少维输入-多维期望运动输出并联机构及其应用.pdfVIP

2013年 6月 机械设计与制造工程 Jun．2013 第42卷 第6期 MachineDesignandManufacturingEngineering V0l_42No．6 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．06．001 少维输入 一多维期望运动输出并联机构及其应用 沈惠平，邓嘉呜，李 菊，孟庆梅，朱 伟，杨廷力 (常州大学 机械工程学院，江苏 常州 213016) 摘要：基于广泛的产业应用背景、发展需求，以及作者研究少输入三维并联运动振动筛的工作基 础 ，提出 “少维输入 一多维输 出并联机构”的重要概念 ，并对该类并联机构的驱动输入数 W、自由 度数dof．~其输出方位维数 Ⅳ 三者关系进行了阐述；介绍了作者研制的单输入三维并联振动筛 的研究与应用情况，以及新近提出的两个单输入三维转动并联机构用于人体肩关节康复训练机 的概念设计；阐述 了研究少维输入 一多维输 出并联机构 的意义和前景 。少维输入 一多维输 出并 联机构可望成为并联机构研究的一个重要研究方向，对产业发展所需的新型装备设计，具有重要 理论意义和实用价值。 关键词：并联机构；少输入 ；期望运动输出；并联装备 中图分类号：TH1ll；TH112 文献标识码 ：A 文章编号：2095—509X(2013)06—0001—04 1 问题提出的背景 1．1 工业领域 已存在少维输入 一多维运动输 出机构 随着工业技术的发展，人们期望能够拥有用最 少的输入来产生较多维数空间运动的机械结构，以 达到机器结构简单、制造容易、高效可靠、维修方 图1 单输入复摆式颚式 图2 单输入平面连杆式 便、节能减排的 目的，因此，研发以较少维输入产生 破碎机机构 振动筛机构 较多维期望运动输出的并联机构(简称 ：少输入 一 多输 出并联机构)，成为实现这一 目标的良好途 的单层筛连杆式振动筛或双层筛连杆式振动筛 径。 (如图2所示)，当曲柄 OA一维转动输入时，安装 首先 ，工业领域已存在大量一、二维输入但能 在连杆AB与DE上的筛箱作包含平动和转动的二 产生多维输出运动的装置。例如：广泛适用于采 维复合平面运动，产生的沿 轴、Y轴向的平动以及 矿、建材、公路等行业的单输人复摆式颚式破碎机， 绕 轴转动的3个输出分量，保证了物料完成上、 将作二维复合平面运动 (含平动与转动)并具有 3 下抛起及其从入料端到出料端的流动，从而具有较 个运动分量输出的连杆BC作为输出件(动颚)，如 好的筛分效果 ，且功耗低、运行平稳、占地空间 图1所示，当曲柄AB一维输入时，动颚上任意一点 小 引。 s具有沿 轴、Y轴 向平动以及绕z轴转动的3个输 而在多 自由度的并联机构中，研究其驱动输入 出分量，使物料块在破碎腔下部有较大的上下翻滚 性与输出特性的关系，更有学术和应用价值，如：典 运动，并受到均匀破碎，故生产率比同规格的单 自 型的三 自由度3一RPS并联机构 (P副主动)，当静 由度简摆式颚式破碎机 (以一维输出摇杆CD作为 平台上的3个转动副轴线平行于同一平面时，动平 动颚)高出20％～30％；同时还具有质量小、构件 台产生同时包含平动和转动的五维输 出运动；而当 较少、结构更紧凑等优点，因此 目前已基本取代了 静平台上的3个转动副轴线不平行于同一平面时， 简摆式颚式破碎机…。 动平台产生同时包含平动和转动的四维输出运动， 还有广泛应用于冶金、煤炭、粮油、化工等行业 但在这两