[发明专利]自伸缩自传感连杆机构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械液压驱动技术领域的装置，具体是一种自伸缩自传感连杆机构。

背景技术

连杆机构在传动，定位控制和装配加工领域具有十分广泛的应用。特别是多自由度驱动定位连杆机构，如三自由度连杆驱动定位平台，六自由度Stewart平台在机器人航天器模拟驾驶等方面具有重要应用价值。

然而，目前这类装置的驱动定位系统基本采用在机构连杆上串接液压驱动器或执行器的方式来实现多连杆机构的动作功能，如北京恒山宏业科技发展有限公司的六自由度液压平台。基于这种液压驱动方式，存在必须使用液压缸、变量泵以及位移传感器等设备和仪器才能够实现。并且，基于液压驱动的连杆机构虽然驱动力大，但是驱动频率很低，驱动精度较低，响应慢，驱动设备需要密封以及存在漏油等等的问题；并且，其驱动位移检测还需要外部专门的传感仪器或设备才能实现，这也不利于驱动位移检测的实时性和方便性。鉴于这些问题，目前的液压连杆式驱动机构和平台动作灵敏度和可控性都存在不足。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200710047397.x，记载了一种“永磁伸缩机构”，该技术是一种将具有在结构上方向异形的磁体，在外磁场作用下产生磁极转动而对与其刚性接触的部件产生驱动力和驱动位移的现象提出的新型驱动机构，该机构组成部件少，可以产生由电磁场激励作用下的直接驱动位移，而不需要多余的位移传动部件，可以实现一种高效的直接驱动方式。但是该现有技术却只能产生驱动效果，对于其所产生的驱动位移和驱动力不能够实时感知或检测，这对于该种新型的直接驱动方式的应用特别是精确驱动控制的应用带来了困难，使这种“永磁伸缩机构”不能够具有既可以产生“驱动”又可以实现驱动过程的“传感”，即具有“既可以驱动又可以传感”的智能型驱动装置的效果。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种自伸缩自传感连杆机构，进而可以基于这种单元式的机构组合实现一个自由度以上的以至基于这种自驱动自传感连杆机构的六自由度驱动平台。这种自伸缩自传感连杆机构单元式机构及其组合制成的装置具有结构简单，驱动直接方便，驱动位移和驱动力较大、驱动响应迅速、位移精确，且方便由这种自伸缩自传感连杆组合实现多种运动或驱动机构形式的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：筒体、中心转动体以及两组以上位移输出连杆、弹性组件、刚性力电信号体轴肩和电磁线圈，其中：位移输出连杆、电磁线圈和筒体由内而外依次套接，弹性组件设置于筒体的末端内壁，中心转动体位于电磁线圈内部且与位移输出连杆相接触，刚性力电信号体轴肩垂直固定设置于位移输出连杆上并与弹性组件相接触。

所述的中心转动体为以下结构中的任意一种实现：

1)活动设置于筒体内部中心且由对称永磁体制成的磁转子；

2)转动中心固定设置于筒体内部中心且由对称永磁体制成的磁转子；

3)转动中心固定设置于筒体内部中心且由非对称永磁体制成的磁转子；

所述的磁转子为方向异形结构，该磁转子的一侧或两侧固定设有刚性结构组件。

所述的筒体为两个端面设有通孔的空心圆柱体。

所述的筒体内部固定设有与位移输出连杆相接触的导向体。

所述的两组以上位移输出连杆中至少一组为活动设置于筒体内部。

所述的刚性力电信号体轴肩为力电传感体，如压电体。

当对电磁线圈施加电流产生磁场时，中心转动体将在发生偏转的同时顶开与之接触的刚性结构组件，如上下位移输出连杆，同步带动刚性力电信号体轴肩接触弹性组件并获得弹力以及与之对应生成的力电信号，其信号强度与受到的弹力变化量的大小成对应关系，这样可实现由其内部产生的自伸长驱动位移，并且该驱动位移的大小可以自感知检测的性能。

本发明涉及一种六自由度驱动平台，包括：上平台、球形铰链、六边形基台以及若干所述自伸缩自传感连杆机构，其中：六个单向的球形铰链分别设置于六边形基台的各个定点，三个双向的球形铰链设置于上平台的下表面，自伸缩自传感连杆机构的两端分别与上平台及六边形基台上的球形铰链相连接。

与现有技术相比，本自伸缩驱动自传感连杆机构及其组合的一个自由度以上至六自由度驱动平台具有以下优点：

1、实现了一个自由度以上至六自由度驱动平台/机构的直接驱动方式；

2、具有自带传感环节，驱动位移可以被实施监测到，方便实现一个自由度以上至六自由度驱动平台/机构的精确驱动定位的闭环控制。

3、整体机构的组成简单，组成部件较少，刚性好，可靠性高；

4、驱动过程可完全由外部施加电信号控制，机构响应灵敏，可实现宽频、宽幅驱动。