[实用新型]四自由度运动机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程试验技术领域，特别涉及一种四自由度运动机构。

背景技术

平面运动机构在船舶操纵性能试验研究中应用比较广泛，现有技术中公开的水平面平面运动机构，可以带动船舶做横荡、首摇两个自由度的运动；现有技术中公开的垂直面平面运动机构，可以带动船舶做垂荡、纵摇(或横摇)两个自由度的运动。

用于船舶操纵性研究的平面运动机构只能模拟水平面或垂直面的两个自由度的运动。另外，目前的平面运动机构采用滚珠丝杠、蜗轮蜗杆、电动缸、十字滑框、转盘等传动方式，适合输出低频、大振幅的运动，在高频运动时振动较大、精度较低，不太适合海洋结构物粘性水动力性能的精细研究，因此，如何克服上述问题，提供一种可以输出高精度的运动且结构简单的运动机构，是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种可以输出高精度的运动且结构简单的四自由度运动机构。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种四自由度运动机构，包括：纵向两自由度平面运动机构、垂向两自由度平面运动机构和系统控制箱，其中，所述垂向两自由度平面运动机构设置在所述纵向两自由度平面运动机构的运动输出端，并由所述纵向两自由度平面运动机构带动动作，所述系统控制箱设置在所述纵向两自由度平面运动机构上并控制所述纵向两自由度平面运动机构和垂向两自由度平面运动机构动作。

作为优选，所述纵向两自由度平面运动机构包括：安装底座、平行设置在所述安装底座两侧的纵向导轨、与所述纵向导轨相匹配的滑块、安装在所述滑块上的轴环组件以及纵向驱动组件，其中，所述纵向驱动组件与所述轴环组件通过纵向铰链连接。

作为优选，所述纵向驱动组件包括：对称设置在所述安装底座两侧的水平运动伺服电机、水平同步带直线驱动器和纵向推拉杆，其中，所述水平运动伺服电机通过所述水平同步带直线驱动器带动所述纵向推拉杆沿纵向运动，所述纵向推拉杆通过所述纵向铰链与所述轴环组件连接，且所述轴环组件与垂向两自由度平面运动机构固接。

作为优选，所述轴环组件包括：固定在所述滑块上的轴环底座、安装在所述轴环底座上的轴环以及与所述轴环连接的轴环压板，所述轴环压板与所述纵向铰链以及垂向两自由度平面运动机构分别连接。

作为优选，所述轴环压板包括轴环内圈压板和轴环外圈压板，其中，所述轴环的外圈通过轴环外圈压板与所述轴环底座固接，所述轴环的内圈由所述轴环内圈压板包裹，所述轴环内圈压板的中心开设有供所述垂向两自由度平面运动机构穿过的通孔，且所述轴环内圈压板通过垂向安装支架与所述垂向两自由度平面运动机构固接。

作为优选，所述纵向铰链包括：纵向铰链座、纵向铰链滑块、纵向铰链轴和纵向铰链板；其中，所述纵向铰链座与所述轴环组件固接且所述纵向铰链座上开设有滑槽，所述滑块设置在所述滑槽内并通过所述纵向铰链轴与所述纵向铰链板铰接，所述纵向铰链板与所述纵向驱动组件连接。

作为优选，所述垂向两自由度平面运动机构包括：与所述纵向两自由度平面运动机构连接的安装支柱、设在所述安装支柱两相对外侧面上的垂向驱动组件以及与所述垂向驱动组件连接的连接板。

作为优选，所述垂向驱动组件包括：设置在所述安装支柱外侧面上的垂向运动伺服电机、与所述垂向运动伺服电机连接的垂向同步带直线驱动器以及与所述垂向同步带直线驱动器连接的垂向推拉杆，所述垂向推拉杆通过垂向铰链与所述连接板铰接。

作为优选，所述垂向铰链包括：垂向铰链座、垂向铰链滑块和垂向铰链轴，其中，所述垂向铰链座固定在所述连接板上且所述垂向铰链座上开设有一长槽，所述垂向铰链滑块通过所述长槽与所述垂向铰链座滑动连接，所述垂向推拉杆通过所述垂向铰链轴与所述垂向铰链滑块铰接。

作为优选，所述垂向运动伺服电机的设置方向与四自由度运动机构的纵荡方向一致，且所述垂向运动伺服电机还通过电机加固支架与所述纵向两自由度平面运动机构固接。

与现有技术相比，本实用新型通过设置纵向两自由度平面运动机构和垂向两自由度平面运动机构，具有运动精度高，运行振动小，可模拟高频率运动的优点；能够模拟水平平移、绕垂直轴转动、垂向平移、绕水平轴转动这四种运动方式中的任意一种或两种以上的耦合运动，适用于海洋结构物的粘性性能试验研究。

附图说明

图1为本实用新型的四自由度运动机构的结构示意图；

图2为本实用新型的四自由度运动机构的左视图；

图3为本实用新型的四自由度运动机构的俯视图；

图4为图1的A-A面剖视图；