[发明专利]一种含可变角形分支的三自由度并联调姿隔振平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联机构，特别是一种并联调姿隔振平台。

背景技术

车辆在行驶过程中受路面不平度的影响，会产生车身垂向、侧倾和俯仰等 多维度的复合颠簸。如果车载物品直接与车体刚性连接，车辆在路况较差条件 下行驶产生的多维振动会对易碎、精密物品的运输和需要调姿的车载设备造成 严重的影响。另外，舰船在海上航行时，由于受到天气和海浪影响，会引起六 自由度的运动：横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡，其中横摇、纵摇和垂 荡三个自由度方向的扰动对舰船影响最大，同时由于海浪或自身柴油机的影响 会产生振动，这些不必要的运动和振动会给舰船上设备安全工作、武器发射精 度、直升机起降安全以及船员工作生活等多方面带来严重影响。

针对上述这些问题，提出一种具备调姿隔振功能的平台显得尤为必要。近 几年来，国内外学者对稳定平台及多维隔振平台开始了广泛的研究。中国专利 201510324022.8提出了一种3PRS+6SPS并联调姿隔振复合平台，由动平台、机 架以及连接动平台与机架间的三条相同的主支链和六条相同的弹性支链组成， 此发明兼具调整工作平台姿态和多维隔离振动两种功能，但工作空间小。中国 专利201310210861.8提出了一种折叠式五自由度并联调姿平台，由上平台、下 平台和连接两个平台的五条驱动分支及一条约束分支组成，此发明占用体积小， 调姿空间较大，但承载能力差，刚度低，不具备隔振功能，同时驱动数目多， 控制繁琐。中国专利201420687868.9提出了一种三自由度移动式升降平台，通 过前后滑移平台、左右滑移平台和剪叉升降机构实现三个方向的移动，此发明 有较大的承载能力，但其结构是串联式的，较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作空间大，占用体积小，承载能力强，同时 具有较大刚度的含可变角形分支的三自由度并联调姿隔振平台。

本发明的技术方案如下：

本发明主要包括基座、三个安装座、三组结构相同的直线驱动单元、三条 结构相同的可变角形分支、三个隔振器、助力弹簧和动平台；所述三个安装座 固连在基座上，所述直线驱动单元由带有两个滑块的双直线模组和一个驱动电 机组成，双直线模组固连在安装座上，驱动电机的输出轴端与双直线模组的输 入轴端连接；所述可变角形分支是上端通过转动副连接的两个连杆构成的平面 可变角形机构，上述两个连杆的下端分别通过第一、第二运动副与双直线模组 的两个滑块连接，上述连接两个连杆的转动副的转轴通过第三万向铰与隔振器 的一端连接，该隔振器的另一端与动平台固连；所述助力弹簧下端与基座固连， 其上端为自由端。

所述可变角形分支是顶端通过转动副连接的两个连杆构成的平面可变角形 机构，角形结构由于分支短行程长，在空间受限的并联机构有很好的应用前景。 同时与传统的并联机构分支相比较，机构的整体刚度增加，承载能力增强。

所述第一、第二运动副为第一、第二万向铰或第一、第二球铰，所述第一、 第二万向铰的第一转动轴线共线且与基座平面平行，第一、第二万向铰的第二 转动轴线与第一转动轴线垂直且与可变角形分支平面垂直。

所述带有两个滑块的双直线模组通过一个驱动电机驱动，双直线模组的两 个滑块沿着滑动中心线以相同的速率相互靠近或相互远离。

所述安装座和直线驱动单元有四种布置方式：

第一种布置方式：所述安装座截面为矩形，每组直线驱动单元的双直线模 组固连在同一安装座上，且双直线模组两个滑块的滑动中心线共线。

当按第一种方式布置时，双直线模组的两个滑块可以由同一个具有左右旋 螺纹的螺杆驱动，同样能够实现两个滑块以相同的速率相互靠近或相互远离。

第二种布置方式：所述安装座截面为等腰梯形，每组直线驱动单元的双直 线模组固连在同一安装座的两个斜面上，且双直线模组两个滑块的滑动中心线 在同一平面内。

第三种布置方式：所述安装座截面为直角梯形，其下底所在底面与基座固 连，直角腰所在立面位于内侧、斜腰所在斜面位于外侧，每组直线驱动单元的 双直线模组固连在相邻两个安装座的斜面上，且同一个安装座上相邻的双直线 模组滑块的滑动中心线平行。