[發明專利]六缸驅動三軸轉動平臺

無效

• 申請號: 201010133708.6
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101776197A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 趙鐵石
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F16M11/00
• 分類號: F16M11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于轉動平臺領域，特別涉及一種六缸驅動三軸轉動平臺。

背景技術

近年來，隨著機構學的發展和應用，三自由度轉動平臺得到了廣泛的關注。三軸轉動平臺可作為海洋平臺和運動模擬器，也可作為關節機器人的轉動平臺。與三平移機構及平移和轉動結合起來的空間三自由度機構相比，具有三自由度轉動的機構類型較少。典型的有球面機構3-RRR機構，但其對加工和裝配精度要求較高，否則會發生卡死現象，而且其承載能力和工作空間較小；并聯3-SPS/S機構，中間約束分支含有一個S副，使上平臺能夠實現繞S副的三軸轉動，但要實現繞垂直上平臺的軸轉動時需要較大的驅動力，甚至由于處于奇異位型而難以驅動；專利ZL02153745.3中提出了一種三自由度轉動平臺并聯機器人機構，該機構適用于機器人腕關節，專利ZL200520038772.0提出了一種球面三自由度并聯機構，具有良好的運動學性能，但它們都要求幾個轉動副相交于一點，對加工和裝配精度要求較高；專利ZL02132864.1提出了一種串并聯轉動三自由度機構，該機構適用于要求機構剛度高、截面積小的場合。對于具有三轉動自由度的串聯機構，其承載能力較小，而且動態響應性能較差。因此，在要求有三個轉動自由度、能夠重載并具有良好動態響應性能的轉動平臺時，上述機構構型難以滿足要求。

發明內容

本發明提出一種六缸驅動三軸轉動平臺，可實現繞三個軸的轉動，能夠承受較大的載荷。

本發明所采用的技術方案為：一種六缸驅動三軸轉動平臺，包括下平臺、上平臺、分布周圍的六個驅動分支和中間約束分支；上平臺上設置三個連接塊，每個連接塊上通過兩個驅動分支與所述下平臺連接；所述下平臺通過支撐桿連接支撐臺，所述支撐臺與所述上平臺之間通過第一球鉸連接。所述驅動分支由與連接塊相連的上運動副、與下平臺相連的下運動副、以及由缸筒和連桿構成的移動副組成。

所述上運動副為上萬向鉸，所述下運動副為下球鉸。所述上平臺與第一連接塊構成第一轉動副，所述第一連接塊的兩端分別與兩個驅動分支中的上萬向鉸連接，所述第一轉動副的軸線與所述上萬向鉸中連接到第一連接塊的轉動副軸線平行。所述第一轉動副的軸線與所述上平臺平面平行。

所述上運動副為上萬向鉸，所述下運動副為下球鉸。所述上平臺與第一連接塊構成第一轉動副，所述第一連接塊的兩端分別與兩個驅動分支中的上萬向鉸連接，所述第一轉動副的軸線與所述上萬向鉸中連接到第一連接塊的轉動副軸線平行。所述第一轉動副的軸線與所述上平臺平面垂直。

所述下運動副為下萬向鉸，所述上運動副為上轉動副，所述上平臺通過第二球鉸與第二連接塊連接，所述第二連接塊的兩端分別與兩個驅動分支中的上轉動副連接。

所述第一球鉸和下球鉸可采用軸線相交且不在同一平面內的三個轉動副代替。

所述第一球鉸和第二球鉸采用軸線相交且不在同一平面內的三個轉動副代替。

本發明提供的六缸驅動三軸轉動平臺，充分利用了并聯機構的結構特點，具有較高的動態響應性能。多桿支撐中間約束分支和四周驅動分支中的球鉸S可采用三個軸線順次垂直的轉動副，具有較大的轉動范圍；采用六個驅動副驅動三軸轉動并聯平臺，能夠使上平臺承受重載甚至是超重載；采用連接塊將兩個驅動分支連接，再與上平臺采用運動副相連的結構，能夠減少驅動副輸入誤差對系統控制的影響，創新出了機構六自由度，平臺輸出三自由度的空間并聯機構的新機型。本發明具有結構簡單對稱、在其工作空間內的性能穩定、在承受重載時仍具有較高動態響應性能的優點，在需要三個轉動自由度的一些領域有很好的應用前景。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行進一步詳細具體的說明。

圖1是實施例1的結構示意圖；

圖2是實施例2的結構示意圖；

圖3是實施例3的結構示意圖；

圖4是實施例4的結構示意圖；

圖5是等效球鉸運動副結構示意圖；

圖6是采用等效球鉸運動副的實施例1的結構示意圖；

圖7是采用等效球鉸運動副的實施例2的結構示意圖；

圖8是采用等效球鉸運動副的實施例3的結構示意圖；

圖9是采用等效球鉸運動副的實施例4的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1