一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別是一種并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛在行駛過程中受路面不平度的影響，會(huì)產(chǎn)生車身垂向、側(cè)傾和俯仰等多維度的復(fù)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(chǎn)生的多維振動(dòng)會(huì)對(duì)易碎、精密物品的運(yùn)輸和需要調(diào)姿的車載設(shè)備造成嚴(yán)重的影響。另外，艦船在海上航行時(shí)，由于受到天氣和海浪影響，會(huì)引起六自由度的運(yùn)動(dòng):橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩，同時(shí)由于海浪或自身柴油機(jī)的影響會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這些不必要的運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)會(huì)給艦船上設(shè)備安全工作、武器發(fā)射精度、直升機(jī)起降安全以及船員工作生活等多方面帶來嚴(yán)重影響。
[0003]針對(duì)上述這些問題，提出一種具備調(diào)姿隔振功能的平臺(tái)顯得尤為必要。近幾年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)穩(wěn)定平臺(tái)及多維隔振平臺(tái)開始了廣泛的研究。中國專利201210154506.9提出了一種6PSS并聯(lián)運(yùn)動(dòng)模擬臺(tái)，由動(dòng)平臺(tái)、基座以及連接動(dòng)平臺(tái)與基座間的六條相同的PSS運(yùn)動(dòng)分支組成，此發(fā)明占用體積小、能承受重載，但沒有多維隔振功能，且其工作空間較小。中國專利201510324022.8提出了一種3PRS+6SPS并聯(lián)調(diào)姿隔振復(fù)合平臺(tái)，由動(dòng)平臺(tái)、機(jī)架以及連接動(dòng)平臺(tái)與機(jī)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(fā)明兼具調(diào)整工作平臺(tái)姿態(tài)和多維隔離振動(dòng)兩種功能，但其為三自由度且工作空間小。中國專利201420687868.9提出了一種三自由度移動(dòng)式升降平臺(tái)，通過前后滑移平臺(tái)、左右滑移平臺(tái)和剪叉升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的移動(dòng)，此發(fā)明有較大的承載能力，但其不具備轉(zhuǎn)動(dòng)自由度且沒有多維隔振功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種工作空間大，占用體積小，承載能力強(qiáng)，同時(shí)具有較大剛度的一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明主要包括基座、六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元、三條結(jié)構(gòu)相同的塔形伸縮分支、三個(gè)隔振器、助力彈簧和動(dòng)平臺(tái)；所述六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元由帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪和六個(gè)帶有小齒輪驅(qū)動(dòng)的滑塊組成，帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪固連在基座中心，中心齒輪的環(huán)形導(dǎo)軌上設(shè)有六個(gè)帶有小齒輪驅(qū)動(dòng)的滑塊，小齒輪與中心齒輪通過輪齒相嚙合;所述塔形伸縮分支由兩個(gè)閉環(huán)連桿和平面剪叉機(jī)構(gòu)組成，該塔形伸縮分支平面剪叉機(jī)構(gòu)下端的兩個(gè)塔腳分別通過球鉸與環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的兩相鄰滑塊連接，該塔形伸縮分支的上端為連接兩閉環(huán)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸通過萬向鉸與隔振器的一端連接，該隔振器的另一端與動(dòng)平臺(tái)固連;所述助力彈簧下端固連在基座上，其上端為自由端。
[0007]所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的中心齒輪為內(nèi)齒輪或外齒輪。
[0008]所述塔形伸縮分支中平面剪叉機(jī)構(gòu)的剪叉轉(zhuǎn)軸將剪叉連桿分成下長(zhǎng)上短兩部分，兩個(gè)閉環(huán)連桿的一端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與剪叉連桿的短端連接，其另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在一起，兩個(gè)剪叉連桿上部分和兩個(gè)閉環(huán)連桿構(gòu)成菱形，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與剪叉轉(zhuǎn)軸平行。這種下長(zhǎng)上短的剪叉連桿機(jī)構(gòu)保證了分支在輸出力很大時(shí)輸入力較小，從而減輕了驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，使得整體承載能力增大，剛度得到改善。同時(shí)塔形伸縮分支是雙輸入單輸出的，不同于傳統(tǒng)的兩腳一端固定一端滑動(dòng)的單輸入單輸出的剪叉機(jī)構(gòu)。雙輸入單輸出的塔形伸縮機(jī)構(gòu)由于分支短行程長(zhǎng)，在空間受限的并聯(lián)機(jī)構(gòu)有很好的應(yīng)用前景。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、塔形伸縮分支可以使動(dòng)平臺(tái)在不工作時(shí)降到很低的位置，減少了整體占用體積，同時(shí)此機(jī)構(gòu)具有很大的調(diào)姿空間，彌補(bǔ)了現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間不足的問題。
[0011]2、六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的環(huán)形布置，增加了機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)自由度，增強(qiáng)了機(jī)構(gòu)的調(diào)姿功能。
[0012]3、塔形伸縮分支保證了分支在輸出力很大的情況下輸入力較小，這樣不僅減輕了驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷，而且增加了機(jī)構(gòu)的整體剛度，提高了承載能力。
[0013]4、通過隔振器的隔振作用，可以降低從基座傳到動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)，使動(dòng)平臺(tái)免受振動(dòng)的干擾。
[0014]5、動(dòng)平臺(tái)處于低位時(shí)，助力彈簧自由端與動(dòng)平臺(tái)接觸產(chǎn)生彈力，抵消了動(dòng)平臺(tái)部分自重，從而使得平臺(tái)在開始工作瞬間只需要較小的驅(qū)動(dòng)力便可啟動(dòng)，工作時(shí)動(dòng)平臺(tái)與助力彈簧脫離，不受助力彈簧約束。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的立體示意簡(jiǎn)圖。
[0016]圖2是本發(fā)明動(dòng)平臺(tái)降到最低位的示意簡(jiǎn)圖。
[0017]圖中:1、基座；2、中心齒輪;3、小齒輪;4、滑塊;5、球鉸;6、塔形伸縮分支；7、萬向鉸;8、隔振器;9、動(dòng)平臺(tái)；10、助力彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1所示的含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)示意圖中，帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪2為外齒輪，該中心齒輪固連在基座I中心，上述中心齒輪的環(huán)形導(dǎo)軌上設(shè)有六個(gè)帶有小齒輪3驅(qū)動(dòng)的滑塊4，小齒輪與中心齒輪通過輪齒相嚙合;三條結(jié)構(gòu)相同的塔形伸縮分支6由兩個(gè)閉環(huán)連桿和平面剪叉機(jī)構(gòu)組成，分支中平面剪叉機(jī)構(gòu)的剪叉轉(zhuǎn)軸將剪叉連桿分成下長(zhǎng)上短兩部分，兩個(gè)閉環(huán)連桿的一端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與剪叉連桿的短端連接，其另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在一起，兩個(gè)剪叉連桿上部分和兩個(gè)閉環(huán)連桿構(gòu)成菱形，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與剪叉轉(zhuǎn)軸平行;該塔形伸縮分支平面剪叉機(jī)構(gòu)下端的兩個(gè)塔腳分別通過球鉸5與環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的兩相鄰滑塊連接，該塔形伸縮分支的上端為連接兩閉環(huán)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸通過萬向鉸7與隔振器8的一端連接，該隔振器的另一端與動(dòng)平臺(tái)9固連;助力彈簧10下端固連在基座上，其上端為自由端。
[0019]如圖2所示，動(dòng)平臺(tái)在不工作時(shí)可以降到很低的位置，此時(shí)助力彈簧被壓縮。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)，其特征在于:它包括基座、六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元、三條結(jié)構(gòu)相同的塔形伸縮分支、三個(gè)隔振器、助力彈簧和動(dòng)平臺(tái)；所述六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元由帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪和六個(gè)帶有小齒輪驅(qū)動(dòng)的滑塊組成，帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪固連在基座中心，中心齒輪的環(huán)形導(dǎo)軌上設(shè)有六個(gè)帶有小齒輪驅(qū)動(dòng)的滑塊，小齒輪與中心齒輪通過輪齒相嚙合;所述塔形伸縮分支由兩個(gè)閉環(huán)連桿和平面剪叉機(jī)構(gòu)組成，該塔形伸縮分支平面剪叉機(jī)構(gòu)下端的兩個(gè)塔腳分別通過球鉸與環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的兩相鄰滑塊連接，該塔形伸縮分支的上端為連接兩閉環(huán)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸通過萬向鉸與隔振器的一端連接，該隔振器的另一端與動(dòng)平臺(tái)固連;所述助力彈簧下端固連在基座上，其上端為自由端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)，其特征在于:所述平面剪叉機(jī)構(gòu)的剪叉轉(zhuǎn)軸將剪叉連桿分成下長(zhǎng)上短兩部分，所述兩個(gè)閉環(huán)連桿的一端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與剪叉連桿的短端連接，其另一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接在一起，兩個(gè)剪叉連桿上部分和兩個(gè)閉環(huán)連桿構(gòu)成菱形，上述轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與剪叉轉(zhuǎn)軸平行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)，其特征在于:所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元的中心齒輪為內(nèi)齒輪或外齒輪。
【專利摘要】一種含有塔形伸縮分支的環(huán)形驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)調(diào)姿隔振平臺(tái)，主要包括基座、六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元、三條塔形伸縮分支、助力彈簧和動(dòng)平臺(tái)；所述六滑塊環(huán)形驅(qū)動(dòng)單元由帶有環(huán)形導(dǎo)軌的中心齒輪和六個(gè)帶有小齒輪驅(qū)動(dòng)的滑塊組成，中心齒輪固連在基座上，中心齒輪的環(huán)形導(dǎo)軌上設(shè)有六個(gè)滑塊，小齒輪與中心齒輪嚙合；所述塔形伸縮分支由兩個(gè)閉環(huán)連桿和平面剪叉機(jī)構(gòu)組成，該塔形伸縮分支平面剪叉機(jī)構(gòu)下端的兩個(gè)塔腳分別通過球鉸與兩相鄰滑塊連接，該塔形伸縮分支的上端為連接兩閉環(huán)連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)軸通過萬向鉸與隔振器的一端連接，隔振器的另一端與動(dòng)平臺(tái)固連；所述助力彈簧下端固定，上端自由。本發(fā)明工作空間大，占用體積小，承載能力強(qiáng)。
【IPC分類】B25H1/14, B25J9/00
【公開號(hào)】CN105538292
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610060314
【發(fā)明人】趙鐵石, 宋曉鑫, 楊勇, 趙家梁
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日