帶有組合彈簧承載分支的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)并聯(lián)運(yùn)動臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)，特別涉及一種并聯(lián)運(yùn)動臺。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的并聯(lián)運(yùn)動臺由六個移動單元、一個底座和一個運(yùn)動平臺構(gòu)成。移動單元有多種選擇，當(dāng)移動單元為電動缸時，運(yùn)動平臺一般具有高承載能力和運(yùn)動精度高等特點，但電動缸輸出力有限，不能夠?qū)ζ嚒⑻箍说却笮驮O(shè)備的模擬運(yùn)動；當(dāng)移動單元為液壓缸時，運(yùn)動平臺能夠承受重載，但是液壓伺服控制復(fù)雜而且成本高，液壓系統(tǒng)漏油污染比較嚴(yán)重對環(huán)境要求高。
[0003]汽車、坦克等大型設(shè)備模擬器市場的不斷發(fā)展，對并聯(lián)運(yùn)動平臺的要求越來越高，顯然單用途的運(yùn)動平臺只能應(yīng)用于單一的設(shè)備。而且，已電動缸為移動單元的并聯(lián)平臺存在驅(qū)動力有限的缺點，液壓缸驅(qū)動復(fù)雜且污染大的問題。為解決上述問題，中國專利201410022367.3公開了一種高精度高負(fù)載型六足并聯(lián)機(jī)器人，該專利著眼于提高并聯(lián)運(yùn)動精度和提高并聯(lián)承載能力。中國專利201210530430.5公開了一種雙并聯(lián)式重載靜平衡運(yùn)動模擬臺適用在并聯(lián)高承重環(huán)境。中國專利200820004705.0公開了一種大負(fù)載六自由度電動平臺，專利中結(jié)構(gòu)包括六個電動缸和三個氣缸，提高承載能力。上述相關(guān)技術(shù)中為了提高承載能力，采用了雙并聯(lián)機(jī)構(gòu)或利用氣缸作為輔助承載，這樣會讓機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜，設(shè)計成本增加。氣缸做為輔助分支能提供的力也比較有限，可靠性一般。
[0004]中國專利201410835996.8公開了一種工作空間可調(diào)的并聯(lián)平臺，采用了三套滑動驅(qū)動裝置，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)解決運(yùn)動空間小的問題。中國專利200510012898.5公開了可調(diào)式3，4，5-SPS型并聯(lián)機(jī)構(gòu)實驗平臺，通過自行設(shè)計轉(zhuǎn)動自由度可變的球鉸來完成并聯(lián)平臺的可調(diào)節(jié)功能。上述技術(shù)中，可調(diào)節(jié)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，前一種為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的滑塊驅(qū)動裝置，控制方式比較復(fù)雜。第二個為自行設(shè)計的可調(diào)關(guān)節(jié)，結(jié)構(gòu)剛度、精度以及承載能力都有所減弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、具有尚承載能力、尚動態(tài)響應(yīng)、控制簡單、能夠滿足多種應(yīng)用場合需求的帶有組合彈簧承載分支的結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)并聯(lián)運(yùn)動臺。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明主要包括底座平臺、運(yùn)動平臺、六個結(jié)構(gòu)相同的主動分支、三個結(jié)構(gòu)相同的球鉸連接組合塊、三個結(jié)構(gòu)相同的萬向鉸連接組合塊和三個結(jié)構(gòu)相同的被動承載分支。
[0008]所述運(yùn)動平臺設(shè)有三個夾角為120度的沿半徑方向位置可調(diào)的多位置安裝座，底座平臺由一個六邊形的中心定位座和三個夾角為120度沿半徑方向位置可調(diào)的多位置安裝座組成；所述六個主動分支上端通過球鉸組合塊與運(yùn)動平臺上的多位置安裝座連接，其下端通過萬向鉸組合塊與底座平臺上的多位置安裝座連接；三個承載分支兩端分別通過帶座球鉸與運(yùn)動平臺和底座平臺連接；
[0009]所述球鉸連接組合塊包括帶有兩個通孔的矩形板、分體式軸座和帶有球鉸的球座，在通孔兩側(cè)的矩形板上均設(shè)有分體式軸座，帶有球鉸的球座兩側(cè)的伸出軸與分體式軸座轉(zhuǎn)動連接；所述球鉸組合塊呈正三角形均布在運(yùn)動平臺上，通過定位銷和螺栓與動平臺上的多位置安裝座連接，在運(yùn)動平臺上的多位置安裝座和矩形板兩側(cè)均設(shè)有能夠調(diào)節(jié)組合塊的位置的相對應(yīng)的定位銷孔和螺孔；
[0010]所述萬向鉸連接組合塊包括兩側(cè)帶有伸出軸的矩形框、軸座和萬向鉸，在矩形框內(nèi)設(shè)有兩個與矩形框轉(zhuǎn)動連接的萬向鉸，該矩形框兩側(cè)的輸出軸分別與軸座轉(zhuǎn)動連接，該軸座通過止口和螺栓與底座平臺上的多位置安裝座連接，在底座平臺上的多位置安裝座兩側(cè)設(shè)有縱向調(diào)節(jié)孔，用于調(diào)節(jié)萬向鉸連接組合塊的前后位置；
[0011]所述六個主動分支均為UPS結(jié)構(gòu)，包括電動缸和電機(jī)，其電動缸的尾部分別與萬向鉸連接塊中的萬向鉸連接，電動缸伸縮桿的端部分別與球鉸連接塊中的球鉸連接；
[0012]所述三個承載分支均為SPS結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)套、導(dǎo)桿、帶座的球鉸、第一承載彈簧、第二承載彈簧、承載彈簧導(dǎo)套，導(dǎo)套通過固定在底座平臺上的帶座球鉸與底座平臺連接，導(dǎo)桿通過固定在運(yùn)動平臺上的帶座球鉸與運(yùn)動平臺連接；第一承載彈簧、第二承載彈簧和承載彈簧導(dǎo)套在導(dǎo)套和導(dǎo)桿的外面，第一承載彈簧的一端與導(dǎo)套的底部固連，其另一端與承載彈簧導(dǎo)套的一端固連，第二承載彈簧的一端與導(dǎo)桿的端部固連，其另一端與承載彈簧導(dǎo)套的另一端固連。上述三個承載分支通過帶座球鉸與運(yùn)動平臺和底座平臺連接，運(yùn)動平臺和底座平臺上的三個帶座球鉸中心構(gòu)成兩個等邊三角形，底座上的三角形邊長小于動平臺上的三角形邊長，動平臺的三角形、三個承載分支和底座的三角形構(gòu)成倒三棱臺。
[0013]電動缸主要用來驅(qū)動運(yùn)動平臺和負(fù)載實現(xiàn)期望運(yùn)動，第一承載彈簧和第二承載彈簧用來進(jìn)一步提高整個運(yùn)動模擬臺的承載能力。通過調(diào)節(jié)承重彈簧的預(yù)緊力，三條承載分支向運(yùn)動平臺提供一個與運(yùn)動平臺和負(fù)載重力相近的作用力，可克服大部分運(yùn)動平臺和負(fù)載的重力。工作過程中承載分支跟隨運(yùn)動平臺運(yùn)動，不需對其進(jìn)行控制，且能產(chǎn)生一定的驅(qū)動力，從而電動缸只需較小的力即可實現(xiàn)特定運(yùn)動。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0015]1、運(yùn)動平臺和底座平臺上分別預(yù)留有多個球鉸組合塊、萬向鉸組合塊的安裝位置，能夠方便地改變球鉸和(或)萬向鉸的安裝位置，調(diào)節(jié)模擬臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)，比較簡單地實現(xiàn)多種場合需求。
[0016]2、球副和萬向副分別采用了球鉸連接塊和萬向鉸連接塊，在結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下安裝角度可調(diào)可固定，輔助關(guān)節(jié)模塊實現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)的平臺需求。
[0017]3、被動承載分支的使用，大大提升模擬平臺的承載能力，使用大行程串聯(lián)帶導(dǎo)桿式的雙承重彈簧，能完全滿足模擬平臺的運(yùn)動行程。
[0018]4、采用移動導(dǎo)桿導(dǎo)套式的雙承載彈簧，用彈簧導(dǎo)向套、導(dǎo)筒、導(dǎo)桿共同導(dǎo)向，解決了大行程彈簧不穩(wěn)定的問題。
[0019]5、基礎(chǔ)平臺在大型模擬平臺的基礎(chǔ)上，采用分離式結(jié)構(gòu)，由一個中心定位座和三個夾角為120度沿半徑方向位置可調(diào)的多位置安裝座組成，解決了多結(jié)構(gòu)參數(shù)平臺的功能。用定位銷和螺栓螺母能