[發(fā)明專利]一種柔性六自由度平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011186480.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112197128B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨海平;謝建華;王豫平;錢(qián)榮盛;巢雁楠;章宇乾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州固立高端裝備創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/12
• 分類號(hào): B25J9/12;F16M11/12;F16M11/18;A63J25/00;G09B9/08;G09B9/04
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本發(fā)明屬于多自由度柔性平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種柔性六自由度平臺(tái)，包括可拆卸連接的上平臺(tái)和下平臺(tái)，所述下平臺(tái)包括底座和通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座上的安裝板，所述安裝板能夠在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下在底座上進(jìn)行左右平移、前后平移及偏航運(yùn)動(dòng)，所述上平臺(tái)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝板上，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)在安裝板上進(jìn)行前后俯仰、左右搖擺及上下升降運(yùn)動(dòng)，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括三套驅(qū)動(dòng)組件，其中兩套驅(qū)動(dòng)組件平行設(shè)置，另外一套驅(qū)動(dòng)組件與上述兩套平行設(shè)置的驅(qū)動(dòng)組件垂直設(shè)置。本發(fā)明不僅具備Stewart平臺(tái)完整的六個(gè)自由度，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)緊湊，空間占用小，易于柔性化組合等特點(diǎn)，具有很大的市場(chǎng)價(jià)值，值得廣泛推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多自由度柔性平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性六自由度平臺(tái)。

背景技術(shù)

六自由度平臺(tái)廣泛應(yīng)用于動(dòng)感飛行影院、飛行模擬器、動(dòng)感艙、車(chē)輛駕駛模擬系統(tǒng)等領(lǐng)域，目前市場(chǎng)上大多數(shù)六自由度平臺(tái)都是基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的，這種并聯(lián)平臺(tái)采用六套同規(guī)格的私服電缸、液壓缸或氣缸首、尾并聯(lián)連接，具有剛性好、帶重負(fù)載能力強(qiáng)、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，從提出至今已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史；Stewart六自由度平臺(tái)剛性好，使其可以以較大的加速度運(yùn)行，而不會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯變形，各結(jié)構(gòu)件受力狀況較好；Stewart平臺(tái)具有帶重負(fù)載能力強(qiáng)的特性，其所載負(fù)載可從幾百公斤至幾十噸的變化，具有串聯(lián)型結(jié)構(gòu)設(shè)備所不具備的優(yōu)勢(shì)；但是，由于其并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)特性，也致使其存在先天的不足，主要有以下幾點(diǎn)：一、平臺(tái)整體所占空間尺寸較大，目前，游樂(lè)設(shè)備行業(yè)及智能制造領(lǐng)域具有往小型化、集成化發(fā)展的傾向，主要體現(xiàn)在，各大游樂(lè)設(shè)備制造商推出以家庭娛樂(lè)中心(FEC)的創(chuàng)新型產(chǎn)品作為企業(yè)的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，智能制造領(lǐng)域，在滿足現(xiàn)有的工業(yè)化需求的前提下，各大智能制造商都在積極探索消費(fèi)級(jí)工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新型研發(fā)，而這一切都對(duì)設(shè)備的小型化、集成化提出了更高的要求，Stewart平臺(tái)由于其占用的過(guò)大擺放空間，大大限制了其進(jìn)一步應(yīng)用；二、設(shè)備及相關(guān)零配件重復(fù)利用率低，由于Stewart平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特性，其主要驅(qū)動(dòng)部件往往專機(jī)專用、當(dāng)外部參數(shù)出現(xiàn)較大調(diào)整或者客戶需求出現(xiàn)變更時(shí)，Stewart平臺(tái)及其相關(guān)零部件往往要重新設(shè)計(jì)、采購(gòu)，這將造成極大的資源浪費(fèi)；三、柔性化設(shè)計(jì)程度低，Stewart平臺(tái)的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)首、尾并聯(lián)連接，具有六個(gè)自由度，這種特性致使其柔性化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)非常困難，設(shè)計(jì)者很難按照客戶的需求只定制六個(gè)自由度中的某幾個(gè)自由度，制造商針對(duì)客戶的這種需求，往往也只能重新修改設(shè)計(jì)，造成企業(yè)的人力資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷與不足，提供了一種柔性六自由度平臺(tái)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，空間占用小，易于柔性化組合等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種柔性六自由度平臺(tái)，包括可拆卸連接的上平臺(tái)和下平臺(tái)，所述下平臺(tái)包括底座和通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座上的安裝板，所述安裝板能夠在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下在底座上進(jìn)行左右平移、前后平移及偏航運(yùn)動(dòng)，所述上平臺(tái)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝板上，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)在安裝板上進(jìn)行前后俯仰、左右搖擺及上下升降運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括三套驅(qū)動(dòng)組件，其中兩套驅(qū)動(dòng)組件平行設(shè)置，另外一套驅(qū)動(dòng)組件與上述兩套平行設(shè)置的驅(qū)動(dòng)組件垂直設(shè)置。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括正交布置的橫向?qū)к壗M件和縱向?qū)к壗M件，以及設(shè)置在橫向?qū)к壗M件上的轉(zhuǎn)軸組件，所述縱向?qū)к壗M件安裝在底座上，所述轉(zhuǎn)軸組件連接安裝板。

優(yōu)選的，所述縱向?qū)к壗M件包括通過(guò)聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接的滾珠絲桿，所述滾珠絲桿上設(shè)有縱向滑塊，所述橫向?qū)к壗M件包括設(shè)置在縱向滑塊上的橫向?qū)к墸鲛D(zhuǎn)軸組件包括設(shè)置在橫向?qū)к壣系霓D(zhuǎn)軸和圓錐滾子軸承。

優(yōu)選的，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括三套電缸組件，所述上平臺(tái)與安裝板之間還設(shè)有固定平衡架組件和活動(dòng)平衡架組件。

優(yōu)選的，所述電缸組件、固定平衡架組件和活動(dòng)平衡架組件均包括缸體和活塞桿，所述缸體和活塞桿形成圓柱副，所述活塞桿既可以在缸體內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向伸縮運(yùn)動(dòng)，也可以繞著缸體軸向?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。