,所述第一动平台的两端分别利用第二支链和第四支链与所述定平台连接,所述第二支链和所述第四支链相同且为5R-RR支链,所述第二支链和所述第四支链与所述定平台连接的转动副均作为驱动副,所述第二动平台的两端分别利用第一支链和第三支链与所述定平台连接,所述第一支链和所述第三支链相同且为 支链,所述第一支链和所述第三支链上的移动副均作为驱动副,所述驱动副能够驱动所述第一支链、所述第二支链、所述第三支链和所述第四支链运动并带动所述第一动平台和所述第二动平台做两转一移运动。

2.根据权利要求1所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述

支链为有闭环单元的支链,所述 支链包括奇数链第一连接杆、奇数链第二连接杆、奇数链第三连接杆、奇数链第四连接杆和奇数链第五连接杆,所述奇数链第一连接杆的一端利用奇数链第一转动副与所述定平台连接,所述奇数链第一连接杆的另一端利用奇数链第一移动副与所述奇数链第二连接杆的一端连接,所述奇数链第二连接杆的另一端利用奇数链第一复合铰链与所述奇数链第三连接杆的一端连接,所述奇数链第三连接杆的另一端利用奇数链第二移动副与所述奇数链第四连接杆的一端连接,所述奇数链第四连接杆的另一端利用奇数链第二转动副与所述定平台连接,所述奇数链第三连接杆利用所述奇数链第一复合铰链与所述奇数链第五连接杆的一端连接,所述奇数链第五连接杆的另一端利用奇数链第三转动副与所述第二动平台连接,所述奇数链第一移动副和所述奇数链第二移动副均为驱动副。

3.根据权利要求2所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述定平台上沿其纵向中心线固定有四个奇数链铰接座,四个所述奇数链铰接座对称设置在所述定平台的横向中心线的两侧,四个所述奇数链铰接座的铰接轴相互平行,所述第一支链的所述奇数链第一转动副和所述奇数链第二转动副与所述横向中心线一侧的两个所述奇数链铰接座一一对应连接,所述第三支链的所述奇数链第一转动副和所述奇数链第二转动副与所述横向中心线另一侧的两个所述奇数链铰接座一一对应连接。

4.根据权利要求2所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述第一支链和所述第三支链的所述奇数链第三转动副的转动轴线共线,所述奇数链第一转动副、所述奇数链第二转动副与所述奇数链第一复合铰链的转动轴线均相互平行,所述第一支链和所述第三支链的所述奇数链第一移动副的移动方向沿着所述奇数链第一转动副和所述奇数链第一复合铰链的转动轴线的公垂线方向,所述第一支链和所述第三支链的所述奇数链第二移动副的移动方向沿着所述奇数链第二转动副和所述奇数链第一复合铰链的转动轴线的公垂线方向;所述第一支链和所述第三支链的所述奇数链第三转动副分别与所述中心转动副的转动轴线垂直并组成虎克铰。

5.根据权利要求4所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:当所述奇数链第三转动副的转动轴线平行于所述定平台时,所述第一支链和所述第三支链关于过所述第二动平台的中心点且垂直于所述定平台的横向平面完全对称。

6.根据权利要求1所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述5R-RR支链为有闭环单元的支链,所述5R-RR支链包括偶数链第一连接杆、偶数链第二连接杆、偶数链第三连接杆和偶数链第四连接杆,所述偶数链第一连接杆的一端利用偶数链第一转动副与所述定平台连接,所述偶数链第一连接杆的另一端利用偶数链第二转动副与所述偶数链第二连接杆的一端连接,所述偶数链第二连接杆的中部利用偶数链第三转动副与所述偶数链第三连接杆的一端连接,所述偶数链第三连接杆的另一端利用偶数链第四转动副与所述偶数链第四连接杆的一端连接,所述偶数链第四连接杆的另一端利用偶数链第五转动副与所述定平台连接,所述偶数链第二连接杆的另一端与偶数链第六转动副连接,所述偶数链第六转动副利用偶数链第七转动副与所述第一动平台连接,所述偶数链第一转动副和所述偶数链第五转动副均为驱动副。

7.根据权利要求6所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述定平台上沿其横向中心线固定有四个偶数链铰接座,四个所述偶数链铰接座对称设置在所述定平台的纵向中心线的两侧,四个所述偶数链铰接座的铰接轴相互平行,所述第二支链的所述偶数链第一转动副和所述偶数链第二转动副与所述纵向中心线一侧的两个所述偶数链铰接座一一对应连接,所述第四支链的所述偶数链第一转动副和所述偶数链第二转动副与所述纵向中心线另一侧的两个所述偶数链铰接座一一对应连接。

8.根据权利要求6所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述第二支链和所述第四支链的所述偶数链第七转动副的转动轴线共线,所述偶数链第一转动副、所述偶数链第二转动副、所述偶数链第三转动副、所述偶数链第四转动副、所述偶数链第五转动副与所述偶数链第六转动副的转动轴线均相互平行;所述第二支链和所述第四支链的所述偶数链第七转动副分别与所述中心转动副的转动轴线垂直并组成虎克铰。

9.根据权利要求8所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:当所述偶数链第七转动副的转动轴线平行于所述定平台时,所述第二支链和所述第四支链关于过所述第一动平台的中心点且垂直于所述定平台的纵向平面完全对称。

10.根据权利要求1所述的高刚度冗余驱动并联机构,其特征在于:所述定平台、所述第一动平台和所述第二动平台均为板状结构。