[發明專利]低空間雙桿導向式三自由度運動平臺

有效

• 申請號: 201210523635.0
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN102941571A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王傳峰
• 申請（專利權）人: 無錫智航控制技術有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

技術領域

本發明涉及一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，屬于多自由度運動模擬器技術領域。

背景技術

三自由度運動平臺通常指可模擬空間三個自由度的運動平臺，例如模擬在空間Z軸向的平移運動和繞著X、Y軸的旋轉運動。該種平臺在模擬駕駛、影劇院虛擬現實、游戲人機交互、兵器、船舶、航天、航空、電子等國防工業部門和地震、交通等民用工業部門廣泛應用，相對于六自由度運動平臺性價比較高，容易市場推廣，且維護使用成本低，易于應用。

三自由度運動平臺包括三組執行機構，可以采用液壓、氣動或電動方式，結構上分串聯、并聯和混合運動機構，并聯機構平臺具有負荷大、結構剛性好、簡單可靠的特點，隨著現代電力傳動技術的發展，并聯機構平臺逐漸由液壓驅動轉為采用伺服電機電動驅動方式，具有功耗低、低噪音、無污染、精度高、小負荷動態性能高的特點。

傳統并聯三自由度運動平臺典型結構如圖1所示，主要由上剛性平臺、下剛性平臺、三只傾斜向上或垂直的直線執行器（每只執行器上下各設一只鉸鏈與上下平臺連接）、獨立的前后左右和偏航約束機構組成，由于傾斜或垂直安裝的直線執行器每單位直線行程至少需要2倍單位直線行程以上的執行器結構體積，所以傳統并聯三自由度運動平臺垂直方向的空間利用率較低，無法滿足低空間平臺應用。???

但在低位平臺游戲人機交互應用領域，在小高度空間模擬駕駛領域，傳統的一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺因其上下驅動結構特點很難將平臺總高度控制在300mm以下，指承載大于300KG以上，支撐分布圓大于600mm，上下行程大于100mm的運動平臺。目前市場上的產品，其垂直的作動器的設計只能在低運動范圍低速低載荷低精度運行，不能實現連續空間控制，不能滿足高性能低空間三自由度運動平臺需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種垂直方向的空間利用率較高，滿足低空間平臺應用的三自由度運動平臺。

本發明的技術方案是：

一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，包括三組雙桿水平導向式執行器、下平臺剛性結構件、上平臺剛性結構件，每組雙桿水平導向式執行器包括設置在下固定組件上的動力源及其連接的傳動組件，傳動組件兩端分別穿過左軸承及固定式軸承座副、右軸承及固定式軸承座副連接左、右絲桿傳動裝置，左、右絲桿傳動裝置分別包括左絲桿及左絲桿螺母副、右絲桿及右絲桿螺母副，左、右絲桿螺旋方向相反，左絲桿螺母副及右絲桿螺母副上分別連接有左定長桿下鉸鏈和右定長桿下鉸鏈，左定長桿下鉸鏈和右定長桿下鉸鏈分別連接左定長桿和右定長桿的下端，左定長桿和右定長桿的上端通過左定長桿上鉸鏈和右定長桿上鉸鏈連接上固定組件，左絲桿螺母副及右絲桿螺母副的下方分別設置有左導軌滑塊和右導軌滑塊，左導軌滑塊和右導軌滑塊可在下固定組件上設置的左直線導軌和右直線導軌內滑動，

三組雙桿水平導向式執行器安裝并連接支撐上平臺剛性結構件和下平臺剛性結構件。

每組雙桿水平導向式執行器，傳動組件是同步帶同步輪組件或渦輪蝸桿組件或鏈傳動組件或齒輪箱組件。

每組雙桿水平導向式執行器，動力源是電機或液壓馬達或氣動馬達。

每組雙桿水平導向式執行器，定長桿上鉸鏈為分別設置的左定長桿上鉸鏈和右定長桿上鉸鏈。

有益效果：本發明是一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺采用三組雙桿水平導向式執行器驅動，每組雙桿水平導向式執行器是一種下邊長度變化的空間運動梯形，或一種下邊長度變化的空間運動三角形，無論是運動梯形還是運動三角形，利用其下邊水平運動變化的運動特點使得單組雙桿水平導向式執行器垂直空間高度利用率大大提高。這意味著該型三自由度運動平臺可應用在低位、低空間平臺游戲人機交互領域，小高度空間模擬駕駛領域，該型平臺是并聯六自由度運動平臺的衍生簡化機構版本，可以在滿足低空間應用的同時實現高性價比、高精度、大行程、高速度、高加速度、低高度空間的可靠運行。

附圖說明

圖1是現有的三自由度運動平臺示意圖；

圖2是本發明的單組雙桿水平導向式執行器的結構示意圖；

圖3是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。