[发明专利]气动混联机构的三自由度运动模拟器

权利要求书

1.气动混联机构的三自由度运动模拟器，其特征在于：包括一个气动人工肌肉驱动的两自由度空间并联机构和一个由气缸驱动的行程可测的串联机构组成和气动控制机构；驱动方式采用气缸和气动人工肌肉混合驱动；其中，空间并联机构由第一角度传感器、第二角度传感器、十字轴、胡克铰、气动人工肌肉、上平台和下平台组成；下平台设计成草帽形状，上平台和下平台顶部之间采用胡克铰联接，用于实现并联机构的两个转动自由度；串联机构由气缸、底座、直线轴承、导轨和法兰组成，其中气缸的伸缩量能够实现模拟器整体上下运动的自由度；串联机构通过螺纹同并联机构的下平台联接；气动控制机构包括四个电气比例阀和一个比例方向控制阀，用于实现三自由度运动模拟器的伺服控制；所述人工肌肉有四根，由柔性钢丝联接在上平台和下平台之间；四根导轨垂直安装底座上，第一角度传感器和第二角度传感器安装在胡克铰的十字轴上；并联机构的上平台具有绕X轴和绕Y轴的两个转动自由度，这两个独立的转动自由度各自使用一对气动人工肌肉对拉来实现，其转动角度分别可由安装在胡克铰十字轴上的第一角度传感器和第二角度传感器测得；四根导轨用于防止并联机构整体沿气缸轴向转动和在气动肌肉未充气时给上平台提供支撑力；工作时，先给四根气动人工肌肉充气预紧，再让气缸升高至所需位置，使上平台与四根导轨脱离接触，保证了上平台的转动空间；通过控制气缸行程可以使并联机构整体实现升降，分别控制四根气动肌肉的收缩或伸长实现并联机构上平台转动；并联机构升降时，其下平台通过直线轴承在导轨上滑动。

2.如权利要求1所述的气动混联机构的三自由度运动模拟器，其特征在于：所述气动控制机构的四个电气比例阀用于驱动四根气动人工肌肉，通过控制气动人工肌肉的腔内压力并利用第一角度传感器和第二角度传感器反馈运动模拟器绕X轴和Y轴的角度信号来实现气动人工肌肉的位置伺服控制；所述的比例方向控制阀用于驱动气缸，通过控制流入气缸的流量并利用气缸的反馈位移来实现气缸的位置伺服控制。

3.如权利要求1所述的气动混联机构的三自由度运动模拟器，其特征在于：所述胡克铰包括十字轴和四个L形状的块，这四个块与十字轴用轴承联接，实现并联机构上平台的转动带动十字轴的转动。