基于并联机构的2T2R四自由度振动筛

权利要求书： 1.一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛，其特征在于，包括第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链、第四振动支链、静平台(501)和筛网(601)；

所述静平台(501)上的两侧沿X轴方向分别设有导轨一(502)、沿Y轴方向设有导轨二(503)、沿Z轴方向设有竖直杆(504)，所述导轨一(502)、导轨二(503)和竖直杆(504)两两垂直；

所述筛网(601)位于静平台(501)的正下方，第一振动支链的一端与静平台(501)上导轨一(502)的轴向重合，另一端与筛网(601)相连，第二振动支链的一端与静平台(501)上导轨二(503)的轴向重合，另一端与筛网(601)相连，第三振动支链的一端与静平台(501)上另一侧的导轨一(502)的轴向重合，另一端与筛网(601)相连，第四振动支链的一端与垂直于静平台(501)的竖直杆(504)相连，另一端与筛网(601)相连；

所述第一振动支链包括转动副R11(101)、连杆L11(102)、万向节U12(103)、连杆L12(104)、移动副P13(105)、连杆L13(106)和万向节U14(107)；

所述转动副R11(101)安装在静平台(501)一侧的导轨一(502)上，转动副R11(101)的轴线与静平台(501)上导轨一(502)的轴向重合，转动副R11(101)通过连杆L11(102)与万向节U12(103)相连接，万向节U12(103)通过连杆L12(104)和移动副P13(105)连接，移动副P13(105)通过连杆L13(106)与万向节U14(107)相连，万向节U14(107)与筛网(601)连接，所述第一振动支链能够使筛网(601)沿X轴方向运动；

所述第二振动支链包括转动副R21(201)、连杆L21(202)、万向节U22(203)、连杆L22(204)、移动副P23(205)、连杆L23(206)和万向节U24(207)；

所述转动副R21(201)安装在静平台(501)的导轨二(503)上，转动副R21(201)的轴线与静平台(501)上导轨二(503)的轴向重合，转动副R21(201)通过连杆L21(202)与万向节U22(203)相连接，万向节U22(203)通过连杆L22(204)和移动副P23(205)连接，移动副P23(205)通过连杆L23(206)与万向节U24(207)相连，万向节U24(207)与筛网(601)连接，第二振动支链能够使筛网(601)沿Y轴方向运动；

所述第三振动支链包括转动副R31(301)、连杆L31(302)、万向节U32(303)、连杆L32(304)和万向节U33(305)；

所述转动副R31(301)安装在静平台(501)另一侧的导轨一(502)上，转动副R31(301)的轴线与静平台(501)上导轨一(502)的轴向重合，转动副R31(301)另一端通过连杆L31(302)与万向节U32(303)相连接，万向节U32(303)通过连杆L32(304)与万向节U33(305)相连接，所述万向节U33(305)固定于筛网(601)上，第三振动支链能够使筛网(601)绕X轴方向转动；

所述第四振动支链包括转动副R41(401)、连杆L41(402)、转动副R42(403)、连杆L42(404)和万向节U43(405)；

所述转动副R41(401)一端与垂直安装于静平台(501)的竖直杆(504)相连，转动副R41(401)通过连杆L41(402)与转动副R42(403)相连接，转动副R42(403)通过连杆L42(404)与万向节U43(405)连接，转动副R41(401)的转动轴与转动副R42(403)的转动轴平行，所述万向节U43(405)与筛网(601)连接，第四振动支链能够使筛网(601)绕Z轴方向转动。

2.根据权利要求1所述的一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛，其特征在于，所述第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链和第四振动支链分别设有独立的动力源；启动所述第一振动支链的动力源，所述筛网(601)能够沿X轴方向进行筛分运动；启动所述第二振动支链的动力源，筛网(601)能够沿Y轴方向进行筛分运动；启动第三振动支链的动力源，筛网(601)能够绕X轴方向进行往复的筛分运动；启动第四振动支链上的动力源，筛网(601)能够绕Z轴方向进行往复的筛分运动；同时启动第一振动支链的动力源，第二振动支链的动力源、第三振动支链上的动力源和第四振动支链上的动力源，筛网(601)能够同时沿X轴方向、沿Y轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向进行筛分运动。

说明书： 一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛技术领域[0001] 本发明属于振动筛分设备领域，具体涉及一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛。

背景技术[0002] 振动筛是处理物料颗粒分级和分选的设备，目前已经成熟应用于化工、冶金、煤炭、建筑、石油、水利等工业部门，也普遍地应用于农业谷物筛分、种子分选、有机肥料的翻抛等农业领域。这些传统振动筛的运动轨迹单一、物料在筛网上很难快速均匀分布、易于堵塞筛网、透筛率低、自由度低、设备整体体积过大、成本较高、并且容易引起共振从而降低振动筛的使用寿命，一般多为直线振动筛、圆振动筛。

[0003] 利用固体畜禽粪便来饲养蝇蛆一方面可以消耗大量的固体畜禽粪便减少环境污染，另一方面可以为规模化养殖业提供所需要的高蛋白活体饵料。目前，蛆粪分离仍依赖于人工分离，自动分离的机械化程度不高，不利于大量饲养活体蝇蛆并快速分离，其中最关键的就是缺少蝇蛆养殖生产链中成熟蝇蛆与畜禽粪培养基的快速可控式分离技术，目前大多

利用蝇蛆生物学特性进行非机械式分离，这种分离方法效率低而且不可控。

发明内容[0004] 针对上述技术问题，本发明提供一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛，能实现沿X轴方向、沿Z轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向四自由度的振动筛分运动。本发明将并联机构应用到振动筛中不仅能实现多维振动筛分，总体尺寸小，筛分效率高，筛分性能稳定，整体刚度高等优点，而且对建立新的振动筛分理论，开发实用化的振动筛分设备具有重要

的现实意义和应用价值。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛，其特征在于，包括第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链、第四振动支链、静平台和筛网；

[0006] 所述静平台上的两侧沿X轴方向分别设有导轨一、沿Y轴方向设有滑轨二、沿Z轴方向设有竖直杆，所述导轨一、滑轨二和竖直杆两两垂直；

[0007] 所述筛网位于静平台的正下方，第一振动支链的一端与静平台上滑轨一的轴向重合，另一端与筛网相连，第二振动支链的一端与静平台上滑轨二的轴向重合，另一端与筛网相连，第三振动支链的一端与静平台上滑轨一的轴向重合，另一端与筛网相连，第四振动支链的一端与垂直于静平台的竖直杆相连，另一端与筛网相连；

[0008] 所述第一振动支链能够使筛网沿X轴方向运动，第二振动支链能够使筛网沿Y轴方向运动，第三振动支链能够使筛网绕X轴方向转动，第四振动支链能够使筛网绕Z轴方向转

动。

[0009] 上述方案中，所述第一振动支链包括转动副R11、连杆L11、万向节U12、连杆L12、移动副P13、连杆L13和万向节U14；[0010] 所述转动副R11安装在静平台一侧的导轨一上，转动副R11的轴线与静平台上导轨一的轴向重合，转动副R11通过连杆L11与万向节U12相连接，万向节U12通过连杆L12和移动副P13连接，移动副P13通过连杆L13与万向节U14相连，万向节U14与筛网连接，所述第一振动支链能够使筛网沿X轴方向运动。

[0011] 上述方案中，所述第二振动支链包括转动副R21、连杆L21、万向节U22、连杆L22、移动副P23、连杆L23和万向节U24；[0012] 所述转动副R21安装在静平台的导轨二上，转动副R21的轴线与静平台上导轨二的轴向重合，转动副R21通过连杆L21与万向节U22相连接，万向节U22通过连杆L22和移动副P23连接，移动副P23通过连杆L23与万向节U24相连，万向节U24与筛网连接，第二振动支链能够使筛网沿Y轴方向运动。

[0013] 上述方案中，所述第三振动支链包括转动副R31、连杆L31、万向节U32、连杆L32和万向节U33；[0014] 所述转动副R31安装在静平台另一侧的导轨一上，转动副R31的轴线与静平台上导轨一的轴向重合，转动副R31另一端通过连杆L31与万向节U32相连接，万向节U32通过连杆L32与万向节U33相连接，所述万向节U33固定于筛网上，第三振动支链能够使筛网绕X轴方向转动。

[0015] 上述方案中，所述第四振动支链包括转动副R41、连杆L41、转动副R42、连杆L42和万向节U43；[0016] 所述转动副R41一端与垂直安装于静平台的竖直杆相连，转动副R41通过连杆L41与转动副R42相连接，转动副R42通过连杆L42与万向节U43连接，转动副R41的转动轴与转动副R42的转动轴平行，所述万向节U43405与筛网601连接，第四振动支链能够使筛网绕Z轴方向转

动。

[0017] 上述方案中，所述第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链和第四振动支链分别设有独立的动力源；[0018] 启动所述第一振动支链的动力源，所述筛网能够沿X轴方向进行筛分运动；启动所述第二振动支链的动力源，筛网能够沿Y轴方向进行筛分运动；启动第三振动支链的动力

源，筛网能够绕X轴方向进行往复的筛分运动；启动第四振动支链上的动力源，筛网能够绕Z轴方向进行往复的筛分运动；同时启动第一振动支链的动力源，第二振动支链的动力源、第三振动支链上的动力源和第四振动支链上的动力源，筛网能够同时沿X轴方向、沿Y轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向进行筛分运动。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种基于并联机构的2T2R四自由度振动筛能够实现沿X方向、沿Y方向、绕X方向和绕Z方向四自由度的振动筛分运动。其中沿X轴方向的振动筛分运动由转动副R11、连杆L11、万向节U12、连杆L12、移动副P13、连杆L13、万向节U14组成的第一振动支链实现；沿Y轴方向的振动筛分运动由转动副R21、连杆L21、万向节U22、连杆L22、移动副P23、连杆L23、万向节U24组成的第二振动支链实现；绕X轴方向的振动筛分运动由转动副R31、连杆L31、万向节U32、连杆L32、万向节U33组成的第三振动支链实现；绕Z轴方向的振动筛分运动由转动副R41、连杆L41、转动副R42、连杆L42和万向节U43组成的第四振动支链实现，四条支链共同作用在筛网可以使筛网整体实现沿X轴方向、沿Y轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向四自由度的振动筛分运动。本发明能实现二自由度的移动和二自由度的

转动。运用并联机构技术处理蛆料分离问题，能够解决目前固体畜禽粪养殖蝇蛆的关键问

题，实现蛆料的快速可控式机械分离，大大提高蛆料分离的筛分效率，并且并联机构具有其自身的优越性，且该装置的刚度大、总体尺寸较小、驱动装置可以位于或者接近于机架，整体质量较轻，本发明的并联机构振动筛对实现工厂化应用具备现实意义。

附图说明[0020] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0021] 图1本发明的整体三维图；[0022] 图2本发明沿X方向直线振动支链的三维图；[0023] 图3本发明沿Y方向直线振动支链的三维图；[0024] 图4本发明绕X方向直线振动支链的三维图；[0025] 图5本发明绕Z方向转动振动支链的三维图。[0026] 图中：101、转动副R11；102、连杆L11；103、万向节U12；104、连杆L12；105、移动副P13；106、连杆L13；107、万向节U14；201、转动副R21；202、连杆L21；203、万向节U22；204、连杆L22；

205、移动副P23；206、连杆L23；207、万向节U24；301、转动副R31；302、连杆L31；303、万向节U32；

304、连杆L32；305、万向节U33；401、转动副R41；402、连杆L41；403、转动副R42；404、连杆L42；

405、万向节U43；501、静平台；502、导轨一；503、导轨二；504、竖直杆；601、筛网。

具体实施方式[0027] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附

图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为

对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0029] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0030] 图1所示为本发明所述基于并联机构的2T2R四自由度振动筛的一种较佳实施方式，所述基于并联机构的2T2R四自由度振动筛包括第一振动支链、第二振动支链、第二振动支链、第四振动支链、静平台501和筛网601。所述静平台501上的两侧沿X轴方向设有导轨一

502、沿Y轴方向设有导轨二503、沿Z轴方向设有竖直杆504，所述导轨一502、导轨二503和竖直杆504两两垂直；所述筛网601置于静平台501的正下方；第一振动支链的一端与静平台

501上导轨一502的轴向重合，另一端与筛网601相连；第二振动支链的一端与静平台501上

导轨二503的轴向重合，另一端与筛网601相连；第三振动支链的一端与静平台501上导轨一

502的轴向重合，另一端与筛网601相连；第四振动支链的一端与垂直于静平台501的竖直杆

504相连，另一端与筛网601相连；所述第一振动支链能够使筛网601沿X轴方向运动，第二振动支链能够使筛网601沿Y轴方向运动，第三振动支链能够使筛网601绕X轴方向转动，第四

振动支链能够使筛网601绕Z轴方向转动。所述第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链和第四振动支链分别设有独立的动力源；优选的，所述动力源为电机。所述第一振动支链、第二振动支链、第三振动支链、第四振动支链在动力源的驱动下能够使筛网601沿X方向、沿Y方向、绕X方向和绕Z方向四自由度做振动筛分运动。

[0031] 如图2所示，根据本实施例，优选的，所述第一振动支链包括转动副R11101、连杆L11102、万向节U12103、连杆L12104、移动副P13105、连杆L13106和万向节U14107；

[0032] 所述转动副R11101安装在静平台501一侧的导轨一502上，转动副R11101的轴线与静平台501上导轨一502的轴向重合，转动副R11101通过连杆L11102与万向节U12103相连接，万向节U12103通过连杆L12104和移动副P13105连接，移动副P13105通过连杆L13106与万向节U14107相连，万向节U14107固定于筛网601上，所述第一振动支链能够使筛网601沿X方向运动。打开第一振动支链的动力源，转动副R11101可沿X方向做直线振动运动，连杆L11102、万向节U12103、连杆L12104、移动副P13105、连杆L13106、万向节U14107带动筛网601整体沿X轴方向做直线振动运动。

[0033] 如图3所示，根据本实施例，优选的，所述第二支链包括转动副R21201、连杆L21202、万向节U22203、连杆L22204、移动副P23205、连杆L23206和万向节U24207；[0034] 所述转动副R21201安装在静平台501的导轨二503上，转动副R21201的轴线与静平台501上导轨二503的轴向重合，转动副R21201安装在静平台501上，转动副R21201的轴线与静平台上导轨二平行，转动副R21201通过连杆L21202与万向节U22203相连接，万向节U22032通过连杆L22204和移动副P23205连接，移动副P23205通过连杆L23206与万向节U24207相连，万向节U24207固定于筛网601上，第二振动支链能够使筛网601沿Y轴方向运动。打开第二振动支链的动力源，转动副R21201可沿Y方向做直线振动运动，通过连杆L21202、万向节U22203、连杆L22204、移动副P23205、连杆L23206、万向节U24207带动筛网601整体沿Y轴方向做直线振动运动。

[0035] 如图4所示，根据本实施例，优选的，所述第三支链包括转动副R31301、连杆L31302、万向节U32303、连杆L32304和万向节U33305；[0036] 所述转动副R31301安装在静平台501另一侧的导轨一502上，转动副R31301的轴线与静平台501上导轨一502的轴向重合，转动副R31301另一端通过通过连杆L31302与万向节

U32303相连接，万向节U32303通过连杆L32304与万向节U33305相连接，所述万向节U33305固定于筛网上，第三振动支链能够使筛网601绕X方向转动。打开第三振动支链的动力源，转动副R31301可绕其轴线做一定幅度的摆动振动，通过连杆L31302、万向节U32303、连杆L32304、万向节U33305带动筛网601整体绕X轴方向做一定幅度的摆动振动。

[0037] 如图5所示，根据本实施例，优选的，所述第四支链包括转动副R41401、连杆L41402、转动副R42403、连杆L42404和万向节U43405。[0038] 所述转动副R41401一端与垂直安装于静平台501的竖直杆504相连，所述转动副R41401通过连杆L41402与转动副R42403相连接，转动副R42403通过连杆L42404与万向节U43405连接，所述万向节U43405固定于筛网601上，转动副R41401的转动轴与转动副R42403的转动轴平行,第四振动支链能够使筛网601绕Z轴方向转动。打开第四振动支链上的动力源，转动副R41401绕其轴线做一定幅度的摆动振动，通过连杆L41402、转动副R42403、连杆L42404和万向节U43405带动筛网601整体绕Z方向做一定幅度的摆动振动。

[0039] 所述第一振动支链上的转动副R11101、第二振动支链上的转动副R21201、第三振动支链上的转动副R31301和第四支链上的转动副R41401为各支链上的主动副。[0040] 本发明的工程过程如下：打开第一振动支链的动力源，电机带动转动副R11101沿X方向做往复的直线振动筛分运动，通过连杆L11102、万向节U12103、连杆L12104、移动副

P13105、连杆L13106、万向节U14107带动筛网601整体沿X轴方向做直线振动运动；打开第二振动支链的动力源，电机带动转动副R21201沿Y方向做往复的直线振动筛分运动，通过连杆

L21202、万向节U22203、连杆L22204、移动副P23205、连杆L23206、万向节U24207带动筛网601整体沿Y轴方向做直线振动运动；打开第三振动支链的动力源，电机带动转动副R31301绕其轴线做一定幅度的摆动振动，通过连杆L31302、万向节U32303、连杆L32304、万向节U33305带动筛网601整体绕X轴方向做一定幅度的摆动振动；打开第四振动支链上的动力源，转动副R41401绕其轴线做一定幅度的摆动振动，通过连杆L41402、转动副R42403、连杆L42404和万向节

U43405带动筛网601整体绕Z方向做一定幅度的摆动振动。四条支链共同作用于筛网601上，使之能实现沿X轴方向、沿Y轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向四自由度的振动筛分运动。

[0041] 单独启动第一振动支链的动力源，筛网601可沿X方向进行筛分运动；单独启动第二振动支链的动力源，筛网601可沿Y方向进行筛分运动；单独启动第三振动支链上的动力

源，筛网601可绕X方向进行往复的筛分运动；单独启动第四支链上的动力源，筛网601可绕Z方向进行往复的筛分运动。同时启动第一振动支链的动力源，第二振动支链的动力源，第三振动支链上的动力源和第四支链上的动力源，筛网601可同时沿X轴方向、沿Y轴方向、绕X轴方向和绕Z轴方向进行筛分运动。实际使用时，可根据需要在四个动力源中任意选择其中一个、两个、三个或四个进行组合启动，使筛网601获得对应的振动输出。

[0042] 应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说

明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以

理解的其他实施方式。

[0043] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更

均应包含在本发明的保护范围之内。