CN102175441B - 一种基于混联机构的负载模拟器 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种基于混联机构的负载模拟器

技术领域

本发明涉及一种用于仪器设备性能测试的基于混联机构的负载模拟器。

背景技术

仪器设备在受到复合负载情况下的性能测试是工业领域持久以来的关键技术，其在受到复合负载下的性能将极大地影响被测仪器设备的稳定性、可靠性、快速性等。

现有的负载模拟器多数集中在单独弯矩、单独扭矩的加载，鲜见对仪器设备的弯矩、扭矩、轴向力的复合加载。单独弯矩、单独扭矩的加载设备只能对单方向力矩进行加载。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于混联机构的负载模拟器，该模拟器是一种非单一弯矩、扭矩或轴向力加载，而是具有弯矩、扭矩、轴向力复合加载能力的负载模拟器。本发明负载模拟器的3-RPS机构是一种零扭转机构，并且3-RPS并联机构具有绕上平台内两垂直轴线转动以及沿着垂直上平台平面轴线移动3个自由度。在微动的情况下，利用并联机构的移动，可以为被加载部件轴施加轴向的拉力或者推力；而利用并联机构的转动，可以为被加载部件轴施加弯矩。轴向力加载与弯矩加载之间可以实现互相解耦，可以单独或者复合施加于被加载部件轴上。而3-RPS机构与串联支链之间通过一转动副相连，串联支链具有六个自由度，3-RPS机构与串联支链之间通过套筒组件(包括串联组件1中的上端盖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)实现扭矩加载与弯矩/轴向力加载的相互解耦。

本发明的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。

本发明基于混联机构的负载模拟器的优点在于：

①本发明的负载模拟器是一种包含弹性元件的弯矩、轴向力与扭矩的单一或复合加载的设备，这种设备相比于单一弯矩、扭矩、轴向力加载设备适用范围广，通用性强；而相对于六维力/力矩加载设备，其加载精度高，减少冗余自由度。

②三个并联支链组件中分别采用一个拉压力传感器与球轴承相连，分别测试各并联支链的拉压力并运用力合成法则计算出末端的弯矩和轴向力；由于拉压力传感器精度很高，可得到很高弯矩/轴向力加载精度。

③串联机构中的虎克铰可达到较高的加工精度，可大幅度减小扭矩控制时的回程误差；同时，虎克铰的一端与弹性杆的一端活动连接，也保证了弯矩/轴向力加载时，通过弹性杆的轴向窜动实现弯矩/轴向力加载与扭矩加载的有效解耦。

④由于负载模拟器基于较成熟的并联机构理论和自动控制理论，使得该模拟器具有良好的可控性、无破坏性、较高的经济型、全天候性以及操作简单方便的优点。

⑤本发明负载模拟器采用串联机构与并联机构构成的混联机构，大大的减小了占用的空间，具有结构紧凑，降低制造成本等优点。

附图说明

图1是本发明复合加载试验装置的结构图。

图2是本发明串联组件的结构图。

图2A是本发明串联组件的分解图。

图3是本发明A并联支链组件的结构图。

图3A是本发明A并联支链组件的分解图。

图3B是本发明B并联支链组件的分解图。

图3C是本发明C并联支链组件的分解图。

图4是本发明静平台的结构图。

图4A是本发明静平台中的A转动副连接件与A直线驱动件的配合示意图。

图中：1.串联组件  101.弹性杆  102.加载轴  102A.销孔段102B.A轴承安装段  102C.B轴承安装段  103.A虎克铰104.B虎克铰  105.伺服电机  105A.连接板  106.上端盖  107.套筒107A.中心通孔  107B.外圆环  107C.三角形连接板  17A.A连接端17B.B连接端  108.下端盖  109.A角接触球轴承110.B角接触球轴承  2.A并联支链组件  201.A直线驱动件  201A.A圆环201B.A通孔  203.A拉压力传感器  204.A球轴承204A.A球窝连接板  205.A弹性板  3.B并联支链组件301.B直线驱动件  301A.B圆环  303.B拉压力传感器304.B球轴承  304A.B球窝连接板  305.B弹性板4.C并联支链组件  401.C直线驱动件  401A.C圆环403.C拉压力传感器  404.C球轴承  404A.C球窝连接板  405.C弹性板5.静平台组件  501.静平台  501A.下板面  502.A转动副连接件502A.A销轴  502B.A支撑板  502C.B支撑板  503.B转动副连接件503A.B销轴  504.C转动副连接件  504A.C销轴

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的基于混联机构的负载模拟器基本构思是：3-RPS(3-Revolute-Prismatic-Spherical，译文为3-转动副-移动副-球副)机构是一种零扭转机构，并且3-RPS并联机构具有绕上平台内两垂直轴线转动以及沿着垂直上平台平面轴线移动三个自由度。在微动的情况下，利用并联机构的移动，可以为被加载部件轴施加轴向的拉力或者推力；而利用并联机构的转动，可以为被加载部件轴施加弯矩。轴向力加载与弯矩加载之间可以实现互相解耦，可以单独或者复合施加于被加载部件轴上。而3-RPS机构与串联支链之间通过一转动副相连，串联支链具有六个自由度，3-RPS机构与串联支链之间通过套筒组件(包括串联组件1中的上端盖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)实现扭矩加载与弯矩/轴向力加载的相互解耦。

参见图1所示，本发明的一种基于混联机构的复合加载试验装置，该装置包括有串联组件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；其中，A并联支链组件2、B并联支链组件3与C并联支链组件4的结构相同。

(一)串联组件1

参见图1、图2、图2A所示，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、B连接端和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上连接有A角接触球轴承109，加载轴102的B轴承安装段102C上连接有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(图2A中未示出)与C并联支链组件4的C弹性板405的另一端连接。

在本发明中，串联组件1的运动为：伺服电机105转动，通过A虎克铰103带动弹性杆101转动，弹性杆101通过B虎克铰104带动加载轴102转动。

在本发明中，串联组件1中的动力源伺服电机105也可以采用扭矩电机代替。

(二)A并联支链组件2

参见图3、图3A所示，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。

在本发明中，A并联支链组件2中的A直线驱动件201可以替换为直线电机、电动缸、液压缸作为加载的动力源。

参见图1所示，在本发明中，A并联支链组件2的运动关系为：在A直线驱动件201的驱动下，致使A球轴承204被推动，同时A直线驱动件201的圆环端绕A转动副连接件502转动。

(三)B并联支链组件3

参见图1、图3B所示，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301A的中心是B通孔(图3B中未示出)；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。

在本发明中，B并联支链组件3中的B直线驱动件301可以替换为直线电机、电动缸、液压缸作为加载的动力源。

在本发明中，B并联支链组件3的运动关系为：在B直线驱动件301的驱动下，致使B球轴承304被推动，同时B直线驱动件301的圆环端绕B转动副连接件503转动。

(四)C并联支链组件4

参见图1、图3C所示，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(图3C中未示出)；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。

在本发明中，C并联支链组件4中的C直线驱动件401可以替换为直线电机、电动缸、液压缸作为加载的动力源。

在本发明中，拉压力传感器选用航天科技集团公司第701研究所生产的型号为BK-2FB-0.5t传感器。

在本发明中，A直线驱动件201、B直线驱动件301和C直线驱动件401为相同器件，选取Kollmorgen公司生产的ECT09-B53R03PB-3220-100SJ00XX型号。

在本发明中，C并联支链组件4的运动关系为：在C直线驱动件401的驱动下，致使C球轴承404被推动，同时C直线驱动件301的圆环端绕C转动副连接件504转动。

在本发明中，三个并联支链组件(A并联支链组件2、B并联支链组件3、C并联支链组件4)在各自的运动下进行协调，共同作用完成弯矩/轴向力加载。

(五)静平台组件5

参见图1、图4所示，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；

在本发明中，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。

本发明负载模拟器的动作为：

串联组件：伺服电机105转动，通过A虎克铰103带动弹性杆101转动，弹性杆101通过B虎克铰104带动加载轴102转动，当被加载设备的输出轴与加载轴相连时，就将扭矩施加到被加载对象轴上。

并联组件：在A并联支链组件2的A直线驱动件201的驱动下，致使A球轴承204运动，同时A直线驱动件201上端的圆环绕A转动副连接件502转动，上述动作联合作用将力施加到A弹性板205上，A弹性板205与1串联组件中的套筒107刚性连接，力传递到套筒107上；同理，B球轴承304在B并联支链组件3的B直线驱动件301的驱动下运动，同时B直线驱动件301的圆环端绕B转动副连接件503转动，上述动作联合作用将力施加到B弹性板305上，B弹性板305与套筒107刚性连接，力传递到套筒107上；C球轴承404在C并联支链组件4的C直线驱动件401的驱动下运动，同时C直线驱动件401的圆环端绕C转动副连接件504转动，上述动作联合作用将力施加到C弹性板405上，C弹性板405与套筒107刚性连接，力传递到套筒107上；通过(A并联支链组件2、B并联支链组件3、C并联支链组件4)三个并联支链运动幅度的不同，将会产生单独或复合的弯矩或轴向力；套筒107通过A角接触球轴承109和B角接触球轴承110将弯矩和轴向力传递到加载轴102上，当被加载设备的输出轴与加载轴102相连时，就会将弯矩和轴向力施加到被加载对象轴上。

本发明中的弯矩/轴向力加载方式如下：在3-RPS(3-Revolute-Prismatic-Spherical，译文为3-转动副-移动副-球副)机构微动的情况下，机构几何尺寸基本不变，假定3弹性板所在平面与初始状态相同，仍处于水平，由三支链上分别装有的拉压力传感器测得各支链端点处的受力，解算得到的弯矩/轴向力即认定为模拟器所施加的弯矩/轴向力。

本发明中的扭矩加载方式如下：采用伺服电机→虎克铰→弹性杆→虎克铰→加载轴→被加载设备输出轴这一支链可以单独的将扭矩施加于被加载部件输出轴上。

扭矩加载与弯矩/轴向力加载的独立性，即共用同一机架的3-RPS并联机构与串联支链之间的解耦，是通过套筒组件(包括串联组件1中的上端盖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)实现的，即该组件可以实现在弯矩与扭矩/轴向力同时加载时，两者不互相影响。

本发明的另一特点为：由于六维力传感器的相互耦合非常严重造成传感器测试精度较差，在弯矩/轴向力加载环节，我们采用3个拉压力传感器：A拉压力传感器203、B拉压力传感器303、C拉压力传感器403分别测试各并联支链的拉压力并运用力合成法则计算出末端的弯矩和轴向力的测试方法；这种方法中由于拉压力传感器的线性度、精度等指标均远高于六维力传感器，而在微动情况下，机构尺寸的变化又可忽略不计，因此，可得到较高弯矩/轴向力加载精度的设备。

本发明中的加载是通过刚性结构与弹性元件结合的方式实现的，即通过弹性元件的弹性变形施加所需的弯矩/扭矩/轴向力，扭矩加载中的弹性环节为弹性杆，弯矩/轴向力加载中的弹性环节为弹性板，弹性环节的加入为大刚性结构的加载提供了可能，同时弹性环节用于加载设备和被加载设备间提供加载缓冲，滤除施加载荷的高频分量。

在本发明的基于混联机构的复合加载试验装置中，蕴含了并联机构理论、自动控制理论、传感测试技术等多项先进技术，是一台典型的机电集成系统。该装置测试频带范围宽，可以实现不同方向不同类型载荷的复合加载，且具有良好的可控性、无破坏性、全天候以及操作简单方便，并且相对现场试验可得到全面完整的试验参数。

Claims (5)

1.一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(501)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，并通过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。

2.根据权利要求1所述的基于混联机构的负载模拟器，其特征在于：串联组件(1)中的伺服电机(105)采用扭矩电机代替。

3.根据权利要求1所述的基于混联机构的负载模拟器，其特征在于：A并联支链组件(2)中的A直线驱动件(201)替换为直线电机、电动缸或者液压缸作为加载的动力源。

4.根据权利要求1所述的基于混联机构的负载模拟器，其特征在于：串联组件(1)中的伺服电机(105)转动，通过A虎克铰(103)带动弹性杆(101)转动，弹性杆(101)通过B虎克铰(104)带动加载轴(102)转动，当被加载设备的输出轴与加载轴相连时，就将扭矩施加到被加载对象轴上。

5.根据权利要求1所述的基于混联机构的负载模拟器，其特征在于：在A并联支链组件(2)的A直线驱动件(201)的驱动下，致使A球轴承(204)运动，同时A直线驱动件(201)上端的圆环绕A转动副连接件(502)转动，上述动作联合作用将力施加到A弹性板(205)上，A弹性板(205)与串联组件中的套筒(107)刚性连接，力传递到套筒(107)上；同理，B球轴承(304)在B并联支链组件(3)的B直线驱动件(301)的驱动下运动，同时B直线驱动件(301)的圆环端绕B转动副连接件(503)转动，上述动作联合作用将力施加到B弹性板(305)上，B弹性板(305)与套筒(107)刚性连接，力传递到套筒(107)上；C球轴承(404)在C并联支链组件(4)的C直线驱动件(401)的驱动下运动，同时C直线驱动件(401)的圆环端绕C转动副连接件(504)转动，上述动作联合作用将力施加到C弹性板(405)上，C弹性板(405)与套筒(107)刚性连接，力传递到套筒(107)上；通过A并联支链组件(2)、B并联支链组件(3)、C并联支链组件(4)三个并联支链运动幅度的不同，将会产生单独或复合的弯矩或轴向力；套筒(107)通过A角接触球轴承(109)和B角接触球轴承(110)将弯矩和轴向力传递到加载轴(102)上，当被加载设备的输出轴与加载轴(102)相连时，就会将弯矩和轴向力施加到被加载对象轴上。

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