[發明專利]氣動混聯機構的三自由度運動模擬器

無效

• 申請號: 200910082464.0
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101537621A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 彭光正;張宏立;申珉珉;范偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

1.氣動混聯機構的三自由度運動模擬器，其特征在于：包括一個氣動人工肌肉驅動的兩自由度空間并聯機構和一個由氣缸驅動的行程可測的串聯機構組成和氣動控制機構；驅動方式采用氣缸和氣動人工肌肉混合驅動；其中，空間并聯機構由第一角度傳感器、第二角度傳感器、十字軸、胡克鉸、氣動人工肌肉、上平臺和下平臺組成；下平臺設計成草帽形狀，上平臺和下平臺頂部之間采用胡克鉸聯接，用于實現并聯機構的兩個轉動自由度；串聯機構由氣缸、底座、直線軸承、導軌和法蘭組成，其中氣缸的伸縮量能夠實現模擬器整體上下運動的自由度；串聯機構通過螺紋同并聯機構的下平臺聯接；氣動控制機構包括四個電氣比例閥和一個比例方向控制閥，用于實現三自由度運動模擬器的伺服控制；所述人工肌肉有四根，由柔性鋼絲聯接在上平臺和下平臺之間；四根導軌垂直安裝底座上，第一角度傳感器和第二角度傳感器安裝在胡克鉸的十字軸上；并聯機構的上平臺具有繞X軸和繞Y軸的兩個轉動自由度，這兩個獨立的轉動自由度各自使用一對氣動人工肌肉對拉來實現，其轉動角度分別可由安裝在胡克鉸十字軸上的第一角度傳感器和第二角度傳感器測得；四根導軌用于防止并聯機構整體沿氣缸軸向轉動和在氣動肌肉未充氣時給上平臺提供支撐力；工作時，先給四根氣動人工肌肉充氣預緊，再讓氣缸升高至所需位置，使上平臺與四根導軌脫離接觸，保證了上平臺的轉動空間；通過控制氣缸行程可以使并聯機構整體實現升降，分別控制四根氣動肌肉的收縮或伸長實現并聯機構上平臺轉動；并聯機構升降時，其下平臺通過直線軸承在導軌上滑動。

2.如權利要求1所述的氣動混聯機構的三自由度運動模擬器，其特征在于：所述氣動控制機構的四個電氣比例閥用于驅動四根氣動人工肌肉，通過控制氣動人工肌肉的腔內壓力并利用第一角度傳感器和第二角度傳感器反饋運動模擬器繞X軸和Y軸的角度信號來實現氣動人工肌肉的位置伺服控制；所述的比例方向控制閥用于驅動氣缸，通過控制流入氣缸的流量并利用氣缸的反饋位移來實現氣缸的位置伺服控制。

3.如權利要求1所述的氣動混聯機構的三自由度運動模擬器，其特征在于：所述胡克鉸包括十字軸和四個L形狀的塊，這四個塊與十字軸用軸承聯接，實現并聯機構上平臺的轉動帶動十字軸的轉動。