[发明专利]一种五自由度运动机构

说明书

一种五自由度运动机构，包括通过水平设置的直线导轨安装在基座上方、并由X向液压驱动装置驱动沿X方向移动的U型框架；通过竖直设置在U型框架内的四根直线导轨安装有在Y向液压驱动装置驱动下沿Y向移动的Y向移动架；在Y向移动架上设置有沿β向圆周运动的α箱体，α箱体通过弧形导轨、旋转轴与Y向移动架相连接，并通过设置在α箱体尾端的β铰接驱动装置驱动完成沿弧形导轨作β向运动；在α箱体内部设置有沿α向做圆周运动的α向移动块，α向移动块通过弧形导轨与α箱体相结合，并通过设置在α向移动块下端的两组α铰接驱动装置驱动完成沿弧形导轨作α向运动；在α向移动块上端通过弯刀支板设置有通过γ驱动装置的驱动完成γ向的圆周运动γ滚转机构。

技术领域

本发明涉及一种运动机构，具体说是涉及一种用于在风洞试验过程中将模型送入/退出流场并变化模型姿态角的五自由度运动机构。

背景技术

风洞迎角运动机构系统作为风洞配套试验设备，主要用于在风洞试验过程中将模型送入/退出流场并变化模型姿态角。试验过程中可实时显示和记录模型姿态、系统位移等随时间变化数据。

目前用于在风洞试验过程中将模型送入/退出流场并变化模型姿态角的运动机构，整体结构多采用封闭式的箱体结构，且在关键自由度如α自由度传动中多采用齿轮齿条或者液压缸驱动，此种结构方式维护性与空间开放性不佳，且运动精度有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的正是为了实现以多自由度高精度运动机构为支撑载体来实现对风洞试验中模型的多方位姿态变化的五自由度运动机构。

本发明的目的可采用下述技术措施来实现：

本发明的五自由度运动机构包括基座，通过一组水平设置的直线导轨安装在基座上方、并由X向液压驱动装置驱动沿X方向移动的U型框架；通过竖直设置在U型框架内的四根直线导轨安装有在Y向液压驱动装置驱动下沿Y向移动的Y向移动架；在所述Y向移动架上设置有沿β向圆周运动的α箱体，α箱体通过弧形导轨、旋转轴与Y向移动架相连接，并通过设置在α箱体尾端的β铰接驱动装置驱动完成沿弧形导轨作β向运动；在所述的α箱体内部设置有沿α向做圆周运动的α向移动块，α向移动块通过弧形导轨与α箱体相结合，并通过设置在α向移动块下端的两组α铰接驱动装置驱动完成沿弧形导轨作α向运动；在所述α向移动块上端通过弯刀支板设置有γ滚转机构；所述γ滚转机构通过γ驱动装置的驱动完成γ向的圆周运动。

本发明中所述基座为铸铁基座，在所述铸铁基座与U型框架之间设置有X向直线液压锁紧器，直线液压锁紧器通过液压提供动力将锁紧器与X向锁紧轴之间的弹簧压紧装置分离，在运动到位后解除液压动力，使锁紧器与锁紧轴之间紧固并保持稳定。

本发明在所述U型框架与Y向移动架之间设置有Y向直线液压锁紧器，直线液压锁紧器通过液压提供动力将锁紧器与Y向锁紧轴之间的弹簧压紧装置分离，在运动到位后解除液压动力，使锁紧器与锁紧轴之间紧固并保持稳定。

本发明中所述的β铰接驱动装置包括与电机、减速机相连接的用于驱动旋转螺母做直线运动的β滚珠丝杠，所述旋转螺母通过β铰链机构与α箱体相结合；当旋转螺母运动时带动β铰链机构与α箱体在弧形导轨的约束下做圆周运动，其中β铰链机构的两端分别采用轴承与旋转螺母、α箱体相结合，组成两组滚动轴系；为了增加滚珠丝杠在负载下的刚性，在旋转螺母下方放置一组直线导轨与滑块，使负载作用于导轨滑块之上，为了避免β滚珠丝杠由于过大的压力负载产生固定端变形从而影响传递精度，所述β滚珠丝杠两端的固定轴承分别采用两组角接触轴承予以压紧。

所述的α铰接驱动装置采用与β铰接驱动装置相同的结构，包括与电机、减速机相连接的用于驱动旋转螺母做直线运动的β滚珠丝杠，所述旋转螺母通过铰链机构与α向移动块相结合；利用直线运动通过铰链机构驱动α向移动块沿弧形导轨作α向运动。