[發明專利]一種含有塔形伸縮分支的六自由度并聯調姿隔振平臺

在審

• 申請號: 201610060702.8
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105500348A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 趙鐵石;宋曉鑫;楊勇;趙家梁
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25H1/14
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及一種并聯機構，特別是一種并聯調姿隔振平臺。

背景技術

車輛在行駛過程中受路面不平度的影響，會產生車身垂向、側傾和俯仰等 多維度的復合顛簸。如果車載物品直接與車體剛性連接，車輛在路況較差條件 下行駛產生的多維振動會對易碎、精密物品的運輸和需要調姿的車載設備造成 嚴重的影響。另外，艦船在海上航行時，由于受到天氣和海浪影響，會引起六 自由度的運動：橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩，同時由于海浪或自身 柴油機的影響會產生振動，這些不必要的運動和振動會給艦船上設備安全工作、 武器發射精度、直升機起降安全以及船員工作生活等多方面帶來嚴重影響。

針對上述這些問題，提出一種具備調姿隔振功能的平臺顯得尤為必要。近 幾年來，國內外學者對穩定平臺及多維隔振平臺開始了廣泛的研究。中國專利 201210154506.9提出了一種6PSS并聯運動模擬臺，由動平臺、基座以及連接動 平臺與基座間的六條相同的PSS運動分支組成，此發明占用體積小、能承受重 載，但沒有多維隔振功能，且其工作空間較小。中國專利201510324022.8提出 了一種3PRS+6SPS并聯調姿隔振復合平臺，由動平臺、機架以及連接動平臺與 機架間的三條相同的主支鏈和六條相同的彈性支鏈組成，此發明兼具調整工作 平臺姿態和多維隔離振動兩種功能，但其為三自由度且工作空間小。中國專利 201420687868.9提出了一種三自由度移動式升降平臺，通過前后滑移平臺、左 右滑移平臺和剪叉升降機構實現三個方向的移動，此發明有較大的承載能力， 但其不具備轉動自由度且沒有多維隔振功能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工作空間大，占用體積小，承載能力強，同時 具有較大剛度的一種含有塔形伸縮分支的六自由度并聯調姿隔振平臺。

本發明的技術方案如下：

本發明主要包括基座、三個安裝座、六個結構相同的直線驅動單元、三條 結構相同的塔形伸縮分支、三個隔振器、助力彈簧和動平臺；所述三個安裝座 布置在基座上，每個安裝座上固連兩個直線驅動單元；所述塔形伸縮分支由兩 個閉環連桿和平面剪叉機構組成，該塔形伸縮分支平面剪叉機構下端的兩個塔 腳分別通過球鉸與兩個相鄰的直線驅動單元的滑塊連接，該塔形伸縮分支的上 端為連接兩閉環連桿的轉動副，該轉動副的轉軸通過萬向鉸與隔振器的一端連 接，該隔振器的另一端與動平臺固連；所述助力彈簧下端固連在基座上，其上 端為自由端。

所述塔形伸縮分支中平面剪叉機構的剪叉轉軸將剪叉連桿分成下長上短兩 部分，兩個閉環連桿的一端分別通過轉動副與剪叉連桿的短端連接，其另一端 通過轉動副連接在一起，兩個剪叉連桿上部分和兩個閉環連桿構成菱形，上述 轉動副軸線與剪叉轉軸平行。這種下長上短的剪叉連桿機構保證了分支在輸出 力很大時輸入力較小，從而減輕了驅動負荷，使得整體承載能力增大，剛度得 到改善。同時塔形伸縮分支是雙輸入單輸出的，不同于傳統的兩腳一端固定一 端滑動的單輸入單輸出的剪叉機構。雙輸入單輸出的塔形伸縮機構由于分支短 行程長，在空間受限的并聯機構有很好的應用前景。

所述六個直線驅動單元有四種不同方式：

第一種布置方式：所述安裝座截面為矩形，與同一條塔形伸縮分支相連的 兩個直線驅動單元布置在同一安裝座上，且兩個直線驅動單元的中心線共線； 六個直線驅動單元中心線在同一平面內構成正三角形。

第二種布置方式：所述安裝座截面為等腰三角形，與同一條塔形伸縮分支 相連的兩個直線驅動單元固連在同一安裝座的兩個斜面上，且兩個直線驅動單 元的中心線在同一平面內。

第三種布置方式：所述安裝座截面為直角三角形，其一直角邊所在立面位 于內側，另一直角邊所在底面與基座固連，斜邊所在斜面位于外側，與同一條 塔形伸縮分支相連的兩個直線驅動單元分別固連在相鄰兩安裝座的斜面上。

第四種布置方式：所述安裝座截面為直角三角形，其一直角邊所在立面位 于內側，另一直角邊所在底面與基座固連，斜邊所在斜面位于外側，與同一條 塔形伸縮分支相連的兩個直線驅動單元固連在同一安裝座的斜面上。

本發明與現有的相關技術相比具有如下優點：

1、塔形伸縮分支可以使動平臺在不工作時降到很低的位置，減少了整體占 用體積，同時此機構具有很大的調姿空間，彌補了現有并聯機構工作空間不足 的問題。