[发明专利]一种直线电机驱动六自由度振动模拟装置

权利要求书

1.一种直线电机驱动的六自由度振动模拟装置，其特征在于：包括六自由度并联机构、直线电机驱动机构、六自由度测量控制系统；所述直线电机驱动机构同时充当所述六自由度并联机构的静平台，所述六自由度并联机构的动平台位于静平台的上端，通过六根运动支链与所述直线电机驱动机构相连接；六自由度测量控制系统由直线光栅传感器、加速度计和控制器组成，直线光栅传感器与加速度计分别位于直线电机驱动机构的底部和工作台侧表面。

2.根据权利要求1所述的直线电机驱动的六自由度振动模拟装置，其特征在于：所述六自由度并联机构包括动平台(1)、运动支链(2)；所述动平台(1)为Y型平台，用于安装被测传感器，为其提供多自由度振动激励；所述运动支链(2)的数量为六，由动平台球铰(5)、连杆(6)以及静平台球铰(7)组成；运动支链(2)的连杆(6)为刚性体；运动支链(2)的可动部分为动平台球铰(5)和静平台球铰(7)；所述直线电机驱动机构工作台(9)的顶端与支撑平台安装座(17)固定连接，静平台球铰(7)固定安装于支撑平台安装座(17)的上表面；所述动平台(1)的下表面与动平台安装座(18)固定连接，每两个动平台球铰(5)为一组，固定安装于动平台安装座(18)上，使六自由度并联机构的旋转能够达到更大的角度；运动支链(2)两两一组，通过动平台球铰(5)与静平台球铰(7)实现动平台(1)与直线电机驱动机构工作台(9)的连接，使六自由度并联机构的动平台(1)能够输出不同的位置和姿态。

3.根据权利要求2所述的直线电机驱动的六自由度振动模拟装置，其特征在于：所述直线电机驱动机构包括直线电机(4)、基座(8)、工作台(9)、导轨(12)、气浮轴承(13)；所述直线电机(4)的数量为六，两两一组平行安装在同一基座(8)上，以120°间隔均匀分布；所述导轨(12)平行固定在所述基座(8)上，气浮轴承(13)布置在导轨(12)上，气浮轴承(13)的顶端与工作台(9)的底端相配合；所述直线电机选用无铁芯直线电机，电机的动子(10)固定于工作台(9)的下表面，磁轨(11)固定在基座(8)的底端，定子均匀的分布在磁轨(11)的凹槽两侧；当定子绕组通入交流电时，在气隙中产生行波磁场，动子(10)在行波磁场的切割下产生感应电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相互作用产生电磁推力，动子(10)在推力作用下做直线运动，使工作台(9)在导轨(12)上做直线运动。

4.根据权利要求3所述的直线电机驱动的六自由度振动模拟装置，其特征在于：所述六自由度测量控制系统由直线光栅传感器(3)、加速度计(20)和控制器组成；所述直线光栅传感器(3)由光栅尺(14)和光栅读数头(15)组成；所述光栅尺(14)安装在基座(8)底部，所述光栅读数头(15)安装在工作台安装板(16)的侧面，控制器(21)向直线电机驱动机构发送电流信号使直线电机运动，光栅读数头(15)随工作台(9)运动获取实时位移信息，控制器(21)接受直线光栅传感器(3)的位移反馈；加速度计(20)安装于工作台(9)侧面，与工作台(9)具有一致的运动特性；工作台(9)的运动状态由加速度计(20)测量，通过信号调理仪将加速度计(20)测量的加速度信号传送回计算机，以实时分析、处理及显示；六自由度测量控制系统采用直线光栅传感器低频位移测量和加速计高频加速度测量相融合的方式，实现宽频带的运动反馈。