一種可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】一種可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)，其主要包括運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)、基礎(chǔ)框架以及三條構(gòu)造形式相同的雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈，運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)通過三條雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈與基礎(chǔ)框架相連，所述雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動(dòng)閉環(huán)單元串聯(lián)組成，雙輸入閉環(huán)單元一端與基礎(chǔ)框架連接，構(gòu)成包含三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)移動(dòng)副的下閉環(huán)平面五桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)閉環(huán)單元底部通過傳動(dòng)桿連接板與雙輸入閉環(huán)單元的驅(qū)動(dòng)輸出桿固連，第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的兩端分別通過球副與傳動(dòng)桿連接板和運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度、多頻率混合形式的運(yùn)動(dòng)輸出，可用于車輛、船舶和飛行器等復(fù)雜的混合動(dòng)力學(xué)環(huán)境模擬。
【專利說明】
一種可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是一種并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車、航空航天、國防軍工等事業(yè)的發(fā)展，對(duì)相關(guān)設(shè)備提出來更高的要求。在設(shè)備研發(fā)和制造過程中，需要進(jìn)行動(dòng)力學(xué)環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)。并聯(lián)機(jī)構(gòu)因其精度高，承載能力強(qiáng)，占用空間小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用與設(shè)備振動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)。目標(biāo)設(shè)備一般處于常規(guī)的低頻高幅運(yùn)動(dòng)和高頻振動(dòng)混合輸出的環(huán)境中，且各個(gè)目標(biāo)設(shè)備需要的振動(dòng)自由度性質(zhì)往往不同，現(xiàn)有的單一驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)并不能提供如此復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，為了使目標(biāo)設(shè)備動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)更真實(shí)，找到一種可變結(jié)構(gòu)且實(shí)現(xiàn)高低頻混合輸出的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)臺(tái)十分必要。
[0003]公開號(hào)為CN104458169A的專利提出了一種高低頻復(fù)合驅(qū)動(dòng)并聯(lián)二維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，該發(fā)明只能進(jìn)行二維轉(zhuǎn)動(dòng)，且工作空間受約束分支的限制；公開號(hào)為CN104390755A的專利提出了一種高低頻復(fù)合驅(qū)動(dòng)并聯(lián)三自由度運(yùn)動(dòng)臺(tái)，該發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)高低頻運(yùn)動(dòng)輸出，并可以進(jìn)行大范圍調(diào)姿，但復(fù)合驅(qū)動(dòng)單元和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)臺(tái)之間只用一傳動(dòng)支桿連接，剛度要求高，承載難以保證;公開號(hào)為CN104308838A的專利提出了一種高低頻復(fù)合驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)臺(tái)，該發(fā)明需要添加十二個(gè)驅(qū)動(dòng)，少自由度平臺(tái)需要更少的驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單，節(jié)約能耗。以上提到的這三個(gè)專利在構(gòu)型確定后，自由度性質(zhì)唯一確定，不能通過改變結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更多的自由度性質(zhì)，為平臺(tái)的使用提供更多的可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多自由度、多頻率混合運(yùn)動(dòng)輸出的可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型主要包括運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)、基礎(chǔ)框架以及三條結(jié)構(gòu)相同的雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈;所述雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動(dòng)閉環(huán)單元串聯(lián)組成;所述雙輸入閉環(huán)單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱、高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、高頻曲柄、中間滑塊、驅(qū)動(dòng)輸出桿、低頻直線電機(jī)和三角安裝座，其中，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱固定在基礎(chǔ)框架的外端，三角安裝座固定在基礎(chǔ)框架的內(nèi)端，高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱上，高頻曲柄與高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸端連接，中間滑塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)副一與高頻曲柄連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿一端通過移動(dòng)副與中間滑塊連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副二與低頻直線電機(jī)的動(dòng)子連接，低頻直線電機(jī)設(shè)在三角安裝座上，雙輸入閉環(huán)單元形成包括三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)移動(dòng)副的下閉環(huán)平面五桿機(jī)構(gòu);所述傳動(dòng)閉環(huán)單元包括第一傳動(dòng)桿、第二傳動(dòng)桿和傳動(dòng)桿連接板，傳動(dòng)閉環(huán)單元底部通過傳動(dòng)桿連接板與上述雙輸入閉環(huán)單元的驅(qū)動(dòng)輸出桿固連，第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動(dòng)桿連接板連接，該第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)連接，上述傳動(dòng)閉環(huán)單元與運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)共同形成上閉環(huán)機(jī)構(gòu)。
[0007]所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一球副、第二球副用萬向副替換。
[0008]所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且上閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈平行四邊形布置。
[0009]所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且上閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈平面等腰梯形布置。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、分支的可變結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)輸出平臺(tái)不同的自由度特性。
[0012]2、采用高低頻雙重驅(qū)動(dòng)，可以更真實(shí)模擬車輛、船舶和飛行器等復(fù)雜的混合動(dòng)力學(xué)環(huán)境。
[0013]3、分支采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，受力性能好且承載能力強(qiáng)。
[0014]4、機(jī)構(gòu)輸入驅(qū)動(dòng)數(shù)多于輸出平臺(tái)自由度數(shù)，增大了機(jī)構(gòu)的工作空間，提高了機(jī)構(gòu)的適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的立體示意簡(jiǎn)圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中雙輸入閉環(huán)單元的立體示意簡(jiǎn)圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中傳動(dòng)閉環(huán)單元的立體示意簡(jiǎn)圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的立體示意簡(jiǎn)圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2中傳動(dòng)閉環(huán)單元的立體示意簡(jiǎn)圖；
[0020]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例3的傳動(dòng)閉環(huán)單元的立體示意簡(jiǎn)圖。
[0021 ]圖中:1、基礎(chǔ)框架;2、轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱;3、高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī);4、高頻曲柄;5、中間滑塊；
6、驅(qū)動(dòng)輸出桿;7、低頻直線電機(jī);8、三角安裝座;9、傳動(dòng)桿連接板;1、第一傳動(dòng)桿;11、第二傳動(dòng)桿;12、運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]在圖1、圖2和圖3所示的可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)示意圖中，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱2固定在基礎(chǔ)框架I的外端，三角安裝座8固定在基礎(chǔ)框架的內(nèi)端，高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)3設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱上，高頻曲柄4與高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸端連接，中間滑塊5通過轉(zhuǎn)動(dòng)副一與高頻曲柄連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿6—端通過移動(dòng)副與中間滑塊連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副二與低頻直線電機(jī)7的動(dòng)子連接，低頻直線電機(jī)與三角安裝座固連;傳動(dòng)閉環(huán)單元底部通過傳動(dòng)桿連接板9與上述驅(qū)動(dòng)輸出桿固連，第一傳動(dòng)桿10和第一傳動(dòng)桿11的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動(dòng)桿連接板連接，該第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)12連接，上述第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且該傳動(dòng)閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈平行四邊形布置。
[0024]實(shí)施例2
[0025]如圖4和圖5所示，第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且該傳動(dòng)閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈等腰梯形布置，其它構(gòu)件和連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。
[0026]實(shí)施例3
[0027]如圖6所示，第一傳動(dòng)桿10和第一傳動(dòng)桿11的下端分別通過第一萬向副、第二萬向副與傳動(dòng)桿連接板連接，其它構(gòu)件和連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)，它包括運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)、基礎(chǔ)框架以及三條構(gòu)造形式相同的雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈，其特征在于:所述雙輸入混聯(lián)運(yùn)動(dòng)鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動(dòng)閉環(huán)單元串聯(lián)組成;所述雙輸入閉環(huán)單元包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱、高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、高頻曲柄、中間滑塊、驅(qū)動(dòng)輸出桿、低頻直線電機(jī)和三角安裝座，轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱固定在基礎(chǔ)框架的外端，三角安裝座固定在基礎(chǔ)框架的內(nèi)端，高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)安裝立柱上，高頻曲柄與高頻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸端連接，中間滑塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)副一與高頻曲柄連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿一端通過移動(dòng)副與中間滑塊連接，驅(qū)動(dòng)輸出桿另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副二與低頻直線電機(jī)的動(dòng)子連接，低頻直線電機(jī)設(shè)在三角安裝座上，上述雙輸入閉環(huán)單元形成包含三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)移動(dòng)副的下閉環(huán)平面五桿機(jī)構(gòu);所述傳動(dòng)閉環(huán)單元包括第一傳動(dòng)桿、第二傳動(dòng)桿和傳動(dòng)桿連接板，傳動(dòng)閉環(huán)單元底部通過傳動(dòng)桿連接板與上述雙輸入閉環(huán)單元的驅(qū)動(dòng)輸出桿固連，第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動(dòng)桿連接板連接，該第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)連接，上述傳動(dòng)閉環(huán)單元與運(yùn)動(dòng)輸出平臺(tái)共同形成上閉環(huán)機(jī)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)，其特征在于:所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一球副、第二球副用萬向副替換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)，其特征在于:所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且上閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈平行四邊形布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變結(jié)構(gòu)的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)，其特征在于:所述傳動(dòng)閉環(huán)單元的第一傳動(dòng)桿和第二傳動(dòng)桿長(zhǎng)度相等，且上閉環(huán)機(jī)構(gòu)在初始位姿下呈平面等腰梯形布置。
【文檔編號(hào)】G01M7/06GK205642783SQ201620382416
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】趙鐵石, 陳宇航, 宋曉鑫, 田昕
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)