[发明专利]并联式六维输出二十八输入冗余容错驱动模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一机械工程技术领域的装置，具体是一种并联式六维输出二十八输入冗余容错驱动模拟器。

背景技术

多自由度冗余容错驱动模拟器特别是六自由度并联模拟器主要应用于大型模拟设备的制造，如海浪模拟系统、地震模拟器、以及核电站等。并联式冗余输入驱动技术是一种用多个驱动源分担一个总驱动力的技术，通过输入驱动器的并联，可以通过纯机械电气系统产生较大的驱动力，而不需要采用庞大的液压系统，避免了成本高、易污染的风险。

在并联机构领域，冗余输入是指机构运动输入的数目大于其结构自由度数目。并联机器人具有刚度高、精度高、惯性小、动态特性好等特点，但是在几何特性方面也具有很大欠缺，如工作空间小、灵活性差以及工作空间内存在奇异位形等，加入冗余度可以改善它的几何特性。由于冗余度机器人在工作空间、灵活性、避障能力及动力特性等方面具有优点，因而受到了越来越多的重视。与一般并联机构相比，并联式冗余输入机构具有更高的刚度、更大的承载力、更大的加速度和更优的性能等许多鲜明的特征，并且可以优化输入力、降低机构关节内力，从而提高其力传递能力，改善动力学性能等。

现有的并联输入冗余驱动模拟器冗余度较小，能达到的功率较小，主要采用丝杠传动，采用双连杆协调运动。目前普遍使用的是由六个输入获得六个输出自由度。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：03122951.4，名称为：一种冗余输入并联模拟器。该模拟器的接口模块包括导轨、滑台、连杆、电机，通过接口模块与面板的连接，实现模拟器的运行。但是该技术的冗余输入模拟器能够冗余的电机数目较少，故可达最大功率较小，每个电机要求功率很大，成本很高；而且不能差动输出，协调性不好，可操作吨位相对低，不能适应海浪模拟系统、地震模拟器、以及核电站等重型机械设备的使用需求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种并联式六维输出二十八输入冗余容错驱动模拟器。本发明结构简单，控制容易，利用并联输入可获得较大的功率，每个接口能冗余4～6个电机，使每个电机的功率需求降低，能差动输出，故可达功率大，冗余接口多，由于采用模块化设计，故可扩展性强。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：工作平台、三个面板、四个四输入单输出冗余驱动机构和两个六输入单输出冗余驱动机构，其中：三个面板两两相互垂直，第一六输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第一面板上，第一六输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上，第二六输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第三面板上，第二六输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上，第一四输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第三面板上，第一四输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上，第二四输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第三面板上，第二四输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上，第三四输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第二面板上，第三四输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上，第四四输入单输出冗余驱动机构的一端固定在第二面板上，第四四输入单输出冗余驱动机构的另一端固定在工作平台上。

所述的四输入单输出冗余驱动机构包括：第一滑台、四个驱动装置、三个协调装置、五个驱动杆组件和两个接口装置，其中：驱动装置的一端固定在面板上，第一驱动装置的另一端与第一接口装置固连，第二驱动装置的另一端与第一接口装置固连，第三驱动装置的另一端与第二接口装置相连，第四驱动装置的另一端与第二接口装置相连，第一协调装置固定在第一接口装置上，第二协调装置固定在第二接口装置上，第一驱动杆组件的一端和第二驱动杆组件的一端分别固定在第一协调装置上，第三驱动杆组件的一端和第四驱动杆组件的一端分别固定在第二协调装置上，第一驱动杆组件的另一端、第二驱动杆组件的另一端、第三驱动杆组件的另一端和第四驱动杆组件的另一端分别固定在第一滑台的下表面，第三协调装置固定在第一滑台的上表面上，第五驱动杆组件的一端固定在第三协调装置上，第五驱动杆组件的另一端与工作平台固连。