[發明專利]一種基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺

在審

• 申請號: 201710616698.3
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107314091A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 解志杰;王非;張傳偉;古樂;王黎欽;鄭德志;趙小力
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16H37/12
• 分類號: F16H37/12;F16M11/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 范光曄

技術領域

本發明涉及一種基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺，屬于電動六自由度運動平臺技術領域。

背景技術

電動六自由度平臺在空間運動模擬上具有高度的自由性，能夠完成較大范圍內的工作要求，并且在性能方面具有剛度大、體積小、運動精度高、易于反饋控制、結構簡單和便于維護等諸多優點，可廣泛應用到各種訓練模擬器如軍事武器、交通工具和防災娛樂模擬設施上，目前國內加工制造業中的六自由度機構主要有各種并聯機床和靈巧機器人。

近年來隨著控制技術的不斷發展，電動六自由度運動平臺已成為空間動態模擬裝置載荷較小時的首選方案。但是由于受到傳統驅動部件滾珠絲杠的性能限制，大載荷六自由度運動系統仍然以液壓驅動型為主。由于液壓系統不可避免地存在滴、漏、冒油的問題，對于整體的密封有很嚴格的要求，并且由于液壓元件數量多、體積大，導致其工作環境適應性差，整體體積大，可靠性低。區別于電機驅動的六自由度運動平臺，液壓驅動的運動平臺的剛度、響應等性能都較差。針對大承載能力的電動六自由度系統，目前僅僅只是在結構上有增加氣缸，但是其實際效果并不理想。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，進而提供一種基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺，包括：上運動平臺、六個上平臺虎克鉸鏈、六根運動平臺支腿、六個下平臺虎克鉸鏈和固定下平臺，所述上運動平臺的下端均布有六個上平臺虎克鉸鏈，固定下平臺的上端均布有六個下平臺虎克鉸鏈，上下對應的每一對上平臺虎克鉸鏈和下平臺虎克鉸鏈之間連接有一根運動平臺支腿。

所述運動平臺支腿包括下平臺虎克鉸鏈支腿、大齒輪軸承端蓋、減速器箱體、大齒輪、大齒輪軸、大齒輪軸承透蓋、支撐座外筒、支撐座透蓋、絲杠軸承座套筒、行星滾柱絲杠壓板、行星滾柱絲杠螺母、推桿、支腿外筒、導軌端蓋、行星滾柱絲杠軸、上平臺虎克鉸鏈支腿、小齒輪端蓋、小齒輪、小齒輪軸、平鍵、小齒輪透蓋、電機和行星滾柱絲杠滾柱，所述支腿外筒的上端連接有導軌端蓋，支腿外筒的下端與絲杠軸承座套筒的上端相連接，絲杠軸承座套筒的下端與支撐座透蓋的上端相連接，支撐座透蓋的下端與支撐座外筒的上端相連接，支撐座外筒的下端與減速器箱體的上端之間連接有大齒輪軸承透蓋，減速器箱體的下端固定有大齒輪軸承端蓋，大齒輪軸承端蓋的下端固定有下平臺虎克鉸鏈支腿，行星滾柱絲杠螺母設置在支腿外筒內，推桿的下端與行星滾柱絲杠螺母的上端固定連接，推桿的上部與導軌端蓋滑動連接，推桿的頂部固定有上平臺虎克鉸鏈支腿，行星滾柱絲杠軸的上部設置在推桿內，大齒輪軸的上端與行星滾柱絲杠軸的下端相連接，行星滾柱絲杠軸與行星滾柱絲杠螺母之間設有行星滾柱絲杠滾柱，行星滾柱絲杠螺母的下端設有行星滾柱絲杠壓板，大齒輪軸上設有大齒輪，減速器箱體一側的下端固定有小齒輪端蓋，減速器箱體的一側上端固定有電機，電機與減速器箱體之間設有小齒輪透蓋，電機的輸出軸與小齒輪軸相連接，電機的輸出軸與小齒輪軸之間設有平鍵，小齒輪軸上固定有小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合。

本發明的主要優點是：基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺和普通電動六自由度運動平臺相比，其承載能力、工作空間更大，與普通液壓驅動的六自由度運動平臺相比，其響應速度更快、響應精度更高、平臺剛度更好。總體來說，本發明大幅提高了六自由度運動平臺的承載能力、剛度和抗沖擊能力。

附圖說明

圖1為基于行星滾柱絲杠的電動六自由度運動平臺整體結構圖。

圖2為六自由度運動平臺單根支腿裝配圖。

圖3為圖2中的A處放大圖。

圖4為行星滾柱絲杠軸和絲杠軸承座套筒的連接關系示意圖。

圖5為減速器箱體內部部件及電機的位置關系示意圖。

圖6為導軌端蓋的示意圖。

圖中的附圖標記：1為上運動平臺，2為上平臺虎克鉸鏈，3為運動平臺支腿，4為下平臺虎克鉸鏈，5為固定下平臺，6為下平臺虎克鉸鏈支腿，7為大齒輪軸承端蓋，8為減速器箱體，9為大齒輪，10為大齒輪軸，11為大齒輪軸承透蓋，12為支撐座外筒，13為支撐座透蓋，16為絲杠軸承座套筒，15為行星滾柱絲杠壓板，16為行星滾柱絲杠螺母，17為推桿，18為支腿外筒，19為導軌端蓋，20為行星滾柱絲杠軸，21為上平臺虎克鉸鏈支腿，22為小齒輪端蓋，23為小齒輪，24為小齒輪軸，25為平鍵，26為小齒輪透蓋，27為電機，28為行星滾柱絲杠滾柱，29為J型密封圈，30為O型密封圈一，31為O型密封圈二。