[发明专利]一种平面三自由度并联运动模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联运动模拟装置，具体涉及一种平面三自由度并联运动模拟装置。

背景技术

在少自由度并联机构中，三自由度并联机构有着广泛的用途。现有三自由度并联机构的操作各向同性差、奇异点多，结构复杂负载量小，中国专利CN201020647907.4公开了一种三自由度运动平台机构，包括平台和底架，底架上设置有三个驱动装置；还包括控制回路，控制回路上设置有多个阀门，以分别带动第一驱动杆、第二驱动杆和第三驱动杆运动，从而控制平台在前后和左右方向上以不同角度倾斜运动、或上下垂直运动。但是目前对大负载的平面三自由度并联运动台的研究相对较少。

发明内容

本发明为解决现有三自由度并联机构的操作各向同性差、奇异点多，结构复杂负载量小的问题，进而提出一种平面三自由度并联运动模拟装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括平面三自由度轴承和三个滚转径向驱动机构，三个滚转径向驱动机构均布设置在平面三自由度轴承的下表面上，平面三自由度轴承包括轴承下框架、动板和轴承上框架，每个滚转径向驱动机构包括驱动电机、电磁离合器和滚珠丝杠副，轴承下框架、动板、轴承上框架由下至上依次设置，动板可相对于轴承下框架和轴承上框架转动，每个驱动电机均与轴承下框架的下表面连接，每个驱动电机的输出轴均通过一个电磁离合器与相对应的一个滚珠丝杠副的一端连接，每个滚珠丝杠副的另一端均与动板的下表面连接。

本发明的有益效果是：本发明可以实现滚动和径向移动，能够适应等效质量3800kg～8000kg的变化范围；设计采用一种大型尼龙保持架平面球轴承结构，有效降低径向随动力，简化了加工工艺、降低了生产费用；本发明的操作各向同性好、奇异点少，且结构简单，操作方便，负载量大。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是平面三自由度轴承的结构示意图，图3是滚转径向驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种平面三自由度并联运动模拟装置包括平面三自由度轴承1和三个滚转径向驱动机构2，三个滚转径向驱动机构2均布设置在平面三自由度轴承1的下表面上，平面三自由度轴承1包括轴承下框架1-1、动板1-2和轴承上框架1-3，每个滚转径向驱动机构2包括驱动电机2-1、电磁离合器2-2和滚珠丝杠副2-3，轴承下框架1-1、动板1-2、轴承上框架1-3由下至上依次设置，动板1-2可相对于轴承下框架1-1和轴承上框架1-3转动，每个驱动电机1均与轴承下框架1-1的下表面连接，每个驱动电机2-1的输出轴均通过一个电磁离合器2-2与相对应的一个滚珠丝杠副2-3的一端连接，每个滚珠丝杠副2-3的另一端均与动板1-2的下表面连接。

本实施方式中轴承下框架1-1与动板1-2之间留有0.05mm的间隙，轴承上框架1-3与动板1-2之间留有0.05mm的间隙，如此设置，避免了低温下因为膨胀系数的不同，导致轴承上框架1-3和轴承下框架1-1对动板1-2产生过大压力甚至抱死。

具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种平面三自由度并联运动模拟装置的平面三自由度轴承1还包括滚珠保持架1-4、钛合金板1-5和多个滚珠，滚珠保持架1-4、钛合金板1-5由上至下依次设置在动板1-2与轴承下框架1-1之间，多个滚珠均布安装在滚珠保持架1-4上。

本实施方式的技术效果是：钛合金板1-5提高了滚珠的硬度和耐磨性，如此设置，简化了加工工艺、降低了生产费用，有效降低径向随动力。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述一种平面三自由度并联运动模拟装置的滚珠保持架1-4是尼龙板制作的滚珠保持架1-4。

本实施方式的技术效果是：用尼龙板制作滚珠保持架1-4，降低了装置的径向随动力。

其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

工作原理

驱动电机2-1通过电磁离合器2-2推动滚珠丝杠副2-3，滚珠丝杠副2-3推动动板1-2相对于轴承下框架1-1转动，当需要浮动时，电磁离合器2-2脱开，装置进入浮动姿态。