1.一种六自由度弱耦合并联机构,其特征在于,其包括动平台、定平台以及设于所述动平台与定平台之间的两条PPPS支链、两条CPS支链和一条PPRPU支链,所述动平台和定平台均呈直角三角形结构状,所述动平台和定平台之间设有第一PPPS支链、第一CPS支链、PPRPU支链、第二CPS支链以及第二PPPS支链;
所述第一PPPS支链和第二PPPS支链分别设于所述动平台和定平台中两个锐角的顶点处,且所述第一PPPS支链和第二PPPS支链结构相同,所述第一PPPS支链和第二PPPS支链均包括第一滑轨、第二滑块、第二滑轨、第二滑块、第一移动副和第一球副,所述第一滑轨固定设于所述定平台上,且所述第二滑块的第一端与所述第一滑轨移动副连接,所述第二滑块的第二端设有所述第二滑轨,且所述第二滑块的第一端与所述第二滑轨移动副连接,所述第二滑块的第二端与所述第一移动副的第一端连接,且所述第一移动副的第二端通过所述第一球副与所述动平台连接;
所述第一CPS支链和第二CPS支链分别设于所述动平台和定平台中的两个直角边上,且所述第一CPS支链和第二CPS支链结构相同,所述第一CPS支链和第二CPS支链均包括第三滑轨、第三滑块、第一转动副、第二移动副和第二球副,所述第三滑轨固定设于所述定平台上,所述第三滑块的第一端和第二端分别与所述第三滑轨以及所述第一转动副的固定部相连,并于所述第三滑轨共同构成圆柱副,所述第一转动副的转动部与所述第二移动副的第一端连接,且所述第二移动副的第二端通过所述第二球副与所述动平台连接;
所述PPRPU支链设于所述动平台和定平台中的直角顶点处,且所述PPRPU支链包括第四滑轨、第四滑块、第五滑轨、转动平台、第三移动副和虎克铰,所述第四滑轨固定设于所述定平台上,且所述第四滑块的第一端与所述第四滑轨移动副连接,所述第四滑块的第二端与所述第五滑轨移动副连接,且所述第三移动副的第一端通过所述转动平台与所述第五滑轨连接,所述第三移动副的第二端通过所述虎克铰与所述动平台连接。
2.根据权利要求1所述的六自由度弱耦合并联机构,其特征在于,六自由度弱耦合并联机构的第一驱动设于所述第一PPPS支链中的第一移动副处,第二驱动设于所述第一CPS支链中的第二移动副处,第三驱动设于所述PPRPU支链中的转动平台处,第四驱动设于所述PPRPU支链中的第三移动副处,第五驱动设于所述第二PPPS支链中的第一移动副处,第六驱动设于所述第二CPS支链中的第二移动副处。
3.根据权利要求1所述的六自由度弱耦合并联机构,其特征在于,所述第一PPPS支链和第二PPPS支链中的第一滑轨分别与相对应支链中的第二滑轨垂直,且所述第一PPPS支链和第二PPPS支链中的第一滑轨分别与所述定平台7的直角边平行,所述第一PPPS支链和第二PPPS支链中第一移动副的轴线分别与相对应支链中的第一滑轨和第二滑轨垂直。
4.根据权利要求3所述的六自由度弱耦合并联机构,其特征在于,所述第一CPS支链和第二CPS支链中的第二移动副分别与相对应支链中的第三滑轨垂直,且所述第一CPS支链和第二CPS支链中的第三滑轨分别与所述定平台的直角边平行。
5.根据权利要求4所述的六自由度弱耦合并联机构,其特征在于,所述PPRPU支链中的第四滑轨与第五滑轨相互垂直,且所述转动平台的转动方向垂直于所述第四滑轨和第五滑轨,所述第三移动副的轴线与所述转动平台的转动方向同向,且所述虎克铰中的第一转动轴线与所述第四滑轨相互平行,所述虎克铰中的第二转动轴线与所述第五滑轨相互平行。
6.一种根据权利要求1~5之一所述的六自由度弱耦合并联机构的构建方法,其特征在于,其包括以下步骤:
S1、确定并联机构的期望运动自由度;
S2、根据并联机构的期望运动自由度,将期望运动自由度按自由度性质进行划分,分为平面自由度和空间自由度,并将整体并联结构分为平面子并联机构与空间子并联机构;
S3、基于螺旋理论,力旋量与运动旋量的互易积为力旋量对运动旋量产生的瞬时功率,分别根据平面子并联机构与空间子并联机构自由度和弱耦合要求,得到平面子并联机构与空间子并联机构分支传递力螺旋矩阵与输出运动螺旋矩阵的互易积为三角阵的条件,求出平面子并联机构与空间子并联机构运动分支的传递力螺旋形式;
S4、根据解耦分支只有驱动螺旋对输出运动做功,即传递力螺旋与驱动螺旋互易积不为零,确定平面子并联机构与空间子并联机构分支中驱动螺旋的形式;
S5、根据解耦分支非驱动螺旋对输出运动不做功,即传递力螺旋与非驱动螺旋互易积恒为零,确定平面子并联机构与空间子并联机构分支中非驱动螺旋的形式;
S6、将步骤S4和步骤S5中得到的驱动螺旋与非驱动螺旋进行排列组合,得到具有特定自由度与解耦特性的平面子并联机构与空间子并联机构的各分支;
S7、对平面子并联机构与空间子并联机构中的各分支自由度进行补充,使其满足整体机构运动自由度;
S8、将所设计的平面子并联机构与空间子并联机构进行组合,并布置支链的位置,得到所期望的多自由度弱耦合并联机构;
S9、计算并验证所设计并联机构的自由度与解耦特性,完成具有弱耦合特性的并联机构构建工作。