[发明专利]一种新型六自由度运动平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动平台结构，尤其涉及一种新型六自由度运动平台。

背景技术

物体在空间具有六个自由度，即沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。六自由度运动平台是由六支作动筒，上、下各六只万向铰链和上、下两个平台组成，下平台固定在基础上，借助六只作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（X、Y、Z、α、β、γ）的运动。六自由度运动平台广泛应用在飞行模拟器、疲劳振动台等各种模拟器，振动台中，一般是由六支伺服油缸，上、下各六只万向球铰和上、下两个平台组成，下平台固定在地基上，借助两两交叉的六支作动筒的伸缩运动，完成上平台在空间六个自由度（X、Y、Z、A、B、C）的运动，模拟出各种空间运动姿态；这种平台虽然结构简单、应用广泛，但它并不是真正的六自由度，因受平台结构型式限制，它在旋转轴上只能做一定角度的俯仰运动和左、右倾斜运动，无法在各个方向做360°旋转，且做任意简单动作时，都需要六支伺服油缸协调运动，控制复杂，精度不高。因此，结合以上分析，需要对现有技术有效创新。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种可完全实现六自由度运动、能够极大地简化控制要求、同时也提高了控制精度的新型六自由度运动平台，以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型六自由度运动平台，包括平面Ⅰ、平面Ⅱ、平面Ⅲ及滑块运动平台，所述平面Ⅰ与水平地面之间通过旋转轴Ⅰ固定连接，此平面Ⅰ以直线移动X轴为轴作旋转运动，位于平面Ⅰ上设置有一个伺服作动器，该作动器一端固定在平面Ⅰ上，另一端连接到滑块Ⅰ上；

所述滑块Ⅰ固定有旋转轴Ⅱ，所述旋转轴Ⅱ上固定平面Ⅱ，此平面Ⅱ以直线移动Z轴为轴作旋转运动，该平面Ⅱ与旋转轴Ⅱ相互垂直，所述平面Ⅱ上装有第二支伺服作动器；

所述滑块Ⅱ上又装有一旋转轴Ⅲ，此旋转轴Ⅲ上固定平面Ⅲ，此平面Ⅲ以直线移动Y轴为轴作旋转运动，位于平面Ⅲ上又装有第三支伺服作动器，该作动器两端分别固定连接在平面Ⅲ、滑块运动平台，该滑块运动平台即为要控制出的平台。

所述第二支伺服作动器两端分别连接该平面Ⅱ、滑块Ⅱ，所述旋转轴Ⅲ在空间上与旋转轴Ⅱ垂直。

本发明所述的新型六自由度运动平台的有益效果为：

⑴可实现在X、Y、Z三维空间独立或联动作直线运动，也可沿任意的三维转轴A、B、C做任意角度或连续的旋转运动，三根转轴可交叉到一个空间点上，也可将一根或二根转轴移开，做有一定半径的空间离心运动，可模拟出各种切向加速度和法向加速度运动等复杂的六自由度运动；

⑵在A、B、C中的每个旋转轴的垂直面上加一直线移动轴，再在该平面上积成另一组旋转轴和直线移动轴，再以第二平面积成第三旋转轴和直线移动轴，形成三轴X、Y、Z的直线运动和三轴A、B、C的旋转运动叠加，形成真正的六自由度运动，当需要简单运动，如单轴旋转时，只需调正其它轴到位后固定，再控制该单轴旋转即可，极大地简化了控制要求，同时也提高了控制精度。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述新型六自由度运动平台结构示意图。

图中：

1、旋转轴Ⅰ；2、平面Ⅰ；3、直线移动X轴；4、滑块Ⅰ；5、旋转轴Ⅱ；6、平面Ⅱ；7、直线移动Z轴；8、滑块Ⅱ；9、旋转轴Ⅲ；10、平面Ⅲ；11、直线移动Y轴；12、滑块运动平台；13、水平地面。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例所述的新型六自由度运动平台，包括平面Ⅰ2、平面Ⅱ6、平面Ⅲ10及滑块运动平台12，所述平面Ⅰ2与水平地面13之间通过旋转轴Ⅰ1固定连接，此平面Ⅰ2以直线移动X轴3为轴作旋转运动，位于平面Ⅰ2上设置有一个伺服作动器且作X轴运动，该作动器一端固定在平面Ⅰ2上，另一端连接到滑块Ⅰ4上；

所述滑块Ⅰ4固定有旋转轴Ⅱ5，所述旋转轴Ⅱ5上固定平面Ⅱ6，此平面Ⅱ6以直线移动Z轴7为轴作旋转运动，该平面Ⅱ6与旋转轴Ⅱ5相互垂直，所述平面Ⅱ6上装有第二支伺服作动器且作Z轴运动，该伺服作动器两端分别连接该平面Ⅱ6、滑块Ⅱ8；

所述滑块Ⅱ8上又装有一旋转轴Ⅲ9，此旋转轴Ⅲ9上固定平面Ⅲ10并且该旋转轴Ⅲ9在空间上与旋转轴Ⅱ5垂直，此平面Ⅲ10以直线移动Y轴11为轴作旋转运动，位于平面Ⅲ10上又装有第三支伺服作动器且作Y轴移动，该作动器两端分别固定连接在平面Ⅲ10、滑块运动平台12，该滑块运动平台12即为要控制出的平台。