[发明专利]一种基于混联机构的负载模拟器

摘要

本发明公开了一种基于混联机构的负载模拟器，该负载模拟器由串联组件(1)、A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)、C并联支链组件(4)和静平台组件(5)组成；A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的上端连杆安装在静平台组件(5)上，A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的下端弹性板安装在串联组件(1)的套筒上；串联组件(1)的电机座安装在静平台组件(5)上，串联组件(1)的套筒与A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的弹性板连接。该负载模拟器用于仪器设备的性能测试，这种负载模拟器具有多种方向载荷复合加载的能力，模拟器采用串联机构与并联机构混联实现。

主权项

一种基于混联机构的负载模拟器，其特征在于：该负载模拟器由串联组件(1)、A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)、C并联支链组件(4)和静平台组件(5)组成，其中，A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的结构相同；A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的上端连杆安装在静平台组件(5)上，A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的下端弹性板安装在串联组件(1)的套筒上；串联组件(1)的电机座安装在静平台组件(5)上，串联组件(1)的套筒与A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)和C并联支链组件(4)的弹性板连接；串联组件(1)包括有弹性杆(101)、加载轴(102)、A虎克铰(103)、B虎克铰(104)、伺服电机(105)、上端盖(106)、套筒(107)、下端盖(108)、A角接触球轴承(109)和B角接触球轴承(110)；加载轴(102)为一阶梯轴结构，加载轴(102)从一端至另一端为销孔段(102A)、A轴承安装段(102B)、B轴承安装段(102C)；套筒(107)的中部为圆形通孔(107A)，套筒(107)外部的上方为外圆环(107B)，套筒(107)外部的下方为三角形连接板(107C)，三角形连接板(107C)上的三个连接端分别记为A连接端(17A)、B连接端(17B)和C连接端；伺服电机(105)的机壳通过连接板(105A)安装在静平台(5)的下板面(501A)上，伺服电机(105)的输出轴通过销钉与销孔的配合连接在A虎克铰(103)的一端上，A虎克铰(103)的另一端与弹性杆(101)的一端活动连接，弹性杆(101)的另一端通过销钉与销孔的配合连接在B虎克铰(104)的一端上，B虎克铰(104)的另一端通过销钉与销孔的配合与加载轴(102)的销孔段(102A)连接；A虎克铰(103)的另一端与弹性杆(101)的一端的活动连接，构成了一个移动自由度；加载轴(102)的A轴承安装段(102B)上套接有A角接触球轴承(109)，加载轴(102)的B轴承安装段(102C)上套接有B角接触球轴承(110)，套接有两个轴承的加载轴(102)外部安装有套筒(107)，套筒(107)的上端由上端盖(106)密封，套筒(107)的下端由下端盖(108)密封；套筒(107)的三角形连接板(107C)的A连接端(17A)与A并联支链组件(2)的A弹性板(205)的另一端连接；套筒(107)的三角形连接板(107C)的B连接端(17B)与B并联支链组件(3)的B弹性板(305)的另一端连接；套筒(107)的三角形连接板(107C)的C连接端与C并联支链组件(4)的C弹性板(405)的另一端连接；A并联支链组件(2)包括有A直线驱动件(201)、A拉压力传感器(203)、A球轴承(204)和A弹性板(205)；A直线驱动件(201)的一端为A圆环(201A)，该A圆环(201A)的中心是A通孔(201B)；A直线驱动件(201)的另一端的端部为螺纹段，该螺纹段连接在A拉压力传感器(203)一端的螺纹孔内，A拉压力传感器(203)另一端的螺纹孔内安装有A球轴承(204)的螺纹段；A球轴承(204)的A球窝连接板(204A)连接在A弹性板(205)的一端，A弹性板(205)的另一端连接在串联组件(1)的套筒(107)下方的三角形连接板107C的A连接端(17A)上；B并联支链组件(3)包括有B直线驱动件(301)、B拉压力传感器(303)、B球轴承(304)和B弹性板(305)；B直线驱动件(301)的一端为B圆环(301A)，该B圆环的中心是B通孔；B直线驱动件(301)的另一端的端部为螺纹段，该螺纹段连接在B拉压力传感器(303)一端的螺纹孔内，B拉压力传感器(303)另一端的螺纹孔内安装有B球轴承(304)的螺纹段；B球轴承(304)的B球窝连接板(304A)连接在B弹性板(305)的一端，B弹性板(305)的另一端连接在串联组件(1)的套筒(107)下方的三角形连接板(107C)的B连接端(17B)上；C并联支链组件(4)包括有C直线驱动件(401)、C拉压力传感器(403)、C球轴承(404)和C弹性板(405)；C直线驱动件(401)的一端为C圆环(401A)，该C圆环(401A)的中心是C通孔；C直线驱动件(401)的另一端的端部为螺纹段，该螺纹段连接在C拉压力传感器(403)一端的螺纹孔内，C拉压力传感器(403)另一端的螺纹孔内安装有C球轴承(404)的螺纹段；C球轴承(404)的C球窝连接板(404A)连接在C弹性板(405)的一端，C弹性板(405)的另一端连接在串联组件(1)的套筒(107)下方的三角形连接板(107C)的C连接端上；静平台组件(5)包括有静平台(501)、A转动副连接件(502)、B转动副连接件(503)、C转动副连接件(504)；其中，A转动副连接件(502)、B转动副连接件(503)和C转动副连接件(504)的结构相同；A转动副连接件(502)、B转动副连接件(503)和C转动副连接件(504)按照三角形布局方式安装在静平台(501)的下板面(501A)上；A转动副连接件(502)由A销轴(502A)、A支撑板(502B)和B支撑板(502C)构成，且A支撑板(502B)上开有通孔，B支撑板(502C)上开有通孔；其中，A支撑板(502B)和B支撑板(502C)的结构相同；A支撑板(502B)和B支撑板(502C)平行安装在下板面(501A)上，并通孔A销轴(502A)穿过A支撑板(502B)和B支撑板(502C)上各自的通孔；A转动副连接件(502)与A并联支链组件(2)的安装关系为：A并联支链组件(2)的A直线驱动件(201)的A圆环(201A)置于A支撑板(502B)和B支撑板(502C)之间，并由A销轴(502A)的一端顺次穿过A支撑板(502B)上的通孔、A圆环(201A)上的A通孔(201B)、B支撑板(502C)上的通孔后，最后在A销轴(502A)的端部连接一螺母；同理可得：B转动副连接件(503)中B销轴(503A)与B并联支链组件(3)中B直线驱动件(301)的B圆环端的连接；同理可得：C转动副连接件(504)中C销轴(504A)与C并联支链组件(4)中C直线驱动件(401)的C圆环端的连接。