一種可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺的制作方法
【專利摘要】一種可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺，其主要包括運動輸出平臺、基礎框架以及三條構造形式相同的雙輸入混聯(lián)運動鏈，運動輸出平臺通過三條雙輸入混聯(lián)運動鏈與基礎框架相連，所述雙輸入混聯(lián)運動鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動閉環(huán)單元串聯(lián)組成，雙輸入閉環(huán)單元一端與基礎框架連接，構成包含三個轉動副和兩個移動副的下閉環(huán)平面五桿機構，傳動閉環(huán)單元底部通過傳動桿連接板與雙輸入閉環(huán)單元的驅動輸出桿固連，第一傳動桿和第二傳動桿的兩端分別通過球副與傳動桿連接板和運動輸出平臺連接。本實用新型能夠實現(xiàn)多自由度、多頻率混合形式的運動輸出，可用于車輛、船舶和飛行器等復雜的混合動力學環(huán)境模擬。
【專利說明】
一種可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種并聯(lián)機構，特別是一種并聯(lián)三維運動臺。
【背景技術】
[0002]隨著汽車、航空航天、國防軍工等事業(yè)的發(fā)展，對相關設備提出來更高的要求。在設備研發(fā)和制造過程中，需要進行動力學環(huán)境模擬實驗。并聯(lián)機構因其精度高，承載能力強，占用空間小等優(yōu)點被廣泛用與設備振動模擬實驗。目標設備一般處于常規(guī)的低頻高幅運動和高頻振動混合輸出的環(huán)境中，且各個目標設備需要的振動自由度性質往往不同，現(xiàn)有的單一驅動的機構并不能提供如此復雜的運動環(huán)境，為了使目標設備動力學模擬實驗更真實，找到一種可變結構且實現(xiàn)高低頻混合輸出的并聯(lián)運動臺十分必要。
[0003]公開號為CN104458169A的專利提出了一種高低頻復合驅動并聯(lián)二維轉動平臺，該發(fā)明只能進行二維轉動，且工作空間受約束分支的限制；公開號為CN104390755A的專利提出了一種高低頻復合驅動并聯(lián)三自由度運動臺，該發(fā)明可以實現(xiàn)高低頻運動輸出，并可以進行大范圍調姿，但復合驅動單元和目標運動臺之間只用一傳動支桿連接，剛度要求高，承載難以保證;公開號為CN104308838A的專利提出了一種高低頻復合驅動六自由度并聯(lián)運動臺，該發(fā)明需要添加十二個驅動，少自由度平臺需要更少的驅動，控制簡單，節(jié)約能耗。以上提到的這三個專利在構型確定后，自由度性質唯一確定，不能通過改變結構實現(xiàn)更多的自由度性質，為平臺的使用提供更多的可能。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠實現(xiàn)多自由度、多頻率混合運動輸出的可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]本實用新型主要包括運動輸出平臺、基礎框架以及三條結構相同的雙輸入混聯(lián)運動鏈;所述雙輸入混聯(lián)運動鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動閉環(huán)單元串聯(lián)組成;所述雙輸入閉環(huán)單元包括轉動安裝立柱、高頻轉動電機、高頻曲柄、中間滑塊、驅動輸出桿、低頻直線電機和三角安裝座，其中，轉動安裝立柱固定在基礎框架的外端，三角安裝座固定在基礎框架的內端，高頻轉動電機設在轉動安裝立柱上，高頻曲柄與高頻轉動電機軸端連接，中間滑塊通過轉動副一與高頻曲柄連接，驅動輸出桿一端通過移動副與中間滑塊連接，驅動輸出桿另一端通過轉動副二與低頻直線電機的動子連接，低頻直線電機設在三角安裝座上，雙輸入閉環(huán)單元形成包括三個轉動副和兩個移動副的下閉環(huán)平面五桿機構;所述傳動閉環(huán)單元包括第一傳動桿、第二傳動桿和傳動桿連接板，傳動閉環(huán)單元底部通過傳動桿連接板與上述雙輸入閉環(huán)單元的驅動輸出桿固連，第一傳動桿和第二傳動桿的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動桿連接板連接，該第一傳動桿和第二傳動桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運動輸出平臺連接，上述傳動閉環(huán)單元與運動輸出平臺共同形成上閉環(huán)機構。
[0007]所述傳動閉環(huán)單元的第一球副、第二球副用萬向副替換。
[0008]所述傳動閉環(huán)單元的第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且上閉環(huán)機構在初始位姿下呈平行四邊形布置。
[0009]所述傳動閉環(huán)單元的第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且上閉環(huán)機構在初始位姿下呈平面等腰梯形布置。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有的相關技術相比具有如下優(yōu)點:
[0011]1、分支的可變結構可以實現(xiàn)輸出平臺不同的自由度特性。
[0012]2、采用高低頻雙重驅動，可以更真實模擬車輛、船舶和飛行器等復雜的混合動力學環(huán)境。
[0013]3、分支采用雙閉環(huán)結構，受力性能好且承載能力強。
[0014]4、機構輸入驅動數(shù)多于輸出平臺自由度數(shù)，增大了機構的工作空間，提高了機構的適應性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例1的立體示意簡圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例1中雙輸入閉環(huán)單元的立體示意簡圖；
[0017]圖3為本實用新型實施例1中傳動閉環(huán)單元的立體示意簡圖；
[0018]圖4為本實用新型實施例2的立體示意簡圖；
[0019]圖5為本實用新型實施例2中傳動閉環(huán)單元的立體示意簡圖；
[0020]圖6為本實用新型實施例3的傳動閉環(huán)單元的立體示意簡圖。
[0021 ]圖中:1、基礎框架;2、轉動安裝立柱;3、高頻轉動電機;4、高頻曲柄;5、中間滑塊；
6、驅動輸出桿;7、低頻直線電機;8、三角安裝座;9、傳動桿連接板;1、第一傳動桿;11、第二傳動桿;12、運動輸出平臺。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
[0023]在圖1、圖2和圖3所示的可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺示意圖中，轉動安裝立柱2固定在基礎框架I的外端，三角安裝座8固定在基礎框架的內端，高頻轉動電機3設在轉動安裝立柱上，高頻曲柄4與高頻轉動電機軸端連接，中間滑塊5通過轉動副一與高頻曲柄連接，驅動輸出桿6—端通過移動副與中間滑塊連接，驅動輸出桿另一端通過轉動副二與低頻直線電機7的動子連接，低頻直線電機與三角安裝座固連;傳動閉環(huán)單元底部通過傳動桿連接板9與上述驅動輸出桿固連，第一傳動桿10和第一傳動桿11的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動桿連接板連接，該第一傳動桿和第二傳動桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運動輸出平臺12連接，上述第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且該傳動閉環(huán)機構在初始位姿下呈平行四邊形布置。
[0024]實施例2
[0025]如圖4和圖5所示，第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且該傳動閉環(huán)機構在初始位姿下呈等腰梯形布置，其它構件和連接關系與實施例1相同。
[0026]實施例3
[0027]如圖6所示，第一傳動桿10和第一傳動桿11的下端分別通過第一萬向副、第二萬向副與傳動桿連接板連接，其它構件和連接關系與實施例1相同。
【主權項】
1.一種可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺，它包括運動輸出平臺、基礎框架以及三條構造形式相同的雙輸入混聯(lián)運動鏈，其特征在于:所述雙輸入混聯(lián)運動鏈由雙輸入閉環(huán)單元和傳動閉環(huán)單元串聯(lián)組成;所述雙輸入閉環(huán)單元包括轉動安裝立柱、高頻轉動電機、高頻曲柄、中間滑塊、驅動輸出桿、低頻直線電機和三角安裝座，轉動安裝立柱固定在基礎框架的外端，三角安裝座固定在基礎框架的內端，高頻轉動電機設在轉動安裝立柱上，高頻曲柄與高頻轉動電機軸端連接，中間滑塊通過轉動副一與高頻曲柄連接，驅動輸出桿一端通過移動副與中間滑塊連接，驅動輸出桿另一端通過轉動副二與低頻直線電機的動子連接，低頻直線電機設在三角安裝座上，上述雙輸入閉環(huán)單元形成包含三個轉動副和兩個移動副的下閉環(huán)平面五桿機構;所述傳動閉環(huán)單元包括第一傳動桿、第二傳動桿和傳動桿連接板，傳動閉環(huán)單元底部通過傳動桿連接板與上述雙輸入閉環(huán)單元的驅動輸出桿固連，第一傳動桿和第二傳動桿的下端分別通過第一球副、第二球副與傳動桿連接板連接，該第一傳動桿和第二傳動桿的上端分別通過第三球副、第四球副與運動輸出平臺連接，上述傳動閉環(huán)單元與運動輸出平臺共同形成上閉環(huán)機構。2.根據(jù)權利要求1所述的可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺，其特征在于:所述傳動閉環(huán)單元的第一球副、第二球副用萬向副替換。3.根據(jù)權利要求1所述的可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺，其特征在于:所述傳動閉環(huán)單元的第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且上閉環(huán)機構在初始位姿下呈平行四邊形布置。4.根據(jù)權利要求1所述的可變結構的高低頻混合輸出并聯(lián)三維運動臺，其特征在于:所述傳動閉環(huán)單元的第一傳動桿和第二傳動桿長度相等，且上閉環(huán)機構在初始位姿下呈平面等腰梯形布置。
【文檔編號】G01M7/06GK205642783SQ201620382416
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】趙鐵石, 陳宇航, 宋曉鑫, 田昕
【申請人】燕山大學