[發明專利]六自由度伺服加載試驗裝置及其位姿控制方法

有效

• 申請號: 202010162997.6
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111458117B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 仇映輝
• 申請（專利權）人: 長沙天映航空裝備有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/02
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本發明公開了一種六自由度伺服加載試驗裝置及其位姿控制方法，裝置包括機架、靜平臺、底托、動平臺和夾具；動平臺包括加載框架和多組作動組件，作動組件為三角組件，包括連接軸、一對鉸接座和一對伸縮構件，兩伸縮構件的一端鉸接于同一連接軸上、另一端分別與對應的鉸接座鉸接，各組作動組件分別以其連接軸連接于加載框架的內表面；靜平臺裝配于外框內、位置可調，底托裝配于外框底部外，動平臺以加載框架置于底托上、內端通過各鉸接座與外框可拆卸連接；調節靜平臺在外框內位置至與試件規格相應，試件安裝于夾具上與夾具圍成密閉腔，夾具的一端與靜平臺相連、另一端與動平臺相連，各作動組件協同工作調節位姿加載。

技術領域

本發明屬于六自由度加載試驗裝備領域，特別是涉及一種六自由度伺服加載試驗裝置及其位姿控制方法。

背景技術

我國并聯機器人出現的較晚,起先出現在引進的6-DOF飛行模擬器上。我國民航于1975年引進Beoing707,1988年引進MD-82飛機飛行模擬器,1992年引進Beoing737和757飛機飛行模擬器,近年來還引進了最新的Beoing777飛機飛行模擬器,都用于民航飛行員的培訓。1984年北京航空模擬器技術聯合開發公司按照航空部“七五”預研課題計劃,開始研制6-DOF并聯式飛行模擬器,三年后研制成功?，F在該公司正進行國內生產機型的飛機飛行模擬器的研制與

生產。近幾年來我國的一些高等院校和科研院所也相繼投入人力物力。在微動器或稱作微動機構研究方面,楊宜民教授等研制出仿生型直線驅動器,哈爾濱工業大學研制成了壓電陶瓷驅動的6-DOF并聯微動機器人,其重復精度可達20納米；北京航空航天大學機器人所在自然科學基金資助下提出了用于微動操作的由兩個3-DOF并聯機構串聯而成“串并聯”機構以及PP-R-S型并聯機構微動機器人等；燕山大學1994年研制了基于并聯機構的誤差補償器,將其安裝于機器人手腕處可以補償手臂的誤差；陳墾、李嘉等研究分析了6-PSS型6-DOF并聯微

操作手的運動學和工作空間。另外天津大學與天津第一機床廠聯合研制了九桿三自由度并聯機床Linapod，沈陽自動化所研制了五自由度并聯機床樣機，哈爾濱工業大學和東北大學分別研制了以Stewart平臺為原型的6-DOF并聯機床的樣機和帶有平行機構的三自由度Stewart并聯機床樣機,燕山大學也在這方面作了一些基礎性工作。1999年6月在清華大學召開了我國第一屆并聯機器人與并聯機床設計理論與關鍵技術研討會，對并聯機床的發展現狀,未來趨勢以及亟待解決的問題進行了研討,對并聯機床在我國的發展起到了一定的促進作用。由國防科技大學和香港科技大學聯合研制的銀河一2000虛擬軸機床是一種并聯式六自由度機床，是由傳統并聯機床發展而來的,在保持原并聯機構的諸多優點,如高剛度,高精度和高的運動速度外,用變異機構擴大了機床的運動范圍。2005年哈爾濱工業大學流體傳動于控制研究所與武漢719研究所研制了一種六自由度航海模擬器，用于訓練潛艇駕乘人員和檢測各種儀表的性能。

而已有的六自由度并聯機器人只能進行小載荷加載，并且是通過位移控制加載，所得各項參數與加載位移之間的關系不夠直觀。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種通過施加力的方式進行控制并能實現大載荷加載的六自由度伺服加載試驗裝置。

本發明提供的這種六自由度伺服加載試驗裝置，包括機架、靜平臺、底托、動平臺和夾具；動平臺包括加載框架和多組作動組件，作動組件為三角組件，包括連接軸、一對鉸接座和一對伸縮構件，兩伸縮構件的一端鉸接于同一連接軸上、另一端分別與對應的鉸接座鉸接，各組作動組件分別以其連接軸連接于加載框架的內表面；靜平臺裝配于外框內、位置可調，底托裝配于外框底部外，動平臺以加載框架置于底托上、內端通過各鉸接座與外框可拆卸連接；調節靜平臺在外框內位置至與試件規格相應，試件安裝于夾具上與夾具圍成密閉腔，夾具的一端與靜平臺相連、另一端與動平臺相連，各作動組件協同施力以調節位姿加載。