CN114683254B - 一种完全解耦球面3转动3移动并联机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全解耦球面3转动3移动并联机构，属于机器人技术领域，包括：定平台和动平台，所述定平台通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链与所述动平台连接；所述第一支链、第二支链、第三支链、第四支链以及第五支链的两端分别连接定平台和动平台连接。本方案解决了3转动3移动并联机构存在驱动副驱动电机安装在运动构件上动态工作性能不好的问题，6个驱动副分别独立控制3个转动运动和3个移动运动，使得本方案的并联机构具有动态性能好、可控性能强的特点。

Description

一种完全解耦球面3转动3移动并联机构

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种完全解耦球面3转动3移动并联机构。

背景技术

并联机器人机构为空间多自由度多环闭链形式。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、运动模拟器以及多维力传感器等行业领域获得广泛应用。并联机构具有2、3、4、5或6个自由度。

目前，现有的完全解耦的3转动3移动机构构型十分少见，且均存在驱动电机安装在运动构件上的情况。

一些伪完全解耦的3转动3移动机构实现完全解耦的控制时，需要驱动副的转动依次按顺序进行，其本质并不具有完全解耦的特征。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种完全解耦球面3转动3移动并联机构。

本发明采用的技术方案为：一种完全解耦球面3转动3移动并联机构，包括：定平台和动平台，所述定平台分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链与所述动平台连接；

所述第一支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；

所述第一连杆的一端与所述定平台通过第一转动副R11转动连接，所述第一连杆的另一端通过第二转动副R12与所述第二连杆活动连接，所述第二连杆与所述第三连杆通过第三转动副R13转动连接；

所述第二支链包括第四连杆和第五连杆；

所述第四连杆的一端与所述定平台通过第一移动副P21移动连接，所述第四连杆的另一端通过第一球副S22与所述第五连杆活动连接，所述第五连杆通过第二球副S23与所述第二连杆活动连接，

所述第三支链包括第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆和第十连杆；

所述第六连杆的一端通过第二移动副P31与所述定平台移动连接，所述第六连杆的另一端通过第四转动副R32与所述第七连杆的一端转动连接，所述第七连杆的另一端通过第三移动副P33与所述第八连杆的一端连接，所述第八连杆的另一端通过第五转动副R34与所述第九连杆的一端连接，所述第九连杆的另一端与第四移动副P35连接，

所述第四移动副P35还与所述第二连杆移动连接，所述第九连杆上还连接有第五移动副P36，所述第九连杆通过第五移动副P36与所述第十连杆的一端连接，所述第十连杆上的另一端通过螺旋副H37与第三连杆活动连接；

第四支链包括第十二连杆、第十三连杆、第十四连杆、第十五连杆、第十六连杆、第十七连杆和第十八连杆；

所述第十二连杆的一端通过第六移动副P41与所述定平台连接，所述第十二连杆的另一端通过第六转动副R42与所述第十三连杆的一端连接，所述第十三连杆的另一端通过第七移动副P43与所述第十四连杆的一端连接，所述第十四连杆的另一端通过第七转动副R44与所述第十五连杆的一端连接，所述第十五连杆的另一端通过第九移动副P46与所述第十六连杆的一端连接，所述第十六连杆的另一端通过第八转动副R47与所述第十七连杆的一端连接，所述第十七连杆的另一端通过第十移动副P48与所述第三连杆连接，

所述第十七连杆与所述第十八连杆之间还通过第十一移动副P49连接，所述第十五连杆与所述第二连杆之间连接通过第八移动副P45连接；

所述第五支链包括第十九连杆、第二十连杆、第二十一连杆、第二十二连杆、第二十三连杆、第二十四连杆和第二十五连杆；

所述第十九连杆的一端通过第十二移动副P51与所述定平台连接，所述第十九连杆的另一端通过第九转动副R52与所述第二十连杆的一端连接，所述第二十连杆的另一端通过第十三移动副P53与所述第二十一连杆的一端连接，所述第二十一连杆的另一端通过第十转动副R54与所述第二十二连杆的一端连接，所述第二十二连杆的另一端通过第十五移动副P56与所述第二十三连杆的一端连接，所述第二十三连杆的另一端通过第十一转动副R57与所述第二十四连杆的一端连接，所述第二十四连杆的另一端通过第十六移动副P58与所述第三连杆连接，

所述第二十二连杆通过第十四移动副P55与所述第二连杆活动连接，所述第二十四连杆通过第十七移动副P59与所述第二十五连杆活动连接，所述第二十五连杆通过第十八移动副P510与所述第三连杆活动连接，所述二十五连杆通过第十九移动副P511与所述第十八连杆活动连接，所述第十八连杆通过第十一移动副P49与所述第十七连杆活动连接，所述第十八连杆通过移动副P613与所述动平台活动连接；

第六支链包括第二十六连杆、第二十七连杆、第二十八连杆、第二十九连杆、第三十连杆、第三十一连杆、第三十二连杆和第三十三连杆；

所述第二十六连杆的一端通过第二十移动副P61与所述定平台连接，所述第二十六连杆的另一端通过第十二转动副R62与所述第二十七连杆的一端连接，所述第二十七连杆的另一端通过第二十一移动副P63与所述第二十八连杆的一端连接，所述第二十八连杆的另一端通过第十三转动副R64与所述第二十九连杆的一端连接，所述第二十九连杆的另一端通过第二十三移动副P66与所述第三十连杆的一端连接，所述第三十连杆的另一端通过第十四转动副R67与所述第三十一连杆的一端连接，所述第三十一连杆的另一端通过第二十四移动副P68与所述第三连杆连接，

所述第二十九连杆通过第二十二移动副P65与所述第二连杆活动连接，所述第三十一连杆通过第二十五移动副P69与所述第三十二连杆活动连接，所述第三十二连杆通过第二十六移动副P610与所述第三连杆活动连接，所述第三十三连杆通过第二十七移动副P611与所述第三十二连杆活动连接，所述第三十三连杆通过第二十八移动副P612与所述动平台活动连接。

进一步地，所述第一连杆为弧形连杆，所述第二连杆为T型连杆。

更进一步地，所述第一转动副R11的相对转动轴线与X轴方向平行，所述第二转动副R12的相对转动轴线沿Y轴方向；

所述第三转动副R13与所述第二转动副R12的相对转动轴线方向垂直，且所述第三转动副R13的相对转动轴线沿Z轴方向；

所述第一转动副R11上连接有电机，所述第一转动副R11作为转动驱动副。

更进一步地，所述第一移动副P21沿X轴方向移动，所述第一移动副P21移动的方向与所述第一转动副R11轴线重合，

所述第一移动副P21上连接有电机，所述第一移动副P21作为第一移动驱动副。

更进一步地，所述第二移动副P31移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第四转动副R32的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第三移动副P33移动方向与所述第四转动副R32的相对转动轴线夹角为45°，所述第三移动副P33移动方向与所述第四移动副P35移动方向夹角为45°；

所述第四移动副P35移动方向与第五转动副R34的相对转动轴线重合，所述第五转动副R34的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第四移动副P35移动方向与所述第五移动副P36移动方向夹角为45°；

所述第五移动副P36移动方向与所述螺旋副H37轴线方向夹角为45°，所述螺旋副H37轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第一转动副R11、所述第二转动副R12和所述第三转动副R13的相对转动轴线相交于坐标系OXYZ点O，所述第五转动副R34和所述第四转动副R32的相对转动轴线相交于点O，所述螺旋副H37轴线过点O，所述第二移动副P31、所述第一移动副P21和所述第四移动副P35的移动方向过点O；

所述第二移动副P31上连接有电机，所述第二移动副P31作为第二移动驱动副。

更进一步地，所述第十五连杆为V形连杆，所述第十七连杆为Y形连杆。

更进一步地，所述第六移动副P41移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第六转动副R42的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第七移动副P43的移动方向与所述第六转动副R42的相对转动轴线夹角为45°，所述第七移动副P43的移动方向与所述第八移动副P45的移动方向夹角为45°，所述第八移动副P45移动方向与所述第七转动副R44的相对转动轴线重合；

所述第七转动副R44的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第八移动副P45移动方向与所述第九移动副P46移动方向夹角为45°，所述第九移动副P46移动方向与所述第十移动副P48移动方向夹角为45°，所述第八转动副R47的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第十一移动副P49的移动方向沿X轴方向，所述第十移动副P48的移动方向沿Z轴方向；

所述第六移动副P41上连接有电机，所述第六移动副P41作为第三移动驱动副。

更进一步地，所述第十二移动副P51移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第九转动副R52的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第十三移动副P53移动方向与所述第九转动副R52的相对转动轴线夹角为45°，所述第十三移动副P53移动方向与所述第十四移动副P55的移动方向夹角为45°，所述第十四移动副P55移动方向与所述第十转动副R54的相对转动轴线重合；

所述第十转动副R54的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第十四移动副P55移动方向与所述第十五移动副P56移动方向夹角为45°，所述第十五移动副P56移动方向与所述第十六移动副P58移动方向夹角为45°，所述第十一转动副R57的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第十七移动副P59的移动方向与所述第十六移动副P58的移动方向夹角为45°，所述第十七移动副P59的移动方向与所述第十八移动副P510的移动方向夹角为45°，所述第十八移动副P510的移动方向与所述第十六移动副P58的移动方向夹角为90°；

所述第十八移动副P510的移动方向沿X轴方向，所述第十九移动副P511的移动方向沿Z轴方向；

所述第十二移动副P51上连接有电机，所述第十二移动副P51作为第四移动驱动副。

更进一步地，所述第二十移动副P61移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第十二转动副R62的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第二十一移动副P63移动方向与所述第十二转动副R62的相对转动轴线夹角为45°，所述第二十一移动副P63移动方向与所述第二十二移动副P65移动方向夹角为45°，所述第二十二移动副P65移动方向与所述第十三转动副R64的相对转动轴线重合；

所述第十三转动副R64的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第二十二移动副P65移动方向与所述第二十三移动副P66移动方向夹角为45°，所述第二十三移动副P66移动方向与所述第二十四移动副P68移动方向夹角为45°，所述第十四转动副R67的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第二十五移动副P69的移动方向与所述第二十四移动副P68的移动方向夹角为45°，所述第二十五移动副P69的移动方向与所述第二十六移动副P610的移动方向夹角为45°，所述第二十六移动副P610的移动方向与所述第二十四移动副P68的移动方向夹角为90°；

所述第二十六移动副P610的移动方向沿Y轴方向，所述第二十七移动副P611的移动方向沿X轴方向，所述第二十八移动副P612的移动方向沿Z轴方向；

所述第二十移动副P61上连接有电机，所述第二十移动副P61作为第五移动驱动副。

本发明的有益效果：

解决了驱动电机放置在运动构件上动态性能低，一般3转动3移动并联机构运动控制复杂的问题，本方案的并联机构3个驱动电机控制机构使用欧拉角表示的空间转动运动，每一个电机均单独控制一个欧拉角的转动运动，3个驱动电机分别控制3个移动运动，具有动态性能好、可控性能强的特点；这类新型并联机构在运动仿真、激光扫描、雷达跟踪、姿态调整、机器人手腕等领域具有一定的应用前景。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例的3转动3移动球面并联机构示意图。

附图标记：

1为第一连杆，2为第二连杆，3为第三连杆，4为第四连杆，5为第五连杆，6为第六连杆，7为第七连杆，8为第八连杆，9为第九连杆，10为第十连杆，11为定平台，12为第十二连杆，13为第十三连杆，14为第十四连杆，15为第十五连杆，16为第十六连杆，17为第十七连杆，18为第十八连杆，19为第十九连杆，20为第二十连杆，21为第二十一连杆，22为第二十二连杆，23为第二十三连杆，24为第二十四连杆，25为第二十五连杆，26为第二十六连杆，27为第二十七连杆，28为第二十八连杆，29为第二十九连杆,30为第三十连杆，31为第三十一连杆，32为第三十二连杆，33为第三十三连杆，34为动平台，R11为第一转动副，R12为第二转动副，R13为第三转动副，R32为第四转动副，R34为第五转动副，R42为第六转动副，R44为第七转动副，R47为第八转动副，R52为第九转动副，R54为第十转动副，R57为第十一转动副，R62为第十二转动副，R64为第十三转动副，R67为第十四转动副，P21为第一移动副，P31为第二移动副，P33为第三移动副，P35为第四移动副，P36为第五移动副，P41为第六移动副，P43为第七移动副，P45为第八移动副，P46为第九移动副，P48为第十移动副，P49为第十一移动副，P51为第十二移动副，P53为第十三移动副，P55为第十四移动副，P56为第十五移动副，P58为第十六移动副，P59为第十七移动副，P510为第十八移动副，P511为第十九移动副，P61为第二十移动副，P63为第二十一移动副，P65为第二十二移动副，P66为第二十三移动副，P68为第二十四移动副，P69为第二十五移动副，P610为第二十六移动副，P611为第二十七移动副，P612为第二十八移动副，S22为第一球副，S23为第二球副。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，如图1所示，一种完全解耦球面3转动3移动并联机构，包括：定平台11和动平台34，所述定平台11分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链与所述动平台34连接；

所述第一支链包括第一连杆1、第二连杆2和第三连杆3；

所述第一连杆1一端与所述定平台11通过第一转动副R11转动连接，所述第一连杆1的另一端通过第二转动副R12与所述第二连杆2活动连接，所述第二连杆2与所述第三连杆3通过第三转动副R13转动连接；

所述第二支链包括第四连杆4和第五连杆5；

所述第四连杆4的一端与所述定平台11通过第一移动副P21移动连接，所述第四连杆4的另一端通过第一球副S22与所述第五连杆5活动连接，所述第五连杆5通过第二球副S23与所述第二连杆2活动连接，

所述第三支链包括第六连杆6、第七连杆7、第八连杆8、第九连杆9和第十连杆10；

所述第六连杆6的一端通过第二移动副P31与所述定平台11固定连接，所述第六连杆6的另一端通过第四转动副R32与所述第七连杆7的一端转动连接，所述第七连杆7的另一端通过第三移动副P33与所述第八连杆8的一端连接，所述第八连杆8的另一端通过第五转动副R34与所述第九连杆9的一端连接，所述第九连杆9的另一端与第四移动副P35连接，

所述第四移动副P35还与所述第二连杆2移动连接，所述第九连杆9上还连接有第五移动副P36，所述第九连杆9通过第五移动副P36与所述第十连杆10的一端连接，所述第十连杆10上的另一端通过螺旋副H37与第三连杆3活动连接；

第四支链包括第十二连杆12、第十三连杆13、第十四连杆14、第十五连杆15、第十六连杆16、第十七连杆17和第十八连杆18；

所述第十二连杆12的一端通过第六移动副P41与所述定平台11连接，所述第十二连杆12的另一端通过第六转动副R42与所述第十三连杆13的一端连接，所述第十三连杆13的另一端通过第七移动副P43与所述第十四连杆14的一端连接，所述第十四连杆14的另一端通过第七转动副R44与所述第十五连杆15的一端连接，所述第十五连杆15的另一端通过第九移动副P46与所述第十六连杆16的一端连接，所述第十六连杆16的另一端通过第八转动副R47与所述第十七连杆17的一端连接，所述第十七连杆17的另一端通过第十移动副P48与所述第三连杆3连接，

所述第十七连杆17与所述第十八连杆18之间还通过第十一移动副P49连接，所述第十五连杆15与所述第一连杆2之间连接通过第八移动副P45连接；

所述第五支链包括第十九连杆19、第二十连杆20、第二十一连杆21、第二十二连杆22、第二十三连杆23、第二十四连杆24和第二十五连杆25；

所述第十九连杆19的一端通过第十二移动副P51与所述定平台11连接，所述第十九连杆19的另一端通过第九转动副R52与所述第二十连杆20的一端连接，所述第二十连杆20的另一端通过第十三移动副P53与所述第二十一连杆21的一端连接，所述第二十一连杆21的另一端通过第十转动副R54与所述第二十二连杆22的一端连接，所述第二十二连杆22的另一端通过第十五移动副P56与所述第二十三连杆23的一端连接，所述第二十三连杆23的另一端通过第十一转动副R57与所述第二十四连杆24的一端连接，所述第二十四连杆24的另一端通过第十六移动副P58与所述第三连杆3连接，

所述第二十二连杆22通过第十四移动副P55与所述第一连杆2活动连接，所述第二十四连杆24通过第十七移动副P59与所述第二十五连杆25活动连接，所述第二十五连杆25通过第十八移动副P510与所述第三连杆3活动连接，所述二十五连杆通过第十九移动副P511与所述第十八连杆18活动连接，所述第十八连杆18通过第十一移动副P49与所述第十七连杆17活动连接，所述第十八连杆18通过移动副P613与所述动平台34活动连接；

第六支链包括第二十六连杆26、第二十七连杆27、第二十八连杆28、第二十九连杆29、第三十连杆30、第三十一连杆31、第三十二连杆32和第三十三连杆33；

所述第二十六连杆26的一端通过第二十移动副P61与所述定平台11连接，所述第二十六连杆26的另一端通过第十二转动副R62与所述第二十七连杆27的一端连接，所述第二十七连杆27的另一端通过第二十一移动副P63与所述第二十八连杆28的一端连接，所述第二十八连杆28的另一端通过第十三转动副R64与所述第二十九连杆29的一端连接，所述第二十九连杆29的另一端通过第二十三移动副P66与所述第三十连杆30的一端连接，所述第三十连杆30的另一端通过第十四转动副R67与所述第三十一连杆31的一端连接，所述第三十一连杆31的另一端通过第二十四移动副P68与所述第三连杆3连接，

所述第二十九连杆29通过第二十二移动副P65与所述第一连杆2活动连接，所述第三十一连杆31通过第二十五移动副P69与所述第三十二连杆32活动连接，所述第三十二连杆32通过第二十六移动副P610与所述第三连杆3活动连接，所述第三十三连杆33通过第二十七移动副P611与所述第三十二连杆32活动连接，所述第三十三连杆32通过第二十八移动副P612与所述动平台34活动连接。

本发明的一实施例中，所述第一连杆1为弧形连杆，所述第二连杆2为T型连杆。

本发明的一实施例中，所述第一转动副R11的相对转动轴线与X轴方向平行，所述第二转动副R12的相对转动轴线沿Y轴方向；

所述第三转动副R13与所述第二转动副R12的相对转动轴线方向垂直，且所述第三转动副R13的相对转动轴线沿Z轴方向；

所述第一转动副R11上连接有电机，所述第一转动副R11作为转动驱动副。

本发明的一实施例中，所述第一移动副P21沿X轴方向移动，所述第一移动副P21移动的方向与所述第一转动副R11轴线重合，

所述第一移动副P21上连接有电机，所述第一移动副P21作为第一移动驱动副。

本发明的一实施例中，所述第二移动副P31移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第四转动副R32的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第三移动副P33移动方向与所述第四转动副R32的相对转动轴线夹角为45°，所述第三移动副P33移动方向与所述第四移动副P35移动方向夹角为45°；

所述第四移动副P35移动方向与第五转动副R34的相对转动轴线重合，所述第五转动副R34的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第四移动副P35移动方向与所述第五移动副P36移动方向夹角为45°；

所述第五移动副P36移动方向与所述螺旋副H37轴线方向夹角为45°，所述螺旋副H37轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第一转动副R11、所述第二转动副R12和所述第三转动副R13的相对转动轴线相交于坐标系OXYZ点O，所述第五转动副R34和所述第四转动副R32的相对转动轴线相交于点O，所述螺旋副H37轴线过点O，所述第二移动副P31、所述第一移动副P21和所述第四移动副P35的移动方向过点O；

所述第二移动副P31上连接有电机，所述第二移动副P31作为第二移动驱动副。

本发明的一实施例中，所述第十五连杆15为V形连杆，所述第十七连杆17为Y形连杆。

本发明的一实施例中，所述第六移动副P41移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第六转动副R42的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第七移动副P43的移动方向与所述第六转动副R42的相对转动轴线夹角为45°，所述第七移动副P43的移动方向与所述第八移动副P45的移动方向夹角为45°，所述第八移动副P45移动方向与所述第七转动副R44的相对转动轴线重合；

所述第七转动副R44的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第八移动副P45移动方向与所述第九移动副P46移动方向夹角为45°，所述第九移动副P46移动方向与所述第十移动副P48移动方向夹角为45°，所述第八转动副R47的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第十一移动副P49的移动方向沿X轴方向，所述第十移动副P48的移动方向沿Z轴方向；

所述第六移动副P41上连接有电机，所述第六移动副P41作为第三移动驱动副。

本发明的一实施例中，所述第十二移动副P51移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第九转动副R52的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第十三移动副P53移动方向与所述第九转动副R52的相对转动轴线夹角为45°，所述第十三移动副P53移动方向与所述第十四移动副P55的移动方向夹角为45°，所述第十四移动副P55移动方向与所述第十转动副R54的相对转动轴线重合；

所述第十转动副R54的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第十四移动副P55移动方向与所述第十五移动副P56移动方向夹角为45°，所述第十五移动副P56移动方向与所述第十六移动副P58移动方向夹角为45°，所述第十一转动副R57的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第十七移动副P59的移动方向与所述第十六移动副P58的移动方向夹角为45°，所述第十七移动副P59的移动方向与所述第十八移动副P510的移动方向夹角为45°，所述第十八移动副P510的移动方向与所述第十六移动副P58的移动方向夹角为90°；

所述第十八移动副P510的移动方向沿X轴方向，所述第十九移动副P511的移动方向沿Z轴方向；

所述第十二移动副P51上连接有电机，所述第十二移动副P51作为第四移动驱动副。

本发明的一实施例中，所述第二十移动副P61移动方向与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合，所述第十二转动副R62的相对转动轴线与所述第一转动副R11的相对转动轴线重合；

所述第二十一移动副P63移动方向与所述第十二转动副R62的相对转动轴线夹角为45°，所述第二十一移动副P63移动方向与所述第二十二移动副P65移动方向夹角为45°，所述第二十二移动副P65移动方向与所述第十三转动副R64的相对转动轴线重合；

所述第十三转动副R64的相对转动轴线与所述第二转动副R12的相对转动轴线重合，所述第二十二移动副P65移动方向与所述第二十三移动副P66移动方向夹角为45°，所述第二十三移动副P66移动方向与所述第二十四移动副P68移动方向夹角为45°，所述第十四转动副R67的相对转动轴线与所述第三转动副R13的相对转动轴线重合；

所述第二十五移动副P69的移动方向与所述第二十四移动副P68的移动方向夹角为45°，所述第二十五移动副P69的移动方向与所述第二十六移动副P610的移动方向夹角为45°，所述第二十六移动副P610的移动方向与所述第二十四移动副P68的移动方向夹角为90°；

所述第二十六移动副P610的移动方向沿Y轴方向，所述第二十七移动副P611的移动方向沿X轴方向，所述第二十八移动副P612的移动方向沿Z轴方向；

所述第二十移动副P61上连接有电机，所述第二十移动副P61作为第五移动驱动副。

本申请中转动副是指允许两个构件绕公共轴线的连接件，故相对转动轴线是指其允许两个构件绕转的公共轴线。

螺旋副是零件相互运动的连接副，即相互运动为螺纹运动，代号为H，为空间V级低副，自由度为1。

本发明提供的一种完全解耦球面3转动3移动并联机构的工作方法，使用时，第一转动副R11唯一控制动平台34绕第一转动副R11轴的转动，第一移动副P21唯一控制动平台34绕第二转动副R12轴的转动，第二驱动副P31唯一控制动平台34绕第三转动副R13轴的转动，第六移动副P41唯一控制动平台34沿第十移动副P48移动方向的移动，第十二移动副P51唯一控制动平台34沿第十一移动副P49移动方向的移动，第二十移动副P61唯一控制动平台34沿第二十六移动副P610移动方向的移动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种完全解耦球面3转动3移动并联机构，其特征在于，包括：定平台和动平台，所述定平台分别通过第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链和第六支链与所述动平台连接；

所述第一支链包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；

所述第一连杆的一端与所述定平台通过第一转动副(R11)转动连接，所述第一连杆的另一端通过第二转动副(R12)与所述第二连杆活动连接，所述第二连杆与所述第三连杆通过第三转动副(R13)转动连接；

所述第二支链包括第四连杆和第五连杆；

所述第四连杆的一端与所述定平台通过第一移动副(P21)移动连接，所述第四连杆的另一端通过第一球副(S22)与所述第五连杆活动连接，所述第五连杆通过第二球副(S23)与所述第二连杆活动连接，

所述第三支链包括第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆和第十连杆；

所述第六连杆的一端通过第二移动副(P31)与所述定平台移动连接，所述第六连杆的另一端通过第四转动副(R32)与所述第七连杆的一端转动连接，所述第七连杆的另一端通过第三移动副(P33)与所述第八连杆的一端连接，所述第八连杆的另一端通过第五转动副(R34)与所述第九连杆的一端连接，所述第九连杆的另一端与第四移动副(P35)连接，

所述第四移动副(P35)还与所述第二连杆移动连接，所述第九连杆上还连接有第五移动副(P36)，所述第九连杆通过第五移动副(P36)与所述第十连杆的一端连接，所述第十连杆上的另一端通过螺旋副(H37)与第三连杆活动连接；

第四支链包括第十二连杆、第十三连杆、第十四连杆、第十五连杆、第十六连杆、第十七连杆和第十八连杆；

所述第十二连杆的一端通过第六移动副(P41)与所述定平台连接，所述第十二连杆的另一端通过第六转动副(R42)与所述第十三连杆的一端连接，所述第十三连杆的另一端通过第七移动副(P43)与所述第十四连杆的一端连接，所述第十四连杆的另一端通过第七转动副(R44)与所述第十五连杆的一端连接，所述第十五连杆的另一端通过第九移动副(P46)与所述第十六连杆的一端连接，所述第十六连杆的另一端通过第八转动副(R47)与所述第十七连杆的一端连接，所述第十七连杆的另一端通过第十移动副(P48)与所述第三连杆连接，

所述第十七连杆与所述第十八连杆之间还通过第十一移动副(P49)连接，所述第十五连杆与所述第二连杆之间连接通过第八移动副(P45)连接；

所述第五支链包括第十九连杆、第二十连杆、第二十一连杆、第二十二连杆、第二十三连杆、第二十四连杆和第二十五连杆；

所述第十九连杆的一端通过第十二移动副(P51)与所述定平台连接，所述第十九连杆的另一端通过第九转动副(R52)与所述第二十连杆的一端连接，所述第二十连杆的另一端通过第十三移动副(P53)与所述第二十一连杆的一端连接，所述第二十一连杆的另一端通过第十转动副(R54)与所述第二十二连杆的一端连接，所述第二十二连杆的另一端通过第十五移动副(P56)与所述第二十三连杆的一端连接，所述第二十三连杆的另一端通过第十一转动副(R57)与所述第二十四连杆的一端连接，所述第二十四连杆的另一端通过第十六移动副(P58)与所述第三连杆连接，

所述第二十二连杆通过第十四移动副(P55)与所述第二连杆活动连接，所述第二十四连杆通过第十七移动副(P59)与所述第二十五连杆活动连接，所述第二十五连杆通过第十八移动副(P510)与所述第三连杆活动连接，所述二十五连杆通过第十九移动副(P511)与所述第十八连杆活动连接，所述第十八连杆通过第十一移动副(P49)与所述第十七连杆活动连接，所述第十八连杆通过移动副(P613)与所述动平台活动连接；

第六支链包括第二十六连杆、第二十七连杆、第二十八连杆、第二十九连杆、第三十连杆、第三十一连杆、第三十二连杆和第三十三连杆；

所述第二十六连杆的一端通过第二十移动副(P61)与所述定平台连接，所述第二十六连杆的另一端通过第十二转动副(R62)与所述第二十七连杆的一端连接，所述第二十七连杆的另一端通过第二十一移动副(P63)与所述第二十八连杆的一端连接，所述第二十八连杆的另一端通过第十三转动副(R64)与所述第二十九连杆的一端连接，所述第二十九连杆的另一端通过第二十三移动副(P66)与所述第三十连杆的一端连接，所述第三十连杆的另一端通过第十四转动副(R67)与所述第三十一连杆的一端连接，所述第三十一连杆的另一端通过第二十四移动副(P68)与所述第三连杆连接，

所述第二十九连杆通过第二十二移动副(P65)与所述第二连杆活动连接，所述第三十一连杆通过第二十五移动副(P69)与所述第三十二连杆活动连接，所述第三十二连杆通过第二十六移动副(P610)与所述第三连杆活动连接，所述第三十三连杆通过第二十七移动副(P611)与所述第三十二连杆活动连接，所述第三十三连杆通过第二十八移动副(P612)与所述动平台活动连接；

所述第一连杆为弧形连杆，所述第二连杆为T型连杆；

所述第一转动副(R11)的相对转动轴线与X轴方向平行，所述第二转动副(R12)的相对转动轴线沿Y轴方向；

所述第三转动副(R13)与所述第二转动副(R12)的相对转动轴线方向垂直，且所述第三转动副(R13)的相对转动轴线沿Z轴方向；

所述第一转动副(R11)上连接有电机，所述第一转动副(R11)作为转动驱动副；

所述第一移动副(P21)沿X轴方向移动，所述第一移动副(P21)移动的方向与所述第一转动副(R11)轴线重合，

所述第一移动副(P21)上连接有电机，所述第一移动副(P21)作为第一移动驱动副；

所述第二移动副(P31)移动方向与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合，所述第四转动副(R32)的相对转动轴线与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合；

所述第三移动副(P33)移动方向与所述第四转动副(R32)的相对转动轴线夹角为45°，所述第三移动副(P33)移动方向与所述第四移动副(P35)移动方向夹角为45°；

所述第四移动副(P35)移动方向与第五转动副(R34)的相对转动轴线重合，所述第五转动副(R34)的相对转动轴线与所述第二转动副(R12)的相对转动轴线重合，所述第四移动副(P35)移动方向与所述第五移动副(P36)移动方向夹角为45°；

所述第五移动副(P36)移动方向与所述螺旋副(H37)轴线方向夹角为45°，所述螺旋副(H37)轴线与所述第三转动副(R13)的相对转动轴线重合；

所述第一转动副(R11)、所述第二转动副(R12)和所述第三转动副(R13)的相对转动轴线相交于坐标系OXYZ点O，所述第五转动副(R34)和所述第四转动副(R32)的相对转动轴线相交于点O，所述螺旋副(H37)轴线过点O，所述第二移动副(P31)、所述第一移动副(P21)和所述第四移动副(P35)的移动方向过点O；

所述第二移动副(P31)上连接有电机，所述第二移动副(P31)作为第二移动驱动副；

所述第十五连杆为V形连杆，所述第十七连杆为Y形连杆；

所述第六移动副(P41)移动方向与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合，所述第六转动副(R42)的相对转动轴线与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合；

所述第七移动副(P43)的移动方向与所述第六转动副(R42)的相对转动轴线夹角为45°，所述第七移动副(P43)的移动方向与所述第八移动副(P45)的移动方向夹角为45°，所述第八移动副(P45)移动方向与所述第七转动副(R44)的相对转动轴线重合；

所述第七转动副(R44)的相对转动轴线与所述第二转动副(R12)的相对转动轴线重合，所述第八移动副(P45)移动方向与所述第九移动副(P46)移动方向夹角为45°，所述第九移动副(P46)移动方向与所述第十移动副(P48)移动方向夹角为45°，所述第八转动副(R47)的相对转动轴线与所述第三转动副(R13)的相对转动轴线重合；

所述第十一移动副(P49)的移动方向沿X轴方向，所述第十移动副(P48)的移动方向沿Z轴方向；

所述第六移动副(P41)上连接有电机，所述第六移动副(P41)作为第三移动驱动副；

所述第十二移动副(P51)移动方向与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合，所述第九转动副(R52)的相对转动轴线与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合；

所述第十三移动副(P53)移动方向与所述第九转动副(R52)的相对转动轴线夹角为45°，所述第十三移动副(P53)移动方向与所述第十四移动副(P55)的移动方向夹角为45°，所述第十四移动副(P55)移动方向与所述第十转动副(R54)的相对转动轴线重合；

所述第十转动副(R54)的相对转动轴线与所述第二转动副(R12)的相对转动轴线重合，所述第十四移动副(P55)移动方向与所述第十五移动副(P56)移动方向夹角为45°，所述第十五移动副(P56)移动方向与所述第十六移动副(P58)移动方向夹角为45°，所述第十一转动副(R57)的相对转动轴线与所述第三转动副(R13)的相对转动轴线重合；

所述第十七移动副(P59)的移动方向与所述第十六移动副(P58)的移动方向夹角为45°，所述第十七移动副(P59)的移动方向与所述第十八移动副(P510)的移动方向夹角为45°，所述第十八移动副(P510)的移动方向与所述第十六移动副(P58)的移动方向夹角为90°；

所述第十八移动副(P510)的移动方向沿X轴方向，所述第十九移动副(P511)的移动方向沿Z轴方向；

所述第十二移动副(P51)上连接有电机，所述第十二移动副(P51)作为第四移动驱动副；

所述第二十移动副(P61)移动方向与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合，所述第十二转动副(R62)的相对转动轴线与所述第一转动副(R11)的相对转动轴线重合；

所述第二十一移动副(P63)移动方向与所述第十二转动副(R62)的相对转动轴线夹角为45°，所述第二十一移动副(P63)移动方向与所述第二十二移动副(P65)移动方向夹角为45°，所述第二十二移动副(P65)移动方向与所述第十三转动副(R64)的相对转动轴线重合；

所述第十三转动副(R64)的相对转动轴线与所述第二转动副(R12)的相对转动轴线重合，所述第二十二移动副(P65)移动方向与所述第二十三移动副(P66)移动方向夹角为45°，所述第二十三移动副(P66)移动方向与所述第二十四移动副(P68)移动方向夹角为45°，所述第十四转动副(R67)的相对转动轴线与所述第三转动副(R13)的相对转动轴线重合；

所述第二十五移动副(P69)的移动方向与所述第二十四移动副(P68)的移动方向夹角为45°，所述第二十五移动副(P69)的移动方向与所述第二十六移动副(P610)的移动方向夹角为45°，所述第二十六移动副(P610)的移动方向与所述第二十四移动副(P68)的移动方向夹角为90°；

所述第二十六移动副(P610)的移动方向沿Y轴方向，所述第二十七移动副(P611)的移动方向沿X轴方向，所述第二十八移动副(P612)的移动方向沿Z轴方向；

所述第二十移动副(P61)上连接有电机，所述第二十移动副(P61)作为第五移动驱动副。

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