CN104924293A - 一种并联调姿隔振复合平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种并联调姿隔振复合平台，属于并联机构应用技术领域。动平台、机架和三条主支链构成调姿稳定平台，通过驱动主支链中的移动副，可实现动平台两转动一平移运动输出，从而保持平台稳定的工作姿态。动平台、机架和六条弹性支链构成多维隔振平台，来自机架的中高频振动可被弹性支链中的弹簧吸收，实现多维隔振功能。平台机构设计巧妙，结构简单紧凑，可同时解决工作平台姿态调整和多维隔振问题。

Description

一种并联调姿隔振复合平台
 技术领域
本发明涉及一种并联调姿隔振复合平台，具体地讲，是采用两层并联机构实现平台的姿态调整及多维隔振，属于并联机构应用技术。
背景技术 
并联机构通常由动平台、静平台(机架)及分布两平台之间的若干支链组成，具有刚度大、速度快、精度高的优点，在工业机器人、运动模拟器、并联机床等领域得到广泛应用。
近年来，基于并联机构的稳定平台及多维隔振平台受到国内外学者的广泛关注，并已经开始了相关的应用研究。其工作原理是当静平台受到多维激励扰动时，通过控制驱动副运动，从而保持动平台保持稳定状态，削弱多维振动。二者不同的是稳定平台采用的驱动副通常为电机、液压缸、气缸等主动驱动元器件，适用于低频激励下保持动平台稳定姿态；而隔振平台的驱动副通常为弹簧、阻尼器等被动驱动元件或磁流变阻尼器、电流变阻尼器等半主动驱动元器件，适用于削弱中高频激励下动平台的多维隔振。尽管二者工作原理类似，但应用场合并不相同，因此实际应用中通常根据实际情况选择相应的方案。
然而，实际工程中激励环境比较复杂，高低频振动激励并存，如海洋平台、船舶、太空舱、工程车辆等应用领域，既需要保持平台工作姿态，又需要削弱多维振动。目前，尚未出现同时具备姿态稳定和多维隔振的多功能装备。
发明内容 
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种3PRS+6SPS并联调姿隔振复合平台。该平台具有以下特点：（1）机构工作平台具有两转动一平移运动输出；（2）兼具调整工作平台姿态和多维隔离振动两种功能，适用于频率范围较宽的场合。（3）结构紧凑，控制简单。
本发明的技术方案是：
所述一种并联调姿隔振复合平台，包括动平台、机架、连接动平台与机架间的三条相同的主支链和六条相同的弹性支链构成，其特征在于：所述主支链包括从上至下依次连接的转动副、第一杆、移动副、第二杆、第二球副；所述弹性支链包括从上至下依次连接的第一球副、第三杆、弹簧、第四杆、第二球副。
所述三条相同的主支链均为直链，均匀分布于动平台上平面与机架之间，主支链中移动副的轴线垂直于转动副的轴线；转动副位于动平台上平面上并均匀分布，第二球副位于机架上并均匀分布。
所述的转动副位于等边六角形的动平台上平面其中三条边的中点，绕圆周互呈120°均匀分布。
所述第二球副位于等边三角形的机架的三个顶点上。
所述六条相同的弹性支链均为直链，分为三组布置在动平台下平面与机架之间，每组中两条弹性支链相交于第二球副处。
每条弹性支链位于动平台下平面等边六边形顶点和呈等边三角形的机架的顶点的连线上。
所述主支链与构成一组的两条弹性支链相交于第二球副处。
本发明的有益效果是：
(1)动平台、机架和三条主支链构成调姿稳定平台，通过驱动主支链中的移动副，可实现动平台两转动一平移运动输出，从而保持平台稳定的工作姿态。
(2)动平台、机架和六条弹性支链构成多维隔振平台，来自机架的中高频振动可被弹性支链中的弹簧吸收，实现多维隔振功能。
(3)平台机构设计巧妙，结构简单紧凑，可同时解决工作平台姿态调整和多维隔振问题。
附图说明
图1为本发明的结构原理图。
图中：1、动平台；2、机架；3、弹簧；1R、转动副；1G、第一杆；1P、移动副；2G、第二杆；1S、第一球副；2S、第二球副；3G、第三杆；4G、第四杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示：所述一种并联调姿隔振复合平台，包括动平台1、机架2以及连接动平台与机架间的三条相同的主支链和六条相同的弹性支链构成，其特征在于：所述主支链依次包括转动副1R、第一杆1G、移动副1P、第二杆2G、第二球副2S；所述弹性支链依次包括第一球副1S、第三杆3G、弹簧3、第四杆4G、第二球副2S。
所述三条相同的主支链均匀分布于动平台上平面与机架之间，主支链中移动副的轴线垂直于转动副的轴线。
所述六条相同的弹性支链分为三组布置在动平台下平面与机架之间，每组中两条弹性支链相交于第二球副处。
所述主支链与两条弹性支链相交于第二球副处。
当机架所受激励为低频扰动时，以移动副为驱动，根据动平台姿态信号反馈驱动第三杆运动，从而保持动平台始终处于稳定的工作姿态；当机架所受激励为中高频扰动时，移动副保持自由运动状态，动平台将在六根弹性支链支撑下迅速削弱来自机架的多维振动，这样，可同时解决姿态调整和多维隔振问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种并联调姿隔振复合平台，包括动平台（1）、机架（2）以及连接动平台（1）与机架（1）间的三条相同的主支链和六条相同的弹性支链构成，其特征在于：所述主支链包括从上至下依次连接的转动副（1R）、第一杆（1G）、移动副（1P）、第二杆（2G）、第二球副（2S）；所述弹性支链包括从上至下依次连接的第一球副（1S）、第三杆（3G）、弹簧（3）、第四杆（4G）、第二球副（2S）；
所述三条相同的主支链均为直链，均匀分布于动平台（1）的上平面与机架（2）之间，主支链中移动副（1P）的轴线垂直于转动副（1R）的轴线；转动副（1R）位于动平台（1）上平面上并均匀分布，第二球副（2S）位于机架（2）上并均匀分布；
所述六条相同的弹性支链均为直链，分为三组布置在动平台（1）的下平面与机架（2）之间，每组中两条弹性支链相交于第二球副（2S）处。
2.如权利要1所述的一种并联调姿隔振复合平台，其特征在于：所述的转动副（1R）位于呈等边六角形的动平台（1）的上平面其中三条边的中点，绕圆周互呈120°均匀分布。
3.如权利要1所述的一种并联调姿隔振复合平台，其特征在于：所述第二球副（2S）位于呈等边三角形的机架（2）的三个顶点上。
4.如权利要1所述的一种并联调姿隔振复合平台，其特征在于：每条弹性支链位于动平台（1）下平面的等边六边形顶点和呈等边三角形的机架的顶点的连线上。
5.如权利要1所述的一种并联调姿隔振复合平台，其特征在于：每条主支链与构成一组的两条弹性支链相交于第二球副（2S）处。
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