[发明专利]冗余构件并联结构运动平台

说明书

技术领域：本发明属于空间并联机器人技术领域，具体涉及一种冗余构件并联结构运动平台。

背景技术：根据具有大负载、高灵活度、运动复杂的实际要求的路面模拟大型设备，采用普通定轴转动方案不能满足其运动指标。而一般三自由度并联机构要求每一分支均要由联接铰链限制一个自由度方向运动，对于大负载运动系统，铰链中的自由度限位构件需要承受相当恶劣的力及力矩，而铰链又是实时运动构件，极易出现问题，又由于其只具有3个主动驱动分支，在进行俯仰及横滚运动时这3个分支出力必不均衡，也将导致驱动构件尺寸过大。

发明内容：本发明的目的正是为了解决现有技术的不足，而提出一种冗余构件并联结构运动平台，用以达到大负载、高刚度、平衡特性好、受力均匀等特点。

本发明的技术方案是：冗余构件并联结构运动平台，由伺服液压作动器系统、作动器用球铰、作动器用两自由度十字铰、支撑平台、固定限位拉杆、拉杆用三自由度转动十字铰、拉杆用球铰、作动器用地基基准固定板、拉杆用地基基准固定板组成，伺服液压作动器系统在支撑平台下方平行放置，通过四个作动器用两自由度十字铰与支撑平台连接，作为主动驱动构件，固定限位拉杆在平台侧向平行放置作为复合承力机构，通过三个拉杆用三自由度转动十字铰与支撑平台连接，伺服液压作动器系统通过四个作动器用球铰同四个作动器用地基基准固定板连接，固定限位拉杆通过三个拉杆用球铰同三个拉杆用地基基准固定板连接。

所述的伺服液压作动器系统，横向跨距2.7米，纵向跨距1.8米，液压作动器行程范围1.57米。四套伺服液压作动器系统结构相同，均由非对称式伺服液压油缸、集成阀块、磁滞伸缩位移传感器、电液伺服阀、压力传感器、板式液控单向阀、双单向节流阀、液压锁、三位四通电磁换向阀、两位四通电磁换向阀、螺纹插装溢流阀、螺纹插装单向阀组成，磁滞伸缩位移传感器置于伺服液压油缸内部，三位四通电磁换向阀、液压锁和双单向节流阀叠加在一起组成手动控制系统安装在集成阀块前端面上，两个板式液控单向阀分别安装在集成阀块左右两端面组成液压锁，两位四通电磁换向阀、两个压力传感器和电液伺服阀安装在集成阀块的上端面，螺纹插装溢流阀和螺纹插装单向阀安装在集成阀块的后端面，连带以上各阀组，集成阀块通过螺钉安装在伺服液压作动器系统上。

所述的磁滞伸缩位移传感器为内置式磁滞伸缩位移传感器。

本发明的有益效果：本系统采用4个分支主动驱动，3根固定限位拉杆复合承载方案，4个主动分支为平台下方平行放置的4根液压缸，侧向采用3根固定拉杆作为复合承力机构，各分支联接铰链均可保证除分支主动伸缩自由度外的其他5个自由度。

由以上分析可知，4个对称布置的主动驱动分支不仅提供了均衡驱动力，还可使构件尺寸不至过大，3根固定限位拉杆增加了系统结构强度、刚度。因此，此种结构型式属于3个主动自由度、3牵连自由度、7构件、具有平衡驱动特性、高结构刚度的冗余多分支并联运动系统。3根固定限位拉杆不仅产生了3个主动自由度外的3个牵连运动，而且使系统成为了高刚度、冗余构件系统。此结构型式具有大负载、高刚度、平衡特性好、受力均匀等特点。

附图说明：本发明共有5幅附图，其中图1为本实用新型的最佳实例，也可做说明书摘要的附图。

图1、为本发明的立体结构示意图；

图2、为本发明的试验台示意图；

图3、为本发明的伺服作动器系统组成原理图；

图4、为本发明的平台绕OX、OY轴旋转时的结构示意图；

(a)为本发明的平台绕OY轴旋转-35°时的结构示意图；

(b)为本发明的平台绕OY轴旋转+35°时的结构示意图

(c)为本发明的平台绕OX轴旋转-30°时的结构示意图

(d)为本发明的平台绕OX轴旋转和+30°时的结构示意图

图5、为本发明的总体结构示意图；

(a)为本发明的平台总体结构主视图；

(b)为本发明的平台总体结构俯视图；

(c)为本发明的平台总体结构左视图。

具体实施方式：下面结合附图对本发明的最佳实施例作进一步的描述。