CN101441127A - 三自由度机械式振动环境试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三自由度机械式振动环境试验平台，涉及振动环境试验领域。基座1和振动台5由运动支链2、3和4相连，其中，运动支链2和3分别由伺服电机6和15、导向杆21和14、滚珠丝杆螺母副22和13、移动滑块20和12、连杆18和10、定长杆19和11、动连杆17和16组成；运动支链4由伺服电机9、滚珠丝杠螺母副8、定长杆7组成。本试验台在伺服电机6、15和9的驱动下，可实现振动台5在空间任意方向的振动。本发明的优点是：将并联机构应用于对机电元件进行耐振强度和耐振稳定性试验或模拟其它振动环境，承载能力更好、加工装配工艺性更佳、结构紧凑、精度高、刚度大和运动空间相对较大。

Description

三自由度机械式振动环境试验平台

技术领域

本发明涉及振动环境试验领域，特别是涉及一种运动学式机械振动环境试验平台。该发明属于对机电元件进行耐振强度和耐振稳定性试验或模拟其它振动环境的试验设备。

背景技术

并联机器人具有结构紧凑、刚度大、精度高等优点，受到了国内外学者的重视，在机械加工、航天航空和仿生等领域等到了广泛的应用。将并联机构应用于振动试验领域，充分发挥了并联机构的优点，也为振动试验领域提供了一种新的试验平台。

中国专利公开号CN 1614376A，公开日2005年5月11日，发明创造的名称为三自由度机械式振动环境实验平台，该申请案公开了一种将并联机构应用于对机电元件进行耐振强度和耐振稳定性试验或模拟其它振动环境的三自由度机械式振动环境实验平台。其不足之处是由于静平台和动平台通过三对分布在三个垂直面上相互垂直的运动支链连接，因此单个分支承载某个方向上的力较大，导致其承载能力相对较弱，并且每组刚性支架通过球铰直接连接在滑块，滑块套在导轨上，运动时，刚性支架和导轨容易发生碰撞，导致工作空间较小。

发明内容

本发明要克服现有三自由度机械式振动环境实验平台的上述缺点，提出一种适用于振动试验领域，承载能力更好、加工装配工艺性更佳、结构紧凑、精度高和刚度大的三自由度机械式振动环境实验平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

三自由度振动环境试验平台，包括基座、振动台，所述的振动台铰支在第一支链、第二支链、第三支链上。

第一支链由第一直线动力机构和第一平行四边形支架构成，第二支链由第二直线动力机构和第二平行四边形支架构成；所述的第一、第二直线动力机构设置于所述的基座底面上；所述的第一、第二平行四边形支架的上杆铰接于所述的振动台，下杆以平行于所述的第一、第二直线动力机构的移动方向为旋转轴的方式铰接于所述的第一、第二直线动力机构的移动端，所述第一、第二平行四边形支架的四条杆相互铰接，所述的第一、第二平行四边形支架所在的平面平行于所述的第一、第二直线动力机构的移动方向。

所述的第一直线动力机构与第二直线动力机构的移动方向相互垂直。所述的第一支链与振动台铰接处和振动台中心的连线、与第二支链与振动台铰接处和振动台中心的连线相互垂直。

第三支链由第三直线动力机构、定长杆组成，所述第三直线动力机构垂直安装在基座的底面上，通过球铰与定长杆相连，所述的定长杆通过球铰与所述的振动台相连。

第三支链处于第一直线动力机构与第二直线动力机构的移动方向所构成的直角的角平分线上。

进一步，所述的第一直线动力机构包括第一伺服电机、第一导向杆，第一滚珠丝杠螺母副、第一移动滑块，所述的第二直线动力机构包括第二伺服电机、第二导向杆、第二滚珠丝杠螺母副、第二移动滑块，所述第一、第二伺服电机、第一、第二导向杆均安装在所述基座的底面上，第一、第二滚珠丝杠螺母副的丝杠与第一、第二伺服电机相连，螺母与第一、第二移动滑块相连，第一、第二的移动滑块作为所述第一、第二直线动力机构的移动端铰接于所述第一、第二平行四边形支架的底部连杆中间部位。

所述的第三直线动力机构包括第三伺服电机，所述第三伺服电机安装在基座的底面上，第三滚珠丝杠螺母副的丝杠与第三伺服电机相连，第三滚珠丝杠螺母副的螺母通过球铰与定长杆相连。

本发明的技术构思为：本发明是对专利公开号CN 1614376A中公布的三自由度机械式振动环境实验平台的一种改进。公开号CN1614376A中的三自由度机械式振动环境实验平台其承载能力相对较差，运动时，刚性支架和导轨容易发生碰撞，工作空间较小。本发明的运动支链从下向上延伸支撑着振动台，承载能力更好，运动空间相对较大，基本上使用转动副铰链进行铰接，加工工艺性好，在装配时先装配运动支链2，3，再装配运动支链4，装配容易。振动台5在第一、第二、第三伺服电机的驱动下，可实现所述振动台在空间任意方向的振动。

本发明的优点是：将并联机构应用于对机电元件进行耐振强度和耐振稳定性试验或模拟其它振动环境，承载能力更好、加工装配工艺性更佳、结构紧凑、精度高、刚度大和运动空间相对较大。

附图说明

图1为三自由度机械式振动环境试验平台的结构图。

图2为三自由度机械式振动环境试验平台的立体图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。

参照图1和2：三自由度振动环境试验平台由基座1、振动台5及铰支在两者之间的第一运动支链2、第二运动支链3和第三运动支链4，其中，第一运动支链2和第二运动支链3分别由第一伺服电机6和第二伺服电机15、第一导向杆21和第二导向杆14、第一滚珠丝杠螺母副22和第二滚珠丝杠螺母副13、第一移动滑块20和第二移动滑块12、第一连杆18和第二连杆10、第一定长杆19和第二定长杆11、第一动连杆17和第二动连杆16组成。第一伺服电机6和第二伺服电机15、第一导向杆21和第二导向杆14均安装在基座1的底面上，第一滚珠丝杠螺母副22和第二滚珠丝杠螺母副13的丝杠分别与第一伺服电机6和第二伺服电机15相连，螺母分别与第一移动滑块20和第二移动滑块12相连，第一移动滑块20和第二移动滑块12以平行于第一导向杆21和第二导向杆14的移动方向为旋转轴的方式铰接于第一连杆18和第二连杆10的中间部位，第一动连杆17和第二动连杆16的中间部位分别铰接于振动台5。第一连杆18、第一定长杆19和第一动连杆17相互铰接，在空间组成一个平行四边形。第二连杆10、第二定长杆11和第二动连杆16相互铰接，在空间组成另一个平行四边形。所述两个平行四边形所在的两个平面分别平行于第一导向杆21和第二导向杆14的移动方向。第一导向杆21和第二导向杆14的移动方向相互垂直。

第一运动支链2与振动台5铰接处和振动台5中心的连线、与第二运动支链3与振动台5铰接处和振动台5中心的连线相互垂直。

第三运动支链4由第三伺服电机9、第三滚珠丝杠螺母副8、第三定长杆7组成，第三伺服电机9安装在基座1上，第三滚珠丝杠螺母副8的丝杠与第三伺服电机9相连，垂直于基座1，第三滚珠丝杠螺母副8的螺母通过球铰与第三定长杆7相连，第三定长杆7通过球铰与振动台5相连。

第三运动支链4处于第一导向杆21和第二导向杆14的移动方向所构成的直角的角平分线上。

该振动台在第一、第二、第三伺服电机6、15和9的驱动下，可实现振动台5在空间任意方向的振动。

本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思所实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当仅局限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围及于本领域技术人员根据本实用新型的技术构思所能想到的等同技术手段。

Claims (2)

1、三自由度振动环境试验平台，包括基座、振动台，其特征在于：

所述的振动台铰支在第一支链、第二支链、第三支链上；

第一支链由第一直线动力机构和第一平行四边形支架构成，第二支链由第二直线动力机构和第二平行四边形支架构成；所述的第一、第二直线动力机构设置于所述的基座底面上；所述的第一、第二平行四边形支架的上杆铰接于所述的震动台，下杆以平行于所述的第一、第二直线动力机构的移动方向为旋转轴的方式铰接于所述的第一、第二直线动力机构的移动端，所述第一、第二平行四边形支架的四条杆相互铰接，所述的第一、第二平行四边形支架所在的平面平行于所述的第一、第二直线动力机构的移动方向；

所述的第一直线动力机构与第二直线动力机构的移动方向相互垂直；

所述的第一支链与振动台铰接处和振动台中心的连线、与第二支链与振动台铰接处和振动台中心的连线相互垂直；

第三支链由第三直线动力机构、定长杆组成，所述第三直线动力机构垂直安装在基座的底面上，通过球铰与定长杆相连，所述的定长杆通过球铰与所述的振动台相连；

第三支链处于第一直线动力机构与第二直线动力机构的移动方向所构成的直角的角平分线上。

2、根据权利要求1所述的三自由度振动环境试验平台，其特征在于：所述的第一直线动力机构包括第一伺服电机、第一导向杆，第一滚珠丝杠螺母副、第一移动滑块，所述的第二直线动力机构包括第二伺服电机、第二导向杆、第二滚珠丝杠螺母副、第二移动滑块，所述第一、第二伺服电机、第一、第二导向杆均安装在所述基座的底面上，第一、第二滚珠丝杠螺母副的丝杠与第一、第二伺服电机相连，螺母与第一、第二移动滑块相连，第一、第二的移动滑块作为所述第一、第二直线动力机构的移动端铰接于所述第一、第二平行四边形支架的底部连杆中间部位；

所述的第三直线动力机构包括第三伺服电机安装在基座的底面上，第三滚珠丝杠螺母副的丝杠与第三伺服电机相连，螺母通过球铰与定长杆相连。

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