[发明专利]一种并联柔索悬吊模拟系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联柔索悬吊模拟系统及模拟方法，尤其适用于模拟并联柔索在不同位置的悬吊模拟及自动调平方法。

背景技术

并联机构具有：无累积误差，精度较高；驱动装置可置于上平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好；结构紧凑，刚度高，承载能力大；完全对称的并联机构具有较好的各向同性，工作空间小等特点，在需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内得到广泛应用，其出现在工业、军事等多个领域。

现阶段国内外对并联柔索机构仍处于探索阶段，还没有取得很大的突破，如何准确地控制柔索的伸长和缩短，以及优化响应机构的运动性能仍是待解决的问题。一种并联柔索悬吊模拟系统的设计，有利于科研中对各种并联柔索提升机构的研究，试验台中得出的数据在科研中具有相当高的价值。而现有并联柔索悬吊系统，驱动装置均固定放置，无法实现不同位置的悬吊模拟，以及存在测量精度差，吊盘重心无法自动改变等缺点。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种结构简单、操控容易、可实现不同位置的悬吊以及测量精度高的并联柔索悬吊模拟系统及方法。

技术方案：本发明的并联柔索悬吊模拟系统，包括框架、设在框架内的吊盘，框架上部四周均设有四个呈正方形中心对称布置的可移动平台，每个可移动平台上均设有分别与吊盘柔索相连的驱动组件，每个驱动组件的一侧均设有一测量柔索张力的张力测量组件；每个驱动组件的卷筒上均设有与吊盘四个吊耳相连的柔索，每根柔索分别经张力测量组件的导向滑轮连接到位于框架内置的一吊盘上；

所述的可移动平台包括平行设置的丝杠和导轨、滑台、固定平台、电机，所述滑台设在丝杠上，由丝杠驱动，丝杠通过联轴器连接电机，由电机驱动；所述固定平台设在滑台上，驱动组件和张力测量组件安装在固定平台上；

所述驱动组件包括电机、电机支架、卷筒左片、卷筒右片、挡圈，电机通过电机支架固定在可移动平台上的固定平台上，卷筒左片、卷筒右片相互配合且中间留出绳槽，卷筒左片、卷筒右片中间开有孔与电机伸出轴配合连接，挡圈通过螺钉连接在电机轴端，进行轴向定位；

所述的张力测量组件包括固定支架、导向滑轮、固定轴、浮动支架、浮动轴，所述的固定支架安装在固定平台上，固定支架上设有拉压传感器，所述浮动支架设在拉压传感器上方，浮动支架上部对称设有两根浮动轴，每个浮动轴上设有导向滑轮；浮动支架下部位置设有安装在固定支架上的三根固定轴，每个固定轴上均固定有导向滑轮，通过上下导向滑轮缠绕一端与驱动组件相连、另一端与吊盘相连的柔索；

所述吊盘包括电机、配重块、丝杠、滑台、吊盘，配重块连接在滑台上，所述滑台与丝杠驱动的螺母相连接，所述丝杠通过联轴器与电机相连，吊盘上均布有多个吊钩。

所述吊盘上均布的多个吊钩为四个。

所述的框架内顶部设有导向组件，导向组件包括四个导向轮，四个导向轮呈正方形中心对称布置在框架上，每个导向轮的轴线与所在方向的驱动组件的卷筒轴线平行。

一种使用上述系统的并联柔索悬吊模拟方法：

当驱动组件提升吊盘时，通过设在框架上四周可移动平台上的四个驱动组件直接驱动柔索提升吊盘，或经过导向组件导向后驱动柔索提升吊盘，实现不同位置悬吊，并通过设在可移动平台上的张力测量组件实时监测与吊盘相连的四根钢丝绳的张力；

当需要实现吊盘不同位置悬吊时，通过自动调平控制系统将信号传输至可移动平台，控制可移动平台的电机驱动丝杠转动，进而使可移动平台固定平台位置改变，即实现吊盘(4)不同位置的悬吊；

当吊盘重心改变时，通过吊盘上的电机驱动丝杠带动配重块运动，改变吊盘的重心；当张力测量组件监测到钢丝绳张力有变化，即刻将信号传输至自动调平控制系统，经自动调平控制系统信号分析处理后，驱动组件的伺服电机运动，自动调平吊盘动作，补偿吊盘与水平状态时变化的角度，使吊盘始终处于水平姿态。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)实现驱动装置在不同位置的悬吊：通过采取丝杠驱动可移动平台移动，驱动装置可以在任意位置进行模拟悬吊，解决了现有技术无法实时改变悬吊位置模拟悬吊系统的缺陷；

(2)悬吊提升的吊盘重心可自动改变：通过采取吊盘的丝杠驱动的滑台，可自动改变配重块的位置，实现悬吊的实时调平模拟，解决了现有技术无法实时改变重心模拟悬吊系统的缺陷。