不动点机构转让专利

申请号 : CN201611169116.3

文献号 : CN106584445B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 何超袁帅戴婷萍

申请人 : 微创(上海)医疗机器人有限公司

摘要 :

本发明提供了一种不动点机构,在所述不动点机构中,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件或者滑块装置时,所述不动点机构能够实现绕不动点的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件或者第六连杆构件时,所述不动点机构能够实现相对不动点的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件或者滑块装置,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件或者第六连杆构件时,所述不动点机构能够实现绕不动点的转动运动以及相对不动点的伸缩运动。即,所述不动点机构具有绕不动点的转动运动和相对不动点的伸缩运动的双自由度。

权利要求 :

1.一种不动点机构,其特征在于,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,

所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,且所述第三连杆构件通过所述第二转轴结构的轴心,所述第三连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述第四连杆构件的第二端形成转动连接,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;

所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;

所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

或者,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;

所述第三连杆构件和所述第七连杆构件均为直杆;

所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等;

所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构和第三转轴结构的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。

2.如权利要求1所述的不动点机构,其特征在于,所述第一角度为-30~30°。

3.如权利要求2所述的不动点机构,其特征在于,所述第一角度为0°、-15°或15°。

4.如权利要求1所述的不动点机构,其特征在于,所述第一比例值为1/12~1/2。

5.如权利要求1所述的不动点机构,其特征在于,所述第二转轮结构和所述第三转轮结构均为一个单轮,或所述第二转轮结构和所述第三转轮结构均为一组单轮。

6.一种不动点机构,其特征在于,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,

所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,且所述第三连杆构件通过所述第二转轴结构的轴心,所述第三连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述第四连杆构件的第二端形成转动连接,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;

所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;

所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

或者,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;

所述第三连杆构件包括与所述第三转轴结构连接的第五构件部分和与所述滑块装置滑动连接的第六构件部分,所述第六构件部分为一直杆,所述第五构件部分与所述第六构件部分固连,所述第三转轴结构到所述第六构件部分之间的距离形成一第一线段;所述第七连杆构件包括与所述第七转轴结构连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第八构件部分为一直杆,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连,所述第七转轴结构到所述第八构件部分之间的距离形成一第二线段;

所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一线段与所述第二线段之间存在第三比例值,所述第一比例值、所述第二比例值和所述第三比例值被配置为相等;

所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第三连杆构件与所述第七连杆构件之间形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。

7.如权利要求6所述的不动点机构,其特征在于,所述第一角度为-30°~30°。

8.如权利要求7所述的不动点机构,其特征在于,所述第一角度为0°、-15°或15°。

9.如权利要求6所述的不动点机构,其特征在于,所述第一比例值为1/12~1/2。

10.如权利要求6所述的不动点机构,其特征在于,所述第五构件部分为一直杆,且所述第五构件部分与第六构件部分形成第四角度,所述第七构件部分也为一直杆,且所述第七构件部分与第八构件部分形成第五角度,所述第四角度与第五角度被配置为相等。

11.如权利要求10所述的不动点机构,其特征在于,所述第四角度为0~180°。

12.一种不动点机构,其特征在于,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,

所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述第三连杆构件转动连接,所述第四连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,所述第三连杆构件通过所述第三转轴结构的轴心,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;

所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;

所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

或者,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;

所述第三连杆构件和所述第七连杆构件均为直杆;

所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等;

所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构和第三转轴结构的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。

13.一种不动点机构,其特征在于,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,

所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述第三连杆构件转动连接,所述第四连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,所述第三连杆构件不通过所述第三转轴结构的轴心,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;

所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;

所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

或者,

所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;

其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;

所述第三连杆构件为一直杆,第三转轴结构到第三连杆构件之间的距离形成一第一线段;所述第七连杆构件包括与所述第七转轴结构连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连,所述第八构件部分为一直杆,所述第七转轴结构到所述第八构件部分之间的距离形成一第二线段;

所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一线段与所述第二线段之间存在第三比例值,所述第一比例值、所述第二比例值和所述第三比例值被配置为相等;

所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第三连杆构件与所述第七连杆构件之间形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。

说明书 :

不动点机构

技术领域

[0001] 本发明涉及机械结构技术领域,特别涉及一种不动点机构,更具体的,涉及一种具有两个自由度的不动点机构,该机构可以应用到微创伤手术机器人领域,并尤其可以应用到手术机器人的工具臂结构领域。

背景技术

[0002] 微创伤手术是指通过腹腔镜、胸腔镜等内窥镜在人体内实行手术的一种新技术,其具有创伤小、疼痛轻、出血少等优越性,从而能够有效减少病人的恢复时间、不适及避免传统手术的一些有害副作用。早期的微创伤手术由于体表小孔的限制,致使医生手术工具的自由度相对减少,且操作方向也存在与期望的方向相反等缺陷,增加了医生进行手术的困难程度,因此医生只有经过长期的相关训练才能比较顺利地实施手术操作。
[0003] 随着科学技术的发展,特别是机器人技术的发展,为早期微创伤手术中存在的问题找到了更好的解决方法,微创伤手术机器人也由此被研究、开发。微创伤手术机器人能够使医生在主操控台处通过二维或三维的显示设备观察病人体内的组织特征,并通过操控设备,以遥控方式操纵机器人上的机械臂及手术工具器械来完成手术的操作。使医生能够以与传统手术相同的方式及感觉来完成微创伤手术的操作,大大减轻了医生进行微创伤手术时的困难程度,同时也提高了手术的效率和安全性,并使得远程手术的实现发生了突破性的进展。鉴于手术机器人的优越性,世界各国都在积极地做着相关方面的研究,并产生了一些产品及样机。
[0004] 对于手术机器人来说,其中一个亟需解决的关键技术问题是机器人病人端在运动的过程中,其上安装的手术工具器械与病人身体接触的孔洞部分应是一个不动的点。换言之,病人端机器人的机械臂上应具有一个不动点机构。
[0005] 不动点机构的研究一直是手术机器人的一个重点研究方向。现有的不动点机构的基本原理模型基本都是双平行四边形不动点原理,该种原理能够通过杆件搭建出两个相互耦合的平行四边形,从而在特定的位置形成一个不动点,如中国专利(申请号为CN201010274701.6、申请号为CN201210299557.0),均采用的是这样的原理搭建的不动点机构。但是就双平行四边形不动点机构本身而言,其形成的不动点只具有一个自由度,即绕该不动点的转动自由度。为了满足使用需要,微创伤手术机器人在机构平面内还需要具有一个移动自由度,即伸缩自由度。就双平行四边形不动点原理形成的不动点机构而言,为能够实现伸缩自由度,需要增加伸缩自由度所需的机构,这样就会造成整个机构的机械体积及设计复杂度的提高,并且若多条臂协同使用的情况下,对各个臂的空间摆放位置等因素都需要进行考虑,也增加了机器人的局限性及医生操作的复杂度及困难度。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种不动点机构,以解决现有技术中双平行四边形不动点机构形成的不动点只具有一个自由度的问题。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明提供一种不动点机构,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,
[0008] 所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,且所述第三连杆构件通过所述第二转轴结构的轴心,所述第三连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述第四连杆构件的第二端形成转动连接,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;
[0009] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;
[0010] 所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,
[0011] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0012] 所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0013] 或者,
[0014] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0015] 所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0016] 其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;
[0017] 所述第三连杆构件和所述第七连杆构件均为直杆;
[0018] 所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等;
[0019] 所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构和第三转轴结构的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。
[0020] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一角度为-30~30°。
[0021] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一角度为0°、-15°或15°。
[0022] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一比例值为1/12~1/2。
[0023] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第二转轮结构和所述第三转轮结构均为一个单轮,或所述第二转轮结构和所述第三转轮结构均为一组单轮。
[0024] 本发明还提供一种不动点机构,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,
[0025] 所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,且所述第三连杆构件通过所述第二转轴结构的轴心,所述第三连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述第四连杆构件的第二端形成转动连接,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;
[0026] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;
[0027] 所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,
[0028] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0029] 所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0030] 或者,
[0031] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0032] 所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0033] 其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;
[0034] 所述第三连杆构件包括与所述第三转轴结构连接的第五构件部分和与所述滑块装置滑动连接的第六构件部分,所述第六构件部分为一直杆,所述第五构件部分与所述第六构件部分固连,所述第三转轴结构到所述第六构件部分之间的距离形成一第一线段;所述第七连杆构件包括与所述第七转轴结构连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第八构件部分为一直杆,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连,所述第七转轴结构到所述第八构件部分之间的距离形成一第二线段;
[0035] 所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一线段与所述第二线段之间存在第三比例值,所述第一比例值、所述第二比例值和所述第三比例值被配置为相等;
[0036] 所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第三连杆构件与所述第七连杆构件之间形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。
[0037] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一角度为-30°~30°。
[0038] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一角度为0°、-15°或15°。
[0039] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第一比例值为1/12~1/2。
[0040] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第五构件部分为一直杆,且所述第五构件部分与第六构件部分形成第四角度,所述第七构件部分也为一直杆,且所述第七构件部分与第八构件部分形成第五角度,所述第四角度与第五角度被配置为相等。
[0041] 可选的,在所述的不动点机构中,所述第四角度为0~180°。
[0042] 本发明还提供一种不动点机构,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,
[0043] 所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述第三连杆构件转动连接,所述第四连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,所述第三连杆构件通过所述第三转轴结构的轴心,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;
[0044] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;
[0045] 所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,
[0046] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0047] 所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0048] 或者,
[0049] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0050] 所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0051] 其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;
[0052] 所述第三连杆构件和所述第七连杆构件均为直杆;
[0053] 所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等;
[0054] 所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构和第三转轴结构的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。
[0055] 本发明还提供一种不动点机构,所述不动点机构包括:主动部件、从动部件及传动部件,其中,
[0056] 所述主动部件包括:第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件及滑块装置,其中,所述第一连杆构件的第一端通过第一转轴结构与所述第二连杆构件的第一端形成转动连接,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述第三连杆构件转动连接,所述第四连杆构件的第二端通过第三转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,所述第三连杆构件不通过所述第三转轴结构的轴心,所述第四连杆构件的第一端通过第四转轴结构与所述第一连杆构件形成转动连接;
[0057] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件、第六连杆构件及第七连杆构件,其中,所述第五连杆构件的第一端通过第五转轴结构与所述第四连杆构件形成转动连接,所述第五连杆构件的第二端通过第六转轴结构与所述第六连杆构件形成转动连接,所述第六连杆构件的第二端通过第七转轴结构与所述第七连杆构件的第二端形成转动连接,所述第六连杆构件的第一端通过第八转轴结构与所述第一连杆构件的第二端形成转动连接;
[0058] 所述传动部件包括:第一转轮结构、第二转轮结构、第三转轮结构、第四转轮结构及柔性构件,其中,
[0059] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0060] 所述第二转轮结构与所述第五转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第六转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0061] 或者,
[0062] 所述第一转轮结构和所述第三连杆构件绕所述第三转轴结构进行同步转动,所述第四转轮结构和所述第七连杆构件绕所述第七转轴结构进行同步转动,所述第一转轮结构与所述第四转轮结构直径相等,
[0063] 所述第二转轮结构与所述第四转轴结构连接,所述第三转轮结构与所述第八转轴结构连接,所述第二转轮结构与所述第三转轮结构直径相等,所述柔性构件分别与所述第一转轮结构和第四转轮结构固定连接,并从所述第二转轮结构和第三转轮结构远离第七连杆的一侧绕过,形成传动闭环;
[0064] 其中,所述第四转轴结构、第五转轴结构、第六转轴结构和第八转轴结构的轴心的连线形成平行四边形结构;
[0065] 所述第三连杆构件为一直杆,第三转轴结构到第三连杆构件之间的距离形成一第一线段;所述第七连杆构件包括与所述第七转轴结构连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连,所述第八构件部分为一直杆,所述第七转轴结构到所述第八构件部分之间的距离形成一第二线段;
[0066] 所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第一转轴结构和第八转轴结构之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构和所述第四转轴结构的轴心距离与所述第八转轴结构和第七转轴结构之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一线段与所述第二线段之间存在第三比例值,所述第一比例值、所述第二比例值和所述第三比例值被配置为相等;
[0067] 所述第五转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构和所述第三转轴结构的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第三连杆构件与所述第七连杆构件之间形成第二角度;所述第一转轴结构和所述第四转轴结构的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构和所述第八转轴结构的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度三者被配置为相等。
[0068] 在本发明提供的不动点机构中,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件或者滑块装置时,所述不动点机构能够实现绕不动点的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件或者第六连杆构件时,所述不动点机构能够实现相对不动点的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件或者滑块装置,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件或者第六连杆构件时,所述不动点机构能够实现绕不动点的转动运动以及相对不动点的伸缩运动。即,所述不动点机构具有绕不动点的转动运动和相对不动点的伸缩运动的双自由度。

附图说明

[0069] 图1是本发明实施例一的不动点机构的原理示意图;
[0070] 图2是图1所示的不动点机构发生运动后的示意图;
[0071] 图3是本发明实施例二的不动点机构的原理示意图;
[0072] 图4是图3所示的不动点机构发生运动后的示意图;
[0073] 图5是本发明实施例三的不动点机构的原理示意图;
[0074] 图6是本发明实施例四的不动点机构的原理示意图;
[0075] 图7是本发明实施例五的不动点机构的原理示意图;
[0076] 图8是本发明实施例六的不动点机构的原理示意图;
[0077] 图9是本发明实施例七的不动点机构的原理示意图;
[0078] 图10是本发明实施例八的不动点机构的原理示意图;
[0079] 其中,
[0080] 第一连杆构件:100、200、300、400、500、600、700、800;
[0081] 第二连杆构件:101、201、301、401、501、601、701、801;
[0082] 第三连杆构件:102、202、302、402、502、602、702、802;
[0083] 第四连杆构件:103、203、303、403、503、603、703、803;
[0084] 第五连杆构件:104、204、304、404、504、604、704、804;
[0085] 第六连杆构件:105、205、305、405、505、605、705、805;
[0086] 第七连杆构件:106、206、306、406、506、606、706、806;
[0087] 滑块装置:110、210、310、410、510、610、710、810;
[0088] 第一转轴结构:120、220、320、420、520、620、720、820;
[0089] 第二转轴结构:121、221、321、421、521、621、721、821;
[0090] 第三转轴结构:122、222、322、422、522、622、722、822;
[0091] 第四转轴结构:123、223、323、423、523、623、723、823;
[0092] 第五转轴结构:124、224、324、424、524、624、724、824;
[0093] 第六转轴结构:125、225、325、425、525、625、725、825;
[0094] 第七转轴结构:126、226、326、426、526、626、726、826;
[0095] 第八转轴结构:127、227、327、427、527、627、727、827;
[0096] 第一转轮结构:130、230、330、430、530、630、730、830;
[0097] 第二转轮结构:131、231、331、431、531、631、731、831;
[0098] 第三转轮结构:132、232、332、432、532、632、732、832;
[0099] 第四转轮结构:133、233、333、433、533、633、733、833;
[0100] 柔性构件:S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8;
[0101] 不动点:D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8。

具体实施方式

[0102] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的不动点机构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。特别的,由于各附图所要突出的内容不同,往往采用了不同的比例。
[0103] 在本申请的用语中,为了表达的统一与清楚,均将图示连杆构件(包括第一连杆构件、第二连杆构件、第三连杆构件、第四连杆构件、第五连杆构件、第六连杆构件和第七连杆构件)的下端称为第一端、上端称为第二端、近端称为第一端、远端称为第二端。
[0104] 【实施例一】
[0105] 请参考图1,其为本发明实施例一的不动点机构的原理示意图。如图1所示,所述不动点机构1包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件100、第二连杆构件101、第三连杆构件102、第四连杆构件103及滑块装置110,其中,所述第一连杆构件100的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构120与所述第二连杆构件101的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件101的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构121与所述滑块装置110转动连接,所述第三连杆构件102与所述滑块装置110形成滑动连接,且所述第三连杆构件102通过所述第二转轴结构121的轴心,所述第三连杆构件102的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构122与所述第四连杆构件103的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件103的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构123与所述第一连杆构件100形成转动连接。这里“滑动连接”,是指所述第三连杆构件102与所述滑块装置110组成导轨滑块结构,即所述第三连杆构件102只能沿滑块装置110约束的方向移动。下同。
[0106] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件104、第六连杆构件105及第七连杆构件106,其中,所述第五连杆构件104的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构124与所述第四连杆构件103形成转动连接,所述第五连杆构件104的第二端(在此为上端)通过所述第六转轴结构125与所述第六连杆构件105形成转动连接,所述第六连杆构件105的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构126与所述第七连杆构件106的第二端(在此为上端)形成转动连接,所述第六连杆构件105的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构127与所述第一连杆构件100的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0107] 所述传动部件包括:第一转轮结构130、第二转轮结构131、第三转轮结构132、第四转轮结构133及柔性构件S1,所述第一转轮结构130和所述第三连杆构件102绕所述第三转轴结构122进行同步转动,所述第二转轮结构131与所述第五转轴结构124连接,所述第三转轮结构132与所述第六转轴结构125连接,所述第四转轮结构133和所述第七连杆构件106绕所述第七转轴结构126进行同步转动,所述柔性构件S1分别与所述第一转轮结构130和第四转轮结构133固定连接,并从所述第二转轮结构131和第三转轮结构132远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构130与所述第四转轮结构133直径相等,所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131直径相等。此处,所述柔性构件S1与转轮结构“固定连接”,应理解为柔性构件S1至少部分围绕转轮结构的外围,并且柔性构件S1与转轮结构之间有足够的摩擦力,以至于柔性构件S1与转轮结构之间不会发生相对移动,即不会产生所谓“打滑”现象。下同。
[0108] 进一步,所述柔性构件S1的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S1从所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构132形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构131形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件100或者所述滑块装置110,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件103或者所述第六连杆构件105时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0109] 在本申请实施例中,所述柔性构件S1的去路和回路均在所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131的一侧形成,即所述柔性构件S1的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131),所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S1的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构132和所述第二转轮结构131处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构132a和第二转轮结构131a及第三转轮结构132b和第二转轮结构131b,其中,所述柔性构件S1的去路可在所述第三转轮结构132a和第二转轮结构131a的一侧形成,所述柔性构件S1的回路可在所述第三转轮结构132b和第二转轮结构131b的一侧形成,所述第三转轮结构132a和第二转轮结构131a直径相等,所述第三转轮结构132b和第二转轮结构131b直径相等,所述第三转轮结构132a和所述第三转轮结构132b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构131与所述第五转轴结构124之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构131与所述第五转轴结构124之间可以相对转动。所述第三转轮结构132与所述第六转轴结构125连接也是类似方式布置。
[0110] 在实施例中,第一转轮结构130和所述第三连杆构件102可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构122进行同步转动。又或者,第一转轮结构130和所述第三连杆构件102均与所述第三转轴结构122固定连接,以实现绕所述第三转轴结构122进行同步转动。
[0111] 其中,所述第四转轴结构123、第五转轴结构124、第六转轴结构125和第八转轴结构127的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0112] 所述第一转轴结构120和所述第四转轴结构123的轴心距离与所述第一转轴结构120和第八转轴结构127之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构122和所述第四转轴结构123的轴心距离与所述第八转轴结构127和第七转轴结构126之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构1中所述第三连杆构件102与所述第四连杆构件103形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件105和所述第七连杆构件106形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0113] 所述第五转轴结构124和所述第四转轴结构123的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构123和所述第三转轴结构122的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构121和第三转轴结构122的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件106形成第二角度;所述第一转轴结构120和所述第四转轴结构123的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构120和所述第八转轴结构127的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度被配置为三者相等。
[0114] 具体而言,在本发明中所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度正负约定如下:第一连线逆时针围绕至第二连线形成的第一角度为正值,第一连线顺时针围绕至第二连线形成的第一角度为负值;第三连线顺时针围绕至第一平行线形成的第二角度为正值,逆时针围绕则为负值,其中所述第一平行线与所述第七连杆构件106轴线平行,且经过所述第二转轴结构121轴心;第四连线顺时针围绕至第五连线形成的第三角度为正值,逆时针围绕则为负值。本发明中,不仅需要所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度的绝对值相等,而且需要所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度均为正值或均为负值时,才能实现所述的机构为不动点机构。本领域技术人员应理解,如果机构中某一角度的角度值为负值,但是该角度值等价的正值(即360°减去某一角度的角度值的绝对值)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。同样,如果机构中某一角度的角度值为正值,但是该角度值等价的负值(即某一角度的角度值的绝对值减去360°)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。下同。
[0115] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本申请实施例中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度均设为0°。即所述第三转轴结构122、所述第四转轴结构123及所述第五转轴结构124位于同一直线上,也即所述第四连杆构件103为一直杆;所述第一转轴结构120、所述第四转轴结构123及所述第八转轴结构127位于同一直线上,也即所述第一连杆构件100为一直杆。所述第三连杆构件102也为一直杆,所述第七连杆构件106也与所述第三连杆构件102平行,即所述第七连杆构件106与所述第二转轴结构121和第三转轴结构122的轴心连线平行。
[0116] 在本申请实施例中,所述第一转轴结构120和所述第二转轴结构121的轴心连线的延长线与所述第七连杆构件106的交点为不动点D1。所述第一比例值或第二比例值也就是整个不动点机构1在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件102的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构121的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件106的第一端(在此为下端)相较于不动点D1的运动距离之间的比例值。
[0117] 请同时参考图1和图2,以第二连杆构件101作为固定边,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件100或者滑块装置110时,所述不动点机构1能够实现绕不动点D1的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件103或者第六连杆构件105时,所述不动点机构1能够实现相对不动点D1的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件100或者滑块装置110,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件103或者第六连杆构件105时,所述不动点机构1能够实现绕不动点D1的转动运动以及相对不动点D1的伸缩运动。即,所述不动点机构1具有绕不动点D1的转动运动和相对不动点D1的伸缩运动的双自由度。
[0118] 【实施例二】
[0119] 请参考图3,其为本发明实施例二的不动点机构的原理示意图。如图3所示,所述不动点机构2包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件200、第二连杆构件201、第三连杆构件202、第四连杆构件203及滑块装置210,其中,所述第一连杆构件200的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构220与所述第二连杆构件201的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件201的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构221与所述滑块装置210形成转动连接,所述第三连杆构件202与滑块装置210形成滑动连接,且所述第三连杆构件202通过所述第二转轴结构221的轴心,所述第三连杆构件202的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构222与所述第四连杆构件203的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件203的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构223与所述第一连杆构件200形成转动连接。
[0120] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件204、第六连杆构件205及第七连杆构件206,其中,所述第五连杆构件204的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构224与所述第四连杆构件203形成转动连接,所述第五连杆构件204的第二端(在此为上端)通过所述第六转轴结构225与所述第六连杆构件205形成转动连接,所述第六连杆构件205的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构226与所述第七连杆构件206的第二端(在此为上端)形成转动连接,所述第六连杆构件205的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构227与所述第一连杆构件200的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0121] 所述传动部件包括:第一转轮结构230、第二转轮结构231、第三转轮结构232、第四转轮结构233及柔性构件S2,所述第一转轮结构230和所述第三连杆构件202绕所述第三转轴结构222进行同步转动,所述第二转轮结构231与所述第四转轴结构223连接,所述第三转轮结构232与所述第八转轴结构227连接,所述第四转轮结构233和所述第七连杆构件206绕所述第七转轴结构226进行同步转动,所述柔性构件S2分别与所述第一转轮结构230和第四转轮结构233固定连接,并从所述第二转轮结构231和第三转轮结构232远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构230与所述第四转轮结构233直径相等,所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231直径相等。
[0122] 即,所述柔性构件S2的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S2从所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构232形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构231形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件200或者所述滑块装置210,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件203或者所述第六连杆构件205时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0123] 在本申请实施例中,所述柔性构件S2的去路和回路均在所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231的一侧形成,即所述柔性构件S2的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231),所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S2的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构232和所述第二转轮结构231处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构232a和第二转轮结构231a及第三转轮结构232b和第二转轮结构231b,其中,所述柔性构件S2的去路可在所述第三转轮结构232a和第二转轮结构231a的一侧形成,所述柔性构件S2的回路可在所述第三转轮结构232b和第二转轮结构231b的一侧形成,所述第三转轮结构232a和第二转轮结构231a直径相等,所述第三转轮结构232b和第二转轮结构231b直径相等,所述第三转轮结构232a和所述第三转轮结构232b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构231与所述第四转轴结构223之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构231与所述第四转轴结构223之间可以相对转动。所述第三转轮结构232与所述第八转轴结构227连接也是类似方式布置。
[0124] 在实施例中,第一转轮结构230和所述第三连杆构件202可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构222进行同步转动。又或者,第一转轮结构230和所述第三连杆构件202均与所述第三转轴结构222固定连接,以实现绕所述第三转轴结构222进行同步转动。
[0125] 其中,所述第四转轴结构223、第五转轴结构224、第六转轴结构225和第八转轴结构227的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0126] 所述第一转轴结构220和所述第四转轴结构223的轴心距离与所述第一转轴结构220和第八转轴结构227之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构222和所述第四转轴结构223的轴心距离与所述第八转轴结构227和第七转轴结构226之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构2中所述第三连杆构件202与所述第四连杆构件203形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件205和所述第七连杆构件206形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0127] 所述第五转轴结构224和所述第四转轴结构223的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构223和所述第三转轴结构222的轴心连线形成第二连线,所述第一连线和所述第二连线形成第一角度;所述第二转轴结构221和第三转轴结构222的轴心连线形成第三连线,所述第三连线和所述第七连杆构件206形成第二角度;所述第一转轴结构220和所述第四转轴结构223的轴心连线形成第四连线,所述第一转轴结构220和所述第八转轴结构227的轴心连线形成第五连线,所述第四连线和所述第五连线形成第三角度;所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度被配置为三者相等。
[0128] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本申请实施例中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度均设为0°。即所述第三转轴结构222、所述第四转轴结构223及所述第五转轴结构224位于同一直线上,也即所述第四连杆构件203为一直杆;所述第一转轴结构220、所述第四转轴结构223及所述第八转轴结构227位于同一直线上,也即所述第一连杆构件200为一直杆。所述第三连杆构件202也为一直杆,所述第七连杆构件206也与所述第三连杆构件202平行。即所述第七连杆构件206与所述第二转轴结构221和第三转轴结构222的轴心连线平行。
[0129] 在本申请实施例中,所述第一转轴结构220和所述第二转轴结构221的轴心连线的延长线与所述第七连杆构件206的交点为不动点D2。所述第一比例值或第二比例值也就是整个不动点机构2在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件202的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构221的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件206的第一端(在此为下端)相较于不动点D2的运动距离之间的比例值。
[0130] 请同时参考图3和图4,以第二连杆构件201作为固定边,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件200或者滑块装置210时,所述不动点机构1能够实现绕不动点D2的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件203或者第六连杆构件205时,所述不动点机构2能够实现相对不动点D2的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件200或者滑块装置210,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件203或者第六连杆构件205时,所述不动点机构2能够实现绕不动点D2的转动运动以及相对不动点D2的伸缩运动。即,所述不动点机构2具有绕不动点D2的转动运动和相对不动点D2的伸缩运动的双自由度。
[0131] 【实施例三】
[0132] 请参考图5,其为本发明实施例三的不动点机构的原理示意图。如图5所示,所述不动点机构3包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件300、第二连杆构件301、第三连杆构件302、第四连杆构件303及滑块装置310,其中,所述第一连杆构件300的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构320与所述第二连杆构件301的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件301的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构321与所述滑块装置310形成转动连接,所述第三连杆构件302与所述滑块装置310形成滑动连接,且所述第三连杆构件302通过所述第二转轴结构321的轴心,所述第三连杆构件302的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构322与所述第四连杆构件303的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件303的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构323与所述第一连杆构件300形成转动连接。
[0133] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件304、第六连杆构件305及第七连杆构件306,其中,所述第五连杆构件304的第二端(在此为上端)通过第六转轴结构325与所述第六连杆构件305形成转动连接,所述第六连杆构件305的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构326与所述第七连杆构件306的第二端(在此为上端)形成转动连接。此外,所述第五连杆构件304的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构324与所述第四连杆构件303形成转动连接,所述第六连杆构件305的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构327与所述第一连杆构件300的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0134] 所述传动部件包括:第一转轮结构330、第二转轮结构331、第三转轮结构332、第四转轮结构333及柔性构件S3,所述第一转轮结构330和所述第三连杆构件302绕所述第三转轴结构322进行同步转动,所述第二转轮结构331与所述第五转轴结构324连接,所述第三转轮结构332与所述第六转轴结构325连接,所述第四转轮结构333和所述第七连杆构件306绕所述第七转轴结构326进行同步转动,所述柔性构件S3分别与所述第一转轮结构330和第四转轮结构333固定连接,并从所述第二转轮结构331和第三转轮结构332远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构330与所述第四转轮结构333直径相等,所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331直径相等。
[0135] 即,所述柔性构件S3的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S3从所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构332形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构331形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件300或者所述滑块装置310,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件303或者所述第六连杆构件305时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0136] 在本申请实施例中,所述柔性构件S3的去路和回路均在所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331的一侧形成,即所述柔性构件S3的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331),所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S3的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构332和所述第二转轮结构331处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构332a和第二转轮结构331a及第三转轮结构332b和第二转轮结构331b,其中,所述柔性构件S3的去路可在所述第三转轮结构332a和第二转轮结构331a的一侧形成,所述柔性构件S3的回路可在所述第三转轮结构332b和第二转轮结构331b的一侧形成,所述第三转轮结构332a和第二转轮结构331a直径相等,所述第三转轮结构332b和第二转轮结构331b直径相等,所述第三转轮结构332a和所述第三转轮结构332b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构331与所述第五转轴结构324之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构331与所述第五转轴结构324之间可以相对转动。所述第三转轮结构332与所述第六转轴结构325连接也是类似方式布置。
[0137] 在实施例中,第一转轮结构330和所述第三连杆构件302可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构322进行同步转动。又或者,第一转轮结构330和所述第三连杆构件302均与所述第三转轴结构322固定连接,以实现绕所述第三转轴结构322进行同步转动。
[0138] 其中,所述第四转轴结构323、第五转轴结构324、第六转轴结构325和第八转轴结构327的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0139] 所述第一转轴结构320和所述第四转轴结构323的轴心距离与所述第一转轴结构320和第八转轴结构327之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构322和所述第四转轴结构323的轴心距离与所述第八转轴结构327和第七转轴结构326之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构3中所述第三连杆构件302与所述第四连杆构件303形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件305和所述第七连杆构件306形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0140] 所述第五转轴结构324和所述第四转轴结构323的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构323和所述第三转轴结构322的轴心连线形成第二连线,第一连线与第二连线形成第一角度a1;所述第二转轴结构321和第三转轴结构322的轴心连线形成第三连线,所述第三连线与所述第七连杆构件306的轴线形成第二角度;所述第一转轴结构320和所述第四转轴结构323形成第四连线,所述第一转轴结构320与所述第八转轴结构327形成第五连线,第四连线与第五连线形成第三角度a3。所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3被配置为相等。
[0141] 具体而言,在本发明中所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3正负约定如下:第一连线逆时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为正值,第一连线顺时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为负值;第三连线顺时针围绕至第一平行线形成的第二角度为正值,逆时针围绕则为负值,其中所述第一平行线与所述第七连杆构件306轴线平行,且经过所述第二转轴结构321轴心;第四连线顺时针围绕至第五连线形成的第三角度a3为正值,逆时针围绕则为负值。本发明中,不仅需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3的绝对值相等,而且需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值或均为负值时,才能实现所述的机构为不动点机构。本领域技术人员应理解,如果机构中某一角度的角度值为负值,但是该角度值等价的正值(即360°减去某一角度的角度值的绝对值)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。同样,如果机构中某一角度的角度值为正值,但是该角度值等价的负值(即某一角度的角度值的绝对值减去360°)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。
[0142] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本申请实施例中,所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值,具体为15°。即所述第四连杆构件303为一折杆,具体而言所述第四连杆构件303包括位于第四转轴结构323和第五转轴结构324之间的第一构件部分,以及位于第三转轴结构322和第五转轴结构324之间的第二构件部分,且所述第一构件部分和所述第二构件部分以一弯折角度固连。图5中,第一构件部分、第二构件部分均为直杆,且所述第五转轴结构324位于所述第三转轴结构322和第四转轴结构323的轴心连线的下方(即第一连线逆时针围绕第二连线旋转形成了第一角度a1)。同样,所述第一连杆构件300为一折杆,具体而言所述第一连杆构件
300包括位于第一转轴结构320和第四转轴结构323之间的第三构件部分,以及位于第四转轴结构323和第八转轴结构327之间的第四构件部分,且所述第三构件部分和所述第四构件部分以一弯折角度固连。图5中,第三构件部分、第四构件部分均为直杆,且所述第四转轴结构323位于所述第一转轴结构320和第八转轴结构327的轴心连线的左侧(即第四连线顺时针围绕第五连线形成了第三角度a3)。类似,图5中,所述第三转轴结构322的轴心位于第一平行线左侧(即第三连线顺时针围绕至第一平行线形成了第二角度)。在本实施例中,所述第一转轴结构320和所述第二转轴结构321的轴心连线形成的第六连线,顺时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件306轴线的交点为不动点D3。
[0143] 在本申请的其他实施例中,所述第五转轴结构324也可以位于所述第三转轴结构322和第四转轴结构323的轴心连线的上方(即第一连线顺时针围绕至第二连线形成了第一角度a1)。相应的,所述第四转轴结构323位于所述第一转轴结构320和第八转轴结构327的轴心连线的右侧(即第四连线逆时针围绕至第五连线形成了第三角度a3),所述第三转轴结构322的轴心位于第一平行线右侧(即第三连线逆时针围绕第一平行线形成了第二角度)。
此时,所述第一转轴结构320和所述第二转轴结构321的轴心连线逆时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件306的交点为不动点D3。
[0144] 所述第一比例值或第二比例值也是整个不动点机构3在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件302的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构321的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件306的第一端(在此为下端)相较于不动点D3的运动距离之间的比例值。
[0145] 请继续参考图5,操作时将第二连杆构件301视为固定基座,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件300或者滑块装置310时,所述不动点机构3能够实现绕不动点D3的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件303或者第六连杆构件305时,所述不动点机构3能够实现相对不动点D3的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件300或者滑块装置310,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件303或者第六连杆构件305时,所述不动点机构
3能够实现绕不动点D3的转动运动以及相对不动点D3的伸缩运动。即,所述不动点机构3具有绕不动点D3的转动运动和相对不动点D3的伸缩运动的双自由度。
[0146] 【实施例四】
[0147] 请参考图6,其为本发明实施例四的不动点机构的原理示意图。如图6所示,所述不动点机构4包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件400、第二连杆构件401、第三连杆构件402、第四连杆构件403及滑块装置410,其中,所述第一连杆构件400的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构420与所述第二连杆构件401的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件401的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构421与所述滑块装置410形成转动连接,所述第三连杆构件402与所述滑块装置410形成滑动连接,且所述第三连杆构件402通过所述第二转轴结构421的轴心,所述第三连杆构件402的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构422与所述第四连杆构件403的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件403的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构423与所述第一连杆构件400形成转动连接。
[0148] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件404、第六连杆构件405及第七连杆构件406,其中,所述第五连杆构件404的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构424与所述第四连杆构件403形成转动连接,所述第五连杆构件404的第二端(在此为上端)通过第六转轴结构425与所述第六连杆构件405形成转动连接,所述第六连杆构件405的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构426与所述第七连杆构件406的第二端(在此为上端)形成转动连接,所述第六连杆构件405的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构427与所述第一连杆构件400的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0149] 所述传动部件包括:第一转轮结构430、第二转轮结构431、第三转轮结构432、第四转轮结构433及柔性构件S4,所述第一转轮结构430和所述第三连杆构件402绕所述第三转轴结构422进行同步转动,所述第二转轮结构431与所述第四转轴结构423连接,所述第三转轮结构432与所述第八转轴结构427连接,所述第四转轮结构433和所述第七连杆构件406绕所述第七转轴结构426进行同步转动,所述柔性构件S4分别与所述第一转轮结构430和第四转轮结构433固定连接,并从所述第二转轮结构431和第三转轮结构432远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构430与所述第四转轮结构433直径相等,所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431直径相等。
[0150] 即,所述柔性构件S4的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S4从所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构432形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构431形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件400或者所述滑块装置410,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件403或者所述第六连杆构件405时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0151] 在本申请实施例中,所述柔性构件S4的去路和回路均在所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431远离第七连杆构件的一侧形成,即所述柔性构件S4的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431),所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S4的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构432和所述第二转轮结构431处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构432a和第二转轮结构
431a及第三转轮结构432b和第二转轮结构431b,其中,所述柔性构件S4的去路可在所述第三转轮结构432a和第二转轮结构431a的一侧形成,所述柔性构件S4的回路可在所述第三转轮结构432b和第二转轮结构431b的一侧形成,所述第三转轮结构432a和第二转轮结构431a直径相等,所述第三转轮结构432b和第二转轮结构431b直径相等,所述第三转轮结构432a和所述第三转轮结构432b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构431与所述第四转轴结构423之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构431与所述第四转轴结构423之间可以相对转动。所述第三转轮结构432与所述第八转轴结构427连接也是类似方式布置。
[0152] 在实施例中,第一转轮结构430和所述第三连杆构件402可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构422进行同步转动。又或者,第一转轮结构430和所述第三连杆构件402均与所述第三转轴结构422固定连接,以实现绕所述第三转轴结构422进行同步转动。
[0153] 其中,所述第四转轴结构423、第五转轴结构424、第六转轴结构425和第八转轴结构427的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0154] 所述第一转轴结构420和所述第四转轴结构423的轴心距离与所述第一转轴结构420和第八转轴结构427之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构422和所述第四转轴结构423的轴心距离与所述第八转轴结构427和第七转轴结构426之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构4中所述第三连杆构件402与所述第四连杆构件403形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件405和所述第七连杆构件406形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0155] 所述第五转轴结构424和所述第四转轴结构423的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构423和所述第三转轴结构422的轴心连线形成第二连线,第一连线与第二连线形成第一角度a1;所述第二转轴结构421和第三转轴结构422的轴心连线形成第三连线,所述第三连线与所述第七连杆构件406的轴线形成第二角度;所述第一转轴结构420和所述第四转轴结构423形成第四连线,所述第一转轴结构420与所述第八转轴结构427形成第五连线,第四连线与第五连线形成第三角度a3。所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3被配置为相等。所述第三连杆构件402通过所述第二转轴结构421的轴心,所述第七连杆构件406与所述第二转轴结构421和第三转轴结构422的轴心连线形成的第二角度也即所述第七连杆构件406与所述第三连杆构件402之间所形成的角度。在本申请实施例中,所述第三连杆构件402为一直杆。
[0156] 具体而言,在本发明中所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3正负约定如下:第一连线逆时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为正值,第一连线顺时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为负值;第三连线顺时针围绕至第一平行线形成的第二角度为正值,逆时针围绕则为负值,其中所述第一平行线与所述第七连杆构件406轴线平行,且经过所述第二转轴结构421轴心;第四连线顺时针围绕至第五连线形成的第三角度a3为正值,逆时针围绕则为负值。本发明中,不仅需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3的绝对值相等,而且需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值或均为负值时,才能实现所述的机构为不动点机构。本领域技术人员应理解,如果机构中某一角度的角度值为负值,但是该角度值等价的正值(即360°减去某一角度的角度值的绝对值)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。同样,如果机构中某一角度的角度值为正值,但是该角度值等价的负值(即某一角度的角度值的绝对值减去360°)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。
[0157] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本申请实施例中,所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值,具体为15°。即所述第四连杆构件403为一折杆,具体而言所述第四连杆构件403包括位于第四转轴结构423和第五转轴结构424之间的第一构件部分,以及位于第三转轴结构422和第五转轴结构424之间的第二构件部分,且所述第一构件部分和所述第二构件部分以一弯折角度固连。图6中,第一构件部分、第二构件部分均为直杆,且所述第五转轴结构424位于所述第三转轴结构422和第四转轴结构423的轴心连线的下方(即第一连线逆时针围绕至第二连线旋转形成了第一角度a1)。同样,所述第一连杆构件400为一折杆,具体而言所述第一连杆构件400包括位于第一转轴结构420和第四转轴结构423之间的第三构件部分,以及位于第四转轴结构423和第八转轴结构427之间的第四构件部分,且所述第三构件部分和所述第四构件部分以一弯折角度固连。图6中,第三构件部分、第四构件部分均为直杆,且所述第四转轴结构423位于所述第一转轴结构420和第八转轴结构427的轴心连线的左侧(即第四连线顺时针围绕至第五连线形成了第三角度a3)。类似,图6中,所述第三转轴结构422的轴心位于第一平行线左侧(即第三连线顺时针围绕至第一平行线形成了第二角度)。在本实施例中,所述第一转轴结构420和所述第二转轴结构421的轴心连线形成的第六连线,顺时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件406轴线的交点为不动点D4。
[0158] 在本申请的其他实施例中,所述第五转轴结构424也可以位于所述第三转轴结构422和第四转轴结构423的轴心连线的上方(即第一连线顺时针围绕至第二连线形成了第一角度a1)。相应的,所述第四转轴结构423位于所述第一转轴结构220和第八转轴结构227的轴心连线的右侧(即第四连线逆时针围绕至第五连线形成了第三角度a3),所述第三转轴结构422的轴心位于第一平行线右侧(即第三连线逆时针围绕至第一平行线形成了第二角度)。此时,所述第一转轴结构420和所述第二转轴结构421的轴心连线逆时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件406的交点为不动点D4。
[0159] 所述第一比例值或第二比例值也是整个不动点机构4在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件402的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构421的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件406的第一端(在此为下端)相较于不动点D4的运动距离之间的比例值。
[0160] 请继续参考图6,操作时将第二连杆构件401视为固定基座,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件400或者滑块装置410时,所述不动点机构4能够实现绕不动点D4的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件403或者第六连杆构件405时,所述不动点机构4能够实现相对不动点D4的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件400或者滑块装置410,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件403或者第六连杆构件405时,所述不动点机构
4能够实现绕不动点D4的转动运动以及相对不动点D4的伸缩运动。即,所述不动点机构4具有绕不动点D4的转动运动和相对不动点D4的伸缩运动的双自由度。
[0161] 【实施例五】
[0162] 请参考图7,其为本发明实施例五的不动点机构的原理示意图。如图7所示,所述不动点机构5包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件500、第二连杆构件501、第三连杆构件502、第四连杆构件503及滑块装置510,其中,所述第一连杆构件500的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构520与所述第二连杆构件501的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件501的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构521与所述滑块装置510转动连接,所述第三连杆构件502与所述滑块装置510形成滑动连接,且所述第三连杆构件502通过所述第二转轴结构521的轴心,所述第三连杆构件502的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构522与所述第四连杆构件503的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件503的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构523与所述第一连杆构件500形成转动连接。所述第三连杆构件502通过所述第二转轴结构
521的轴心。
[0163] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件504、第六连杆构件505及第七连杆构件506,其中,所述第五连杆构件504的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构524与所述第四连杆构件503形成转动连接,所述第五连杆构件504的第二端(在此为上端)通过第六转轴结构525与所述第六连杆构件505形成转动连接,所述第六连杆构件505的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构526与所述第七连杆构件506的第二端(在此为上端)形成转动连接,所述第六连杆构件505的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构527与所述第一连杆构件500的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0164] 所述传动部件包括:第一转轮结构530、第二转轮结构531、第三转轮结构532、第四转轮结构533及柔性构件S5,所述第一转轮结构530和所述第三连杆构件502绕所述第三转轴结构522进行同步转动,所述第二转轮结构531与所述第五转轴结构524连接,所述第三转轮结构532与所述第六转轴结构525连接,所述第四转轮结构533和所述第七连杆构件506绕所述第七转轴结构526进行同步转动,所述柔性构件S5分别与所述第一转轮结构530和第四转轮结构533固定连接,并从所述第二转轮结构531和第三转轮结构532远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构530与所述第四转轮结构533直径相等,所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531直径相等。
[0165] 即,所述柔性构件S5的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S5从所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构532形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构531形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件500或者所述滑块装置510,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件503或者所述第六连杆构件505时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0166] 在本申请实施例中,所述柔性构件S5的去路和回路均在所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531远离第七连杆构件的一侧形成,即所述柔性构件S5的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531),所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S5的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构532和所述第二转轮结构531处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构532a和第二转轮结构
531a及第三转轮结构532b和第二转轮结构531b,其中,所述柔性构件S5的去路可在所述第三转轮结构532a和第二转轮结构531a远离第七连杆构件的一侧形成,所述柔性构件S5的回路可在所述第三转轮结构532b和第二转轮结构531b远离第七连杆构件的一侧形成,所述第三转轮结构532a和第二转轮结构531a直径相等,所述第三转轮结构532b和第二转轮结构
531b直径相等,所述第三转轮结构532a和所述第三转轮结构532b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构531与所述第五转轴结构524之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构531与所述第五转轴结构524之间可以相对转动。所述第三转轮结构532与所述第六转轴结构525连接也是类似方式布置。
[0167] 在实施例中,第一转轮结构530和所述第三连杆构件502可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构522进行同步转动。又或者,第一转轮结构530和所述第三连杆构件502均与所述第三转轴结构522固定连接,以实现绕所述第三转轴结构522进行同步转动。
[0168] 其中,所述第四转轴结构523、第五转轴结构524、第六转轴结构525和第八转轴结构527的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0169] 所述第一转轴结构520和所述第四转轴结构523的轴心距离与所述第一转轴结构520和第八转轴结构527之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构522和所述第四转轴结构523的轴心距离与所述第八转轴结构527和第七转轴结构526之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构5中所述第三连杆构件502与所述第四连杆构件503形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件505和所述第七连杆构件506形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0170] 所述第五转轴结构524和所述第四转轴结构523的轴心连线与所述第四转轴结构523和所述第三转轴结构522的轴心连线形成第一角度a1;所述第三连杆构件502与所述第七连杆构件506形成第二角度;所述第一转轴结构520和所述第四转轴结构523形成第四连线,所述第一转轴结构520与所述第八转轴结构527形成第五连线,第四连线与第五连线形成第三角度a3。所述第一角度a1、所述第二角度和第三角度a3被配置为相等。
[0171] 具体而言,在本发明中所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3正负约定如下:第一连线逆时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为正值,第一连线顺时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为负值;第四连线顺时针围绕至第五连线形成的第三角度a3为正值,逆时针围绕则为负值。
[0172] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本申请实施例中,所述第一角度a1、所述第二角度和第三角度a3均为0°。即所述第三转轴结构522、所述第四转轴结构523及所述第五转轴结构524位于同一直线上,也即所述第四连杆构件503为一直杆;所述第一转轴结构520、所述第四转轴结构523及所述第八转轴结构527位于同一直线上,也即所述第一连杆构件500为一直杆。
[0173] 在本实施例中,所述第三连杆构件502为一折杆,通过所述第二转轴结构521和第三转轴结构522的轴心;所述第七连杆构件506也为一折杆。具体而言,所述第三连杆构件502包括与第三转轴结构522连接的第五构件部分,与所述滑块装置510滑动连接的第六构件部分,所述第六构件部分为一直杆,并且所述第六构件部分经过所述第二转轴结构521轴心,所述第五构件部分与所述第六构件部分固连。第三转轴结构522轴心到第六构件部分之间的垂线段形成一第一线段。所述第七连杆构件506包括与所述第七转轴结构526连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第八构件部分为一直杆,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连。所述第七转轴结构526轴心到所述第八构件部分之间的垂线段形成一第二线段。在本实施例中,第一线段与第二线段的长度形成第三比例值,所述第三比例值被配置成与第一比例值相等,即所述第三比例值优选范围为1/12~1/2,优选为1/6。相应地,所述第二角度约定如下,一经过第七转轴结构526且平行于第一线段的平行线与第二线段之间的夹角。进一步,所述第二角度的正负值为:所述平行线顺时针围绕至第二线段形成的角度为正值,逆时针围绕则为负值。本实施例中只是对所述第二角度具体计算方法的一个举例,还有其他方式来约定第二角度计算方法及其正负取值。通过对第二线段的长度和方向的配置,可以配置所述第八构件部分所在的直线位置和方向。即所述第八构件部分所在的直线需要经过第二线段的端点,且方向与第二线段的方向相垂直。具体第八构件部分的长度不做特别的限定,可以根据具体需求而设定。本实施例中,所述第五构件部分、第七构件部分的形状没有特别的限制,可以为一直杆,可以为一曲杆,也可以为一折杆,又或者其他形状。
本实施例对所述第七构件部分与所述第八构件部分连接的位置也没有特别的限制。
[0174] 在一个优选例中,所述第五构件部分为一直杆,且所述第五构件部分与第六构件部分形成第四角度,且第五构件部分逆时针围绕至第六构件部分形成的角度为第四角度的正值;所述第七构件部分也为一直杆,且所述第七构件部分与第八构件部分形成第五角度,且第七构件部分逆时针围绕至第八构件部分形成的角度为第五角度的正值。所述第四角度、第五角度被配置为相等。所述第四角度、第五角度的优选范围为0~180°,更优选所述第四角度与第五角度为90°。进一步,在本实施例中,第三角度为0°,即所述第五构件部分的轴线与第七构件部分的轴线平行,所述第六构件部分的轴线与第八构件部分的轴线平行,并且第四角度与第五角度相等。
[0175] 在本申请实施例中,所述第一转轴结构520和所述第二转轴结构521的轴心连线与所述第七连杆构件506的交点为不动点D5。所述第一比例值或第二比例值也是整个不动点机构5在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件502的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构521的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件506的第一端(在此为下端)相较于不动点D5的运动距离之间的比例值。
[0176] 请继续参考图7,以第二连杆构件501作为固定边,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件500或者滑块装置510时,所述不动点机构5能够实现绕不动点D5的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件503或者第六连杆构件505时,所述不动点机构5能够实现相对不动点D5的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件500或者滑块装置510,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件503或者第六连杆构件505时,所述不动点机构5能够实现绕不动点D5的转动运动以及相对不动点D5的伸缩运动。即,所述不动点机构5具有绕不动点D5的转动运动和相对不动点D5的伸缩运动的双自由度。
[0177] 【实施例六】
[0178] 请参考图8,其为本发明实施例六的不动点机构的原理示意图。如图8所示,所述不动点机构6包括:主动部件、从动部件及传动部件。具体的,所述主动部件包括:第一连杆构件600、第二连杆构件601、第三连杆构件602、第四连杆构件603及滑块装置610,其中,所述第一连杆构件600的第一端(在此为下端)通过第一转轴结构620与所述第二连杆构件601的第一端(在此为近端)形成转动连接,所述第二连杆构件601的第二端(在此为远端)通过第二转轴结构621与所述滑块装置610形成转动连接,所述第三连杆构件602与滑块装置610形成滑动连接,且所述第三连杆构件602通过所述第二转轴结构621的轴心,所述第三连杆构件602的第二端(在此为上端)通过第三转轴结构622与所述第四连杆构件603的第二端(在此为远端)形成转动连接,所述第四连杆构件603的第一端(在此为近端)通过第四转轴结构623与所述第一连杆构件600形成转动连接。所述第三连杆构件602通过所述第二转轴结构
621的轴心。
[0179] 所述从动部件包括:顺次连接的第五连杆构件604、第六连杆构件605及第七连杆构件606,其中,所述第五连杆构件604的第二端(在此为上端)通过第六转轴结构625与所述第六连杆构件605形成转动连接,所述第六连杆构件605的第二端(在此为远端)通过第七转轴结构626与所述第七连杆构件606的第二端(在此为上端)形成转动连接。此外,所述第五连杆构件604的第一端(在此为下端)通过第五转轴结构624与所述第四连杆构件603形成转动连接,所述第六连杆构件605的第一端(在此为近端)通过第八转轴结构627与所述第一连杆构件600的第二端(在此为上端)形成转动连接。
[0180] 所述传动部件包括:第一转轮结构630、第二转轮结构631、第三转轮结构632、第四转轮结构633及柔性构件S6,所述第一转轮结构630和所述第三连杆构件602绕所述第三转轴结构622进行同步转动,所述第二转轮结构631与所述第五转轴结构624连接,所述第三转轮结构632与所述第六转轴结构625连接,所述第四转轮结构633和所述第七连杆构件606绕所述第七转轴结构626进行同步转动,所述柔性构件S6分别与所述第一转轮结构630和第四转轮结构633固定连接,并从所述第二转轮结构631和第三转轮结构632远离第七连杆构件的一侧绕过,形成传动闭环,同时所述第一转轮结构630与所述第四转轮结构633直径相等,所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631直径相等。
[0181] 即,所述柔性构件S6的缠绕路径能够形成类平行四边形互补包角。也就是说,所述柔性构件S6从所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631远离第七连杆构件的一侧通过,并与所述第三转轮结构632形成有第一包覆角、以及与所述第二转轮结构631形成有第二包覆角,且随着驱动力矩作用在所述第一连杆构件600或者所述滑块装置610,或者驱动力矩作用在所述第四连杆构件603或者所述第六连杆构件605时,所述第一包覆角的变动值与第二包覆角的变动值数值上相等。
[0182] 在本申请实施例中,所述柔性构件S6的去路和回路均在所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631远离第七连杆构件的一侧形成,即所述柔性构件S6的去路和回路用了同一套转轮结构(即所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631),所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631直径相等。在本申请的其他实施例中,所述柔性构件S6的去路和回路也可以使用不同套转轮结构,即在所述第三转轮结构632和所述第二转轮结构631处均有两个转轮结构,相当于有两套转轮结构,即具有第三转轮结构632a和第二转轮结构
631a及第三转轮结构632b和第二转轮结构631b,其中,所述柔性构件S6的去路可在所述第三转轮结构632a和第二转轮结构631a远离第七连杆构件的一侧形成,所述柔性构件S6的回路可在所述第三转轮结构632b和第二转轮结构631b远离第七连杆构件的一侧形成,所述第三转轮结构632a和第二转轮结构631a直径相等,所述第三转轮结构632b和第二转轮结构
631b直径相等,所述第三转轮结构632a和所述第三转轮结构632b的直径可以相等也可以不相等。另一方面,所述第二转轮结构631与所述第五转轴结构624之间可以是固定连接,也可以是转动连接,即第二转轮结构631与所述第五转轴结构624之间可以相对转动。所述第三转轮结构632与所述第六转轴结构625连接也是类似方式布置。
[0183] 在实施例中,第一转轮结构630和所述第三连杆构件602可以固定连接,以实现绕所述第三转轴结构622进行同步转动。又或者,第一转轮结构630和所述第三连杆构件602均与所述第三转轴结构622固定连接,以实现绕所述第三转轴结构622进行同步转动。
[0184] 其中,所述第四转轴结构623、第五转轴结构624、第六转轴结构625和第八转轴结构627的轴心的连线形成平行四边形结构。
[0185] 所述第一转轴结构620和所述第四转轴结构623的轴心距离与所述第一转轴结构620和第八转轴结构627之间的轴心距离存在第一比例值,所述第三转轴结构622和所述第四转轴结构623的轴心距离与所述第八转轴结构627和第七转轴结构626之间的轴心距离存在第二比例值,所述第一比例值和所述第二比例值被配置为相等。上述第一比例值、第二比例值相等才能够保证该不动点机构6中所述第三连杆构件602与所述第四连杆构件603形成的夹角在运动过程中的变化量与所述第六连杆构件605和所述第七连杆构件606形成的夹角的变化量相等。本发明中,所述第一比例值、第二比例值的优选范围为1/12~1/2。在本实施例中,所述第一比例值、第二比例值为1/6。
[0186] 所述第五转轴结构624和所述第四转轴结构623的轴心连线形成第一连线,所述第四转轴结构623和所述第三转轴结构622的轴心连线形成第二连线,第一连线与第二连线形成第一角度a1;所述第三连杆构件602与所述第七连杆构件606形成第二角度;所述第一转轴结构620和所述第四转轴结构623形成第四连线,所述第一转轴结构620与所述第八转轴结构627形成第五连线,第四连线与第五连线形成第三角度a3。所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3被配置为相等。
[0187] 具体而言,在本发明中所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3正负约定如下:第一连线逆时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为正值,第一连线顺时针围绕至第二连线形成的第一角度a1为负值;第四连线顺时针围绕至第五连线形成的第三角度a3为正值,逆时针围绕则为负值。
[0188] 在本申请实施例中,所述第七连杆构件606和所述第三连杆构件602均为折杆。即所述第三连杆构件602包括与第三转轴结构622连接的第五构件部分和与所述滑块装置610滑动连接的第六构件部分,所述第六构件部分为一直杆,并且所述第六构件部分经过所述第二转轴结构621轴心,所述第五构件部分与所述第六构件部分固连。第三转轴结构622轴心到第六构件部分之间的垂线段形成一第一线段。所述第七连杆构件606包括与所述第七转轴结构626连接的第七构件部分和第八构件部分,所述第八构件部分为一直杆,所述第七构件部分与所述第八构件部分固连。所述第七转轴结构626轴心到所述第八构件部分之间的垂线段形成一第二线段。在本实施例中,第一线段与第二线段的长度形成第三比例值,所述第三比例值被配置成与第一比例值相等,即所述第三比例值优选范围为1/12~1/2,优选为1/6。相应地,所述第二角度约定如下,一经过第七转轴结构626且平行于第一线段的平行线与第二线段之间的夹角。进一步,所述第二角度的正负值为:所述平行线顺时针围绕至第二线段形成的角度为正值,逆时针围绕则为负值。通过对第二线段的长度和方向的配置,可以配置所述第八构件部分所在的直线位置和方向。即所述第八构件部分所在的直线需要经过第二线段的端点,且方向与第二线段的方向相垂直。具体第八构件部分的长度不做特别的限定,可以根据具体需求而设定。本实施例中,所述第五构件部分、第七构件部分的形状没有特别的限制,可以为一直杆,可以为一曲杆,也可以为一折杆,又或者其他形状。本实施例对所述第七构件部分与所述第八构件部分连接的位置也没有特别的限制。
[0189] 在一个优选例中,所述第五构件部分为一直杆,且所述第五构件部分与第六构件部分形成第四角度,且第五构件部分逆时针围绕至第六构件部分形成的角度为第四角度的正值;所述第七构件部分也为一直杆,且所述第七构件部分与第八构件部分形成第五角度,且第七构件部分逆时针围绕至第八构件部分形成的角度为第五角度的正值。其中,所述第四角度与第五角度被配置为相等。本实施例中,所述第四角度与第五角度优选范围为0~180°,优选所述第四角度与第五角度为90°。
[0190] 本发明中,不仅需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3的绝对值相等,而且需要所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值或均为负值时,才能实现所述的机构为不动点机构。本领域技术人员应理解,如果机构中某一角度的角度值为负值,但是该角度值等价的正值(如360°减去某一角度的角度值的绝对值)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。同样,如果机构中某一角度的角度值为正值,但是该角度值等价的负值(如某一角度的角度值的绝对值减去360°)与其他角度的角度值相等,那么该机构也在本发明的保护范围内。
[0191] 本发明中,所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度优选的范围为-30°~30°。在本实施例中,所述第一角度a1、所述第二角度和所述第三角度a3均为正值,具体为
15°。如图8所示,即所述第四连杆构件603为一折杆,具体而言所述第四连杆构件603包括位于第四转轴结构623和第五转轴结构624之间的第一构件部分,以及位于第三转轴结构622和第五转轴结构624之间的第二构件部分,且所述第一构件部分和所述第二构件部分以一弯折角度固连。更优选,第一构件部分、第二构件部分均为直杆,且所述第五转轴结构624位于所述第三转轴结构622和第四转轴结构623的轴心连线的下方(即第一连线逆时针围绕第二连线旋转形成了第一角度a1)。同样,所述第一连杆构件600为一折杆,具体而言所述第一连杆构件600包括位于第一转轴结构620和第四转轴结构623之间的第三构件部分,以及位于第四转轴结构623和第八转轴结构627之间的第四构件部分,且所述第三直杆部分和所述第四直杆部分以一弯折角度固连。更优选,第三构件部分、第四构件部分均为直杆,且所述第四转轴结构623位于所述第一转轴结构620和第八转轴结构627的轴心连线的左侧(即第四连线顺时针围绕第五连线形成了第三角度a3)。
[0192] 如此,所述第一转轴结构620和所述第二转轴结构621的轴心连线形成的第六连线,顺时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件606轴线的交点为不动点D6。所述第一比例值或第二比例值也是整个不动点机构6在运动过程中,所述驱动部件中第三连杆构件602的第一端(在此为下端)相较于所述第二转轴结构621的运动距离与所述从动部件中所述第七连杆构件606的第一端(在此为下端)相较于不动点D6的运动距离之间的比例值。
[0193] 同样的,当所述第一角度、第二角度和第三角度均为负值时,逆时针转动第一角度a1后与所述第七连杆构件606轴线的交点为不动点D6。
[0194] 请继续参考图8,以第二连杆构件601作为固定边,当一个驱动力矩作用在第一连杆构件600或者滑块装置610时,所述不动点机构6能够实现绕不动点D6的转动运动;当一个驱动力矩作用在第四连杆构件603或者第六连杆构件605时,所述不动点机构6能够实现相对不动点D6的伸缩运动;当一个驱动力矩作用在第一连杆构件600或者滑块装置610,且另一个驱动力矩作用在第四连杆构件603或者第六连杆构件605时,所述不动点机构6能够实现绕不动点D6的转动运动以及相对不动点D6的伸缩运动。即,所述不动点机构6具有绕不动点D6的转动运动和相对不动点D6的伸缩运动的双自由度。
[0195] 【实施例七】
[0196] 上述实施例的一些变型也在本发明的保护范围内。例如,上述实施例中,所述第二连杆构件的第二端通过第二转轴结构与所述滑块装置转动连接,所述第三连杆构件与所述滑块装置形成滑动连接,且所述第三连杆构件通过所述第二转轴结构的轴心。
[0197] 与实施例一至四相区别的是,在图9所示的实施例七中,所述第二连杆构件701的第二端通过第二转轴结构721与所述第三连杆构件702转动连接,所述第四连杆构件703的第二端过第三转轴结构722与所述滑块装置710转动连接,所述第三连杆构件702与所述滑块装置710形成滑动连接,且所述第三连杆构件702通过所述第三转轴结构722的轴心,所述滑块装置710与第一转轮结构730绕所述第三转轴结构722同步转动。在此实施例中,第二角度定义如下:所述第二转轴结构721和第三转轴结构722的轴心连线形成第三连线,所述第三连线与所述第七连杆构件706的轴线形成第二角度。第二角度正负取值为:第三连线顺时针围绕至第一平行线形成的第二角度为正值,逆时针围绕则为负值,其中所述第一平行线与所述第七连杆构件706轴线平行,且经过所述第二转轴结构721轴心。进一步,本实施例中,第一角度、第二角度以及第三角度均为0°。
[0198] 【实施例八】
[0199] 与实施例五至六相区别的是,在图10所示的实施例八中,所述第二连杆构件801的第二端通过第二转轴结构821与所述第三连杆构件802转动连接,所述第四连杆构件803的第二端过第三转轴结构822与所述滑块装置810转动连接,所述第三连杆构件802为一直杆与所述滑块装置810形成滑动连接,且所述第三连杆构件802不通过所述第三转轴结构822的轴心。在此实施例中,所述第一线段为所述第三转轴结构822至所述第三连杆构件802的垂线段形成,所述第二线段为所述第七转轴结构826到所述第七连杆构件806的垂线段形成。所述第三连杆构件802与所述第七连杆构件806形成第二角度。进一步,第二角度定义为一经过第七转轴结构826且平行于第一线段的平行线与第二线段之间的夹角。所述第二角度的正负值为:所述平行线顺时针围绕至第二线段形成的角度为正值,逆时针围绕则为负值。
[0200] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。