[實用新型]一種含塔形伸縮分支的三自由度并聯調姿隔振平臺

有效

• 申請號: 201620089086.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN205343114U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 趙鐵石;楊勇;宋曉鑫;祁曉園
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種并聯機構，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，其中橫搖、縱搖和垂蕩三個自由度方向的擾動對艦船影響最大，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，但工作空間小。中國專利201310210861.8提出了一種折疊式五自由度并聯調姿平臺，由上平臺、下平臺和連接兩個平臺的五條驅動分支及一條約束分支組成，此發明占用體積小，調姿空間較大，但承載能力差，剛度低，不具備隔振功能，同時驅動數目多，控制繁瑣。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，但其結構是串聯式的，較為復雜。

實用新型內容

本實用新型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含塔形伸縮分支的三自由度并聯調姿隔振平臺。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型主要包括基座、三個安裝座、三組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；所述三個安裝座固連在基座上，所述直線驅動單元由帶有兩個滑塊的雙直線模組和一個驅動電機組成，雙直線模組固連在安裝座上，驅動電機的輸出軸端與雙直線模組的輸入軸端連接；所述塔形伸縮分支是由兩個閉環連桿和平面剪叉機構組成，該塔形伸縮分支的平面剪叉機構下端的兩個塔腳分別通過第一、第二運動副與雙直線模組的兩個滑塊連接，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第三萬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，所述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中有很好的應用前景。

所述第一、第二運動副為第一、第二萬向鉸或第一、第二球鉸，所述第一、第二萬向鉸的第一轉動軸線共線且與基座平面平行，第一、第二萬向鉸的第二轉動軸線與第一轉動軸線垂直且與可變角形分支平面垂直。

所述帶有兩個滑塊的雙直線模組通過一個驅動電機驅動，雙直線模組的兩個滑塊沿著滑動中心線以相同的速率相互靠近或相互遠離。

所述安裝座和直線驅動單元有四種布置方式：

第一種布置方式：所述安裝座截面為矩形，每組直線驅動單元的雙直線模組固連在同一安裝座上，且雙直線模組兩個滑塊的滑動中心線共線。

當按第一種方式布置時，雙直線模組的兩個滑塊可以由同一個具有左右旋螺紋的螺桿驅動，同樣能夠實現兩個滑塊以相同的速率相互靠近或相互遠離。

第二種布置方式：所述安裝座截面為等腰梯形，每組直線驅動單元的雙直線模組固連在同一安裝座的兩個斜面上，且雙直線模組兩個滑塊的滑動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梯形，其下底所在底面與基座固連，直角腰所在立面位于內側、斜腰所在斜面位于外側，每組直線驅動單元的雙直線模組固連在相鄰兩個安裝座的斜面上，且同一個安裝座上相鄰的雙直線模組滑塊的滑動中心線平行。