一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手

1.一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，包含输出杆（1）、五个直线缸、机架（0）及操作手（P），其特征是输出杆（1）为直线杆状形式，五个直线缸的活塞杆分别用单球副一（S31）、单球副二（S32）、单球副三（S33）、单球副四（S34）、单球副五（S35）与输出杆（1）连接；五个直线缸的缸体分别用单球副六（S11）、单球副七（S12）、单球副八（S13）、单球副九（S14）、单球副十（S15）与机架（0）连接，操作手（P）固定在输出杆（1）的一端；进一步，输出杆（1）上的单球副一（S31）、单球副二（S32）、单球副三（S33）三者重合构成三重球副（S123），而单球副四（S34）、单球副五（S35）两者重合构成两重球副（S45），但三重球副（S123）与两重球副（S45）不能再重合。

一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一类五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，具体地说，是为实现高空作业所需空间位置和姿态的装备提供一类新型的空间指向性新机型。\n背景技术\n[0002] 工业、军事上许多场合需要结构简单、能实现所需空间位置和姿态的装备，已有不少文献报道了五自由度的三平移两转动并联机构，例如：郭盛、方跃法介绍了五自由度并联机器人设计方法【机器人,2004(3):49-53】；李秦川研究了对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合【燕山大学博士论文，2003】；陈红亮、罗玉峰等介绍了一种新型3T2R并联机器人【机械设计与制造,2007(12):147-148】；唐卫星、马履中、石奇端也研究了3T-2R五自由度并联机构的型综合【中国机械工程,2007(20):69-72.】；但他们研究的并联机构的动平台均为平面多边形或台体，不适合于高空作业的场合，例：高空救火、救灾、救人现场，同时，支链结构及其整体结构复杂。因此，需要发明结构简单且能适应于高空作业的五自由度操作手。\n发明内容\n[0003] 本发明为克服已有技术的上述缺点，提供一类能适应于高空作业的五自由度三平移两转动并联操作手，其动平台为杆状结构，且结构简单，其技术方案是:一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，包含输出杆（1）、五个直线缸、机架（0）及操作器（P），其特征是输出杆（1）为直线杆状形式，五个直线缸的活塞杆分别用单球副一（S31）、单球副二（S32）、单球副三（S33）、单球副四（S34）、单球副五（S35）与输出杆（1）连接，但输出杆（1）上的单球副一（S31）、单球副二（S32）、单球副三（S33）、单球副四（S34）、单球副五（S35）互相不重合；五个直线缸的缸体分别用单球副六（S11）、单球副七（S12）、单球副八（S13）、单球副九（S14）、单球副十（S15）与机架（0）连接，操作手（P）固定在输出杆（1）的一端。\n[0004] 所述的五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，其特征是输出杆（1）上的单球副一（S31）、单球副二（S32）、单球副三（S33）三者重合构成三重球副（S123），而单球副四\n1\n（S34）、单球副五（S35）两者重合构成两重球副（S45），但三重球副（S123）与两重球副（S45）不能再重合。\n[0005] 所述的五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，其特征是输出杆（1）上的单球副一（S31）、单球副二（S32）两者重合构成两重球副一（S12），单球副三（S33）、单球副四（S34）两者重合构成两重球副二（S34），但两重球副一（S12）与两重球副二（S34）不能再重合，单球副五（S35）仍单独存在。\n[0006] 当五个直线缸驱动时，输出杆（1）就产生三平移两转动的输出运动，由于输出杆（1）为杆状，可按实际长度需要设计，能指向高空作业。\n附图说明\n[0007] 附图1、2、3分别为本发明的三种实施例的结构示意图。\n具体实施方式\n[0008] 下面通过附图和实施例对本发明的技术给予进一步地说明。\n[0009] 附图1为本发明的第一种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，包含输出杆1、五个直线缸P1、P2、P3、P4、P5、机架0及操作器P，输出杆1为直线杆状形式，五个直线缸P1、P2、P3、P4、P5的活塞杆分别用单球副一S31、单球副二S32、单球副三S33、单球副四S34、单球副五S35与输出杆1连接，但输出杆1上的这五个单球副互相不重合；五个直线缸的缸体分别用单球副六S11、单球副七S12、单球副八S13、单球副九S14、单球副十S15与机架0连接，操作手P固定在输出杆1的一端。\n[0010] 附图2为本发明的第二种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，其输出杆1上的单球副一S31、单球副二S32、单球副三S33三者重合构成三重球副S123，而单球副四S34、单球副五S35两者重合构成两重球副S45，但三重球副S123与两重球副S45不能再重合。\n[0011] 附图3为本发明的第三种实施例的结构示意图，其技术方案是：一种五自由度三平移两转动高空作业输出杆操作手，是输出杆1上的单球副一S31、单球副二S32两者重合构成两重球副一S12，单球副三S33、单球副四S34两者重合构成两重球副二S34，但两重球副一S12与两重球副二S34不能再重合，单球副五S35仍单独存在。\n[0012] 当上述三个实施例中的五个直线缸（电动、液压、气压等）驱动时，直线形状的输出杆1就产生三平移两转动的输出运动，其操作手（例：喷枪、高压喷嘴等）可以按特定的姿态达到高空位置并进行作业，这种机构结构能指向高空作业，简单、制造容易、操作方便。