專利名稱：一種折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是一種并聯(lián)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)構(gòu)學(xué)及地面運(yùn)動(dòng)模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，很多在太空、空中及海洋中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)、訓(xùn)練都改在陸地上進(jìn)行，地面實(shí)驗(yàn)安全可靠又節(jié)省資金。并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)因其具有剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)，精度高，運(yùn)動(dòng)慣性小，正解困難而反解容易等優(yōu)點(diǎn)更適用于飛機(jī)、艦船、汽車等的運(yùn)動(dòng)模擬。目前絕大多數(shù)并聯(lián)穩(wěn)定平臺(tái)有六個(gè)自由度，其制造成本高、控制技術(shù)高，一般大負(fù)載的并聯(lián)機(jī)構(gòu)都采用液壓缸，成本高，不易維護(hù)，而且許多實(shí)驗(yàn)并不需要6個(gè)自由度，因此自由度數(shù)少于6的由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器人成為了目前并聯(lián)機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。由于電動(dòng)缸較液壓缸承載能力小，因此如何提高少自由并聯(lián)機(jī)器人的承載能力成為研究少自由度并聯(lián)機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵問題。專利CN201010136427. 6提出了一種兩自由度轉(zhuǎn)動(dòng)解耦并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)完全解耦，但裝配精度不易保證；專利CN201110283398. O提出了一種含閉環(huán)子鏈的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，該發(fā)明通過閉環(huán)子鏈控制平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，這就導(dǎo)致其工作空間較小；專利CN201110160345. X提出的兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)一維轉(zhuǎn)動(dòng)和一維移動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，但其承載能力較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、工作空間大、承載能力強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)空間兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明主要包括動(dòng)平臺(tái)、定平臺(tái)以及連接這兩個(gè)平臺(tái)的四條分支，其中三條為結(jié)構(gòu)相同的分布在周圍的SUR驅(qū)動(dòng)分支，另一條為UP中間約束分支。每條SUR驅(qū)動(dòng)分支均由球鉸、第一萬向鉸和轉(zhuǎn)動(dòng)副組成,轉(zhuǎn)動(dòng)副固定在動(dòng)平臺(tái)上，三條分支的球鉸在動(dòng)平臺(tái)上成正三角形布置；該球鉸通過上連桿與萬向鉸連接，該萬向鉸通過下連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，該轉(zhuǎn)動(dòng)副與固定在定平臺(tái)上的電機(jī)連接，三條分支的轉(zhuǎn)動(dòng)副在定平臺(tái)上成正三角形布置；UP中間約束分支位于動(dòng)平臺(tái)與定平臺(tái)中心連線上，該分支的第二萬向鉸的一端與動(dòng)平臺(tái)固連，該第二萬向鉸的另一端與帶有彈簧的移動(dòng)副連接。設(shè)在上述移動(dòng)副內(nèi)的彈簧套在固定在定平臺(tái)上的導(dǎo)向軸上，在上述移動(dòng)副的外側(cè)設(shè)有支撐套管。處于工作位置空載時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，其彈簧反力除抵消上平臺(tái)自重外給動(dòng)平臺(tái)向上的推力，在給動(dòng)平臺(tái)一定載荷時(shí)，中間分支彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，其彈簧反力平衡動(dòng)平臺(tái)及負(fù)載鉛垂方向的靜載荷，從而使電機(jī)所受的負(fù)載減小。三個(gè)驅(qū)動(dòng)分支驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)繞X、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，含有冗余驅(qū)動(dòng)，克服奇異位形。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單，占用體積小，工作空間大，可實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動(dòng)，含有冗余驅(qū)動(dòng)，克服奇異位形。
2、能最大限度增加平臺(tái)負(fù)載能力、減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)扭矩和功率的作用。3、在工作空間內(nèi)性能穩(wěn)定，在承受負(fù)載時(shí)仍具有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，易于安裝和維護(hù)。4、二個(gè)自由度，易于控制，在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意簡 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的中間分支剖視 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的立體結(jié)構(gòu)示意簡圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
在圖1所示的折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意簡圖中，三條結(jié)構(gòu)相同的SUR驅(qū)動(dòng)分支中的球鉸2固定在動(dòng)平臺(tái)I上，該三條SUR驅(qū)動(dòng)分支的球鉸在動(dòng)平臺(tái)上成正三角形布置；上述球鉸通過上連桿3與萬向鉸4連接，該萬向鉸通過下連桿5與轉(zhuǎn)動(dòng)副6連接，該轉(zhuǎn)動(dòng)副與固定在定平臺(tái)8上的電機(jī)7連接，三條SUR驅(qū)動(dòng)分支的轉(zhuǎn)動(dòng)副在定平臺(tái)上成正三角形布置；該三條SUR驅(qū)動(dòng)分支均向內(nèi)側(cè)彎曲。UP中間約束分支位于動(dòng)平臺(tái)與定平臺(tái)中心連線上，其第二萬向鉸9的一端與動(dòng)平臺(tái)相連，其另一端與帶有彈簧的移動(dòng)副10連接。如圖2所示，設(shè)在上述移動(dòng)副內(nèi)的彈簧12套在固定在定平臺(tái)上的導(dǎo)向軸13上，在上述移動(dòng)副的外側(cè)設(shè)有支撐套管11。實(shí)施例2
在圖3所示的折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意簡圖中，三條SUR驅(qū)動(dòng)分支均向外側(cè)彎曲，其它部件和連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)，其主要包括動(dòng)平臺(tái)、定平臺(tái)以及連接這兩個(gè)平臺(tái)的四條分支，其中三條為結(jié)構(gòu)相同的分布在周圍的SUR驅(qū)動(dòng)分支，另一條為UP中間約束分支，其特征在于每條SUR驅(qū)動(dòng)分支中的球鉸固定在動(dòng)平臺(tái)上，三條分支的球鉸在動(dòng)平臺(tái)上成正三角形布置；該球鉸通過上連桿與萬向鉸連接，該萬向鉸通過下連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，該轉(zhuǎn)動(dòng)副與固定在定平臺(tái)上的電機(jī)連接，三條分支的轉(zhuǎn)動(dòng)副在定平臺(tái)上成正三角形布置；UP中間約束分支位于動(dòng)平臺(tái)與定平臺(tái)中心連線上,該分支中的第二萬向鉸的一端與動(dòng)平臺(tái)固連，該第二萬向鉸的另一端與帶有彈簧的移動(dòng)副連接，設(shè)在上述移動(dòng)副內(nèi)的彈簧套在固定在定平臺(tái)上的導(dǎo)向軸上，在上述移動(dòng)副的外側(cè)設(shè)有支撐套管。
全文摘要
一種折疊式靜載平衡并聯(lián)調(diào)姿平臺(tái)，其包括動(dòng)平臺(tái)、定平臺(tái)以及連接這兩個(gè)平臺(tái)的四條分支，其中三條為結(jié)構(gòu)相同的分布在周圍的SUR驅(qū)動(dòng)分支，另一條為UP中間約束分支，每條SUR驅(qū)動(dòng)分支均由球鉸、第一萬向鉸和轉(zhuǎn)動(dòng)副組成，轉(zhuǎn)動(dòng)副與固定在定平臺(tái)上的電機(jī)連接，UP中間約束分支位于動(dòng)平臺(tái)與定平臺(tái)中心連線上，該分支由第二萬向鉸和帶有彈簧的移動(dòng)副組成，設(shè)在上述移動(dòng)副內(nèi)的彈簧套在固定在定平臺(tái)上的導(dǎo)向軸上，在上述移動(dòng)副的外側(cè)設(shè)有支撐套管。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、占用體積小、工作空間較大，通過中間分支平衡靜載，增大平臺(tái)負(fù)載能力，降低電機(jī)扭矩和功率；驅(qū)動(dòng)形式為電機(jī)，可廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定艦載、車載裝置以及運(yùn)動(dòng)模擬。
文檔編號(hào)B25J9/00GK103029120SQ20121052997
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者趙鐵石, 唐啟敬, 黃志影 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)