[發(fā)明專利]對(duì)缸反向連通驅(qū)動(dòng)雙軸搖擺平臺(tái)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110473136.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113202075B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙鐵石;呂成禎;張奔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J11/00;G09B9/00;G12B5/00;B23Q1/25;B66C23/53;F16M11/00;F15B11/16
• 代理公司: 北京孚睿灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發(fā)明提供一種對(duì)缸反向連通驅(qū)動(dòng)雙軸搖擺運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)，下擺框的兩端與底板通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，搖擺平臺(tái)與下擺框通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線垂直相交，驅(qū)動(dòng)油缸通過萬向鉸與底板連接，缸桿上端通過球鉸與搖擺平臺(tái)連接；四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸以第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線交點(diǎn)為中心對(duì)稱分布，分成兩對(duì)，每對(duì)油缸的上腔和下腔反向連通，并通過伺服閥控制兩個(gè)油缸一推一拉反向運(yùn)動(dòng)。四個(gè)油缸在兩個(gè)輸入信號(hào)控制下實(shí)現(xiàn)兩推兩拉直接驅(qū)動(dòng)搖擺平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙軸搖擺運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明解決了雙軸搖擺平臺(tái)兩缸驅(qū)動(dòng)作用力不對(duì)稱和多缸驅(qū)動(dòng)冗余控制問題，可串聯(lián)移動(dòng)模塊和轉(zhuǎn)動(dòng)模塊構(gòu)成多軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，還可以進(jìn)一步添加克令吊、舷橋和挖機(jī)等構(gòu)成具有補(bǔ)償功能的裝備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)缸反向連通驅(qū)動(dòng)雙軸搖擺平臺(tái)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，各國對(duì)海洋的重視程度越來越高，對(duì)海洋資源的開采方式也越來越多樣化，由于船舶等作業(yè)平臺(tái)在風(fēng)浪涌作用下產(chǎn)生六維搖蕩，這就需要多維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)提供一個(gè)穩(wěn)定的作業(yè)平臺(tái)，保障安全。目前，傳統(tǒng)的六自由度Stewart平臺(tái)應(yīng)用較多，但這種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，工作空間較小，控制復(fù)雜，應(yīng)用中不能承擔(dān)大載荷，特別是重偏載，無法滿足大型大負(fù)載的工作需求。傳統(tǒng)的兩自由度搖擺平臺(tái)多為內(nèi)外框式串聯(lián)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)多為回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)大型化和承受重載；采用直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)或?qū)е买?qū)動(dòng)作用力不對(duì)稱，或?qū)е氯哂囹?qū)動(dòng)，控制困難。

因此，研發(fā)一種結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)對(duì)稱、承載能力強(qiáng)、工作空間大、容易控制，并可進(jìn)一步根據(jù)需求串聯(lián)添加功能的搖擺平臺(tái)系統(tǒng)有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有內(nèi)外框串聯(lián)搖擺平臺(tái)在大型重偏載方面不足，本發(fā)明提出一種對(duì)缸反向連通驅(qū)動(dòng)雙軸搖擺平臺(tái)系統(tǒng)，通過將四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸每兩個(gè)組成一對(duì)并形成對(duì)稱布置，每對(duì)油缸上下腔反向連通，且四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸直接連接底座和搖擺平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了不需要冗余驅(qū)動(dòng)控制，四缸對(duì)稱直接并聯(lián)驅(qū)動(dòng)搖擺平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙軸搖擺運(yùn)動(dòng)，有效解決了現(xiàn)有內(nèi)外框串聯(lián)搖擺平臺(tái)分級(jí)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)承載小剛度差、兩缸直接驅(qū)動(dòng)作用力不對(duì)稱和多缸直接驅(qū)動(dòng)冗余驅(qū)動(dòng)控制困難等問題，特別適用于大型、重偏載運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種對(duì)缸反向連通驅(qū)動(dòng)雙軸搖擺運(yùn)動(dòng)平臺(tái)系統(tǒng)，其包括下擺框、搖擺平臺(tái)、四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸和伺服閥；

所述下擺框的兩端通過第一轉(zhuǎn)動(dòng)副與底板連接，第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線平行于底板平面，所述搖擺平臺(tái)通過第二轉(zhuǎn)動(dòng)副與下擺框連接，第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線垂直并相交，構(gòu)成第一萬向鉸；搖擺平臺(tái)的中心線通過第一萬向鉸的中心且垂直于第一轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線和第二轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線；

所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸的缸筒下端分別通過萬向鉸座與底板連接，四個(gè)萬向鉸座相對(duì)于第一萬向鉸的中心對(duì)稱布置在底板上，所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸的缸桿上端分別通過球鉸與搖擺平臺(tái)連接，且各個(gè)球鉸相對(duì)于所述搖擺平臺(tái)的中心線對(duì)稱布置；所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸包括第一驅(qū)動(dòng)油缸、第二驅(qū)動(dòng)油缸、第三驅(qū)動(dòng)油缸和第四驅(qū)動(dòng)油缸，且對(duì)稱布置的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸組成一對(duì)，所述第一驅(qū)動(dòng)油缸的上腔與所述第三驅(qū)動(dòng)油缸的下腔通過第一油管連通，所述第一驅(qū)動(dòng)油缸的下腔與所述第三驅(qū)動(dòng)油缸的上腔通過第二油管連通，實(shí)現(xiàn)對(duì)缸反向連通；所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的上腔與所述第四驅(qū)動(dòng)油缸的下腔通過第三油管連通，所述第二驅(qū)動(dòng)油缸的下腔與所述第四驅(qū)動(dòng)油缸的上腔通過第四油管連通，實(shí)現(xiàn)對(duì)缸反向連通；

所述伺服閥，包括第一伺服閥和第二伺服閥，所述的第一油管與所述第一伺服閥的A口連通，第二油管與所述第一伺服閥的B口連通，第一伺服閥的P口與液壓油泵連通，第一伺服閥的T口與油箱連通；所述的第三油管與所述第二伺服閥的A口連通，第四油管與所述第二伺服閥的B口連通，第二伺服閥的P口與液壓油泵連通，第二伺服閥的T口與所述油箱連通；第一伺服閥和第二伺服閥控制四個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸通過兩推兩拉直接并聯(lián)驅(qū)動(dòng)搖擺平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙軸搖擺運(yùn)動(dòng)。

可優(yōu)選的是，所述搖擺平臺(tái)上設(shè)有回轉(zhuǎn)平臺(tái)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過第三轉(zhuǎn)動(dòng)副與搖擺平臺(tái)的上平面連接，第三轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線與搖擺平臺(tái)的中心線重合，所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)副通過回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。