[发明专利]一种两自由度姿态运动模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动模拟装置，具体涉及一种两自由度姿态运动模拟装置。

背景技术

两自由度模拟平台在运动模拟、质心测试等领域应用广泛，要求平台在水平面内具有绕两个坐标轴的转动自由度，目前国内已有的一些运动平台，但这些两自由度运动平台结构简单，承载能力小，自动化程度不高，精度低。

发明内容

本发明为解决现有两自由度运动模拟平台结构简单，承载能力小，自动化程度不高，且精度较低的问题，进而提出一种两自由度姿态运动模拟装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括被动组件机械安装板、俯仰偏航万向节、两个俯仰偏航驱动机构和两个俯仰偏航制动机构，两个俯仰偏航驱动机构与两个俯仰偏航制动机构对称设置在被动组件机械安装板的下方，俯仰偏航万向节安装在被动组件机械安装板的中部，每个俯仰偏航驱动机构包括电机、联轴器、电磁离合器、齿轮减速器和驱动滚珠花键螺杆，电机的输出轴通过联轴器与电磁离合器连接，电磁离合器通过齿轮减速器与驱动滚珠花键螺杆的下端连接，驱动滚珠花键螺杆的上端与被动组件机械安装板的下表面连接，每个俯仰偏航制动机构包括驱动万向节、制动滚珠花键螺杆、电磁刹车和制动齿轮减速器，驱动万向节与制动滚珠花键螺杆的下端连接，电磁刹车通过制动齿轮减速器与制动滚珠花键螺杆连接，制动滚珠花键螺杆的上端与被动组件机械安装板的下表面连接。

本发明的有益效果是：本发明选用滚珠花键螺杆，结构紧凑，且纵向承载能力强；本发明能够承载3300kg～5500kg的重力，且试验精度高，测量数据准确全面，本发明能有效提高试验效率30％以上，缩短试验时间；本发明结构简单，操作和维修方便。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度姿态运动模拟装置包括被动组件机械安装板1、俯仰偏航万向节2、两个俯仰偏航驱动机构和两个俯仰偏航制动机构，两个俯仰偏航驱动机构与两个俯仰偏航制动机构对称设置在被动组件机械安装板1的下方，俯仰偏航万向节2安装在被动组件机械安装板1的中部，每个俯仰偏航驱动机构包括电机3、联轴器4、电磁离合器5、齿轮减速器6和驱动滚珠花键螺杆7，电机3的输出轴通过联轴器4与电磁离合器5连接，电磁离合器5通过齿轮减速器6与驱动滚珠花键螺杆7的下端连接，驱动滚珠花键螺杆7的上端与被动组件机械安装板1的下表面连接，每个俯仰偏航制动机构包括驱动万向节8、制动滚珠花键螺杆9、电磁刹车10和制动齿轮减速器11，驱动万向节8与制动滚珠花键螺杆9的下端连接，电磁刹车10通过制动齿轮减速器11与制动滚珠花键螺杆9连接，制动滚珠花键螺杆9的上端与被动组件机械安装板1的下表面连接。

本实施方式中制动齿轮减速器11与电磁刹车10连接的齿轮为双联齿轮，通过齿轮的自调整去除齿轮间隙剔除齿轮间隙对旋转变压器14的控制精度影响。本发明所述装置的相对俯仰轴对称度为0.02mm，相对偏航轴的对称度为0.03mm。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度姿态运动模拟装置的每个俯仰偏航驱动机构还包括驱动关节球轴承12，每个驱动滚珠花键螺杆7的上端通过驱动关节球轴承12与被动组件机械安装板1的下表面连接。

本实施方式的技术效果是：如此设置，降低了每个驱动滚珠花键螺杆7上端与被动组件机械安装板1下表面的磨损，延长了每个驱动滚珠花键螺杆7的使用寿命，同时提高了整个装置的灵敏度。

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说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度姿态运动模拟装置的每个俯仰偏航制动机构还包括制动关节球轴承13，每个制动滚珠花键螺杆9的上端通过制动关节球轴承13与被动组件机械安装板1的下表面连接。

本实施方式的技术效果是：如此设置，降低了每个制动滚珠花键螺杆9上端与被动组件机械安装板1下表面的磨损，延长了每个制动滚珠花键螺杆9的使用寿命，同时提高了整个装置的灵敏度。

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种两自由度姿态运动模拟装置的每个俯仰偏航制动机构还包括旋转变压器14，旋转变压器13与制动齿轮减速器11连接。

本实施方式的技术效果是：如此设置，制动齿轮减速器11带动旋转变压器14运动，旋转变压器14实时反馈测量信息。

其它组成及连接关系与具体实施方式一或三相同。

工作原理

工作时，每个俯仰偏航驱动机构的电磁离合器5闭合，电磁刹车10通电，电机3通过电磁离合器5带动齿轮减速器6转动，从而带动驱动滚珠花键螺杆7上下运动，实现被动组件机械安装板1的俯仰偏航运动，同时，两个驱动滚珠花键螺杆7和两个制动滚珠花键螺杆9随被动组件机械安装板1上下运动；当装置需要浮动时，断开电磁离合器5，并给电磁刹车10通电，装置进入浮动状态。