CN105171717A - 一种可折叠的六自由度并联运动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠的六自由度并联运动平台，包括上平台、下平台以及连接这两个平台的六个结构完全相同的支链，六个支链两两一组，均匀分布；每个支链都包括一个上连杆、一个平行四边形结构和一个电动缸，上连杆的一端与上平台可转动连接，另一端与平行四边形结构的一端可转动连接，平行四边形结构的另一端与下平台可转动连接；所述电动缸的尾部与平行四边形结构的中部可转动连接，电动缸的伸缩杆与上连杆的中部可转动连接。本发明所提供的六自由度并联运动平台，电动缸的两端分别活动安装在上连杆和平行四边形结构上，使运动平台的动态响应更快，空间利用率更高。

Description

一种可折叠的六自由度并联运动平台

技术领域

本发明属于运动平台技术领域，具体涉及一种可折叠的六自由度并联运动平台。

背景技术

并联运动模拟平台是由多个支链构成的闭环机构，与之相对应的传统机构多采用单个开链式结构实现终端的多个自由度，这类机构通常称为串联机构。六自由度并联运动模拟台是基于Stewart平台基础上提出和发展的，由于具有刚度大、结构稳定、加速能力强、精度高等优点而广泛应用于飞机、船舰、汽车等的运动模拟。

被广泛应用的Stewart平台，是由六个移动副的支链构成，空间利用率不高，承载能力也相对较小，刚度不够大。为解决上述问题，申请号为“201310166550.6”的中国发明专利公布了一种折叠式六自由度并联调姿平台，其主要包括上平台、下平台以及连接这两个平台的结构完全相同的六条分支，六个分支两两一组，均匀分布。上述每个分支都包含一个主体分支和一个直线驱动分支，由于直线驱动分支的一端连接在下平台上，在承载较大的情况下，对直线驱动分支的伸缩能力以及承载能力要求较高，致使动平台响应能力较弱。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种新的可折叠的六自由度并联运动平台，相较于传统的Stewart平台，具有刚度更好、动态响应能力更高、承载力更大、空间利用率更高等优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可折叠的六自由度并联运动平台，包括上平台、下平台以及连接这两个平台的六个结构完全相同的支链，六个支链两两一组，均匀分布；每个支链都包括一个上连杆、一个平行四边形结构和一个电动缸，上连杆的一端与上平台可转动连接，另一端与平行四边形结构的一端可转动连接，平行四边形结构的另一端与下平台可转动连接；所述电动缸的尾部与平行四边形结构的中部可转动连接，电动缸的伸缩杆与上连杆的中部可转动连接。

优选地，所述平行四边形结构包括平行设置的左连杆和右连杆，上连接件分别与左连杆的上端和右连杆的上端通过球铰活动连接，且上连接件的中段活动穿设于上连杆的下端，下连接件分别与左连杆的下端和右连杆的下端通过球铰活动连接，支撑杆分别与左连杆的中部和右连杆的中部相连，且支撑杆的中段活动穿设于电动缸的尾部。

优选地，所述下平台为六边形，其相对的两条边互相平行，其中互相间隔的三条边每条边均向外延伸形成两个凸起，下连接件活动穿设于该凸起从而使平行四边形结构与下平台可转动连接。

优选地，所述上连杆中部设有条形孔，驱动杆穿设于条形孔的左右两侧壁，电动缸的伸缩杆的末端位于条形孔内，与驱动杆可转动连接。

优选地，所述上平台为六边形，其相对的两条边互相平行，其中互相间隔的三条边每条边下方均设有两个凸起，上连杆的上端与该凸起铰接。

本发明的有益效果是：本发明所提供的六自由度并联运动平台，电动缸的的两端分别活动安装在上连杆和平行四边形结构上，使运动平台的动态响应更快，空间利用率更高；由左连杆、右连杆、上连接件和下连接件构成的平行四边形结构，相较于传统的单个连杆的结构，承载能力及刚度显著提高。

附图说明

图1是本发明六自由度并联运动平台的结构示意图；

图2是本发明支链的结构示意图。

附图标记说明：1、上平台；2、下平台；3、支链；31、上连杆；32、电动缸；33、支撑杆；34、左连杆；35、右连杆；36、上连接件；37、下连接件；38、驱动杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1和图2所示，本发明的可折叠的六自由度并联运动平台，包括上平台1、下平台2和六个结构完全相同的支链3，六个支链3两两一组，均匀分布，用于连接上平台1和下平台2；每个支链3都包括一个上连杆31、一个平行四边形结构和一个电动缸32，上连杆31的一端与上平台1可转动连接，另一端与平行四边形结构的一端可转动连接，平行四边形结构的另一端与下平台2可转动连接；电动缸32的尾部与平行四边形结构的中部可转动连接，电动缸32的伸缩杆与上连杆31的中部可转动连接，在电动缸32伸缩杆的伸缩下实现上连杆31和平行四边形结构的张合，从而实现上平台1位置的调整和姿态的翻转，完成运动平台的模拟作用。

平行四边形结构包括左连杆34、右连杆35、上连接件36、下连接件37和支撑杆33，左连杆34和右连杆35平行设置，上连接件36分别与左连杆34的上端和右连杆35的上端通过球铰活动连接，下连接件37分别与左连杆34的下端和右连杆35的下端通过球铰活动连接，从而构成平行四边形结构，相较于单个连杆的结构，承载能力及刚度显著提高；支撑杆33分别与左连杆34的中部和右连杆35的中部相连，且支撑杆33的中段活动穿设于电动缸32的尾部使得电动缸32的尾部与平行四边形结构的中部可转动连接；上连接件36的中段活动穿设于上连杆31的下端使得上连杆31的下端与平行四边形结构的一端可转动连接。

上连杆31中部设有条形孔，驱动杆38穿设于条形孔的左右两侧壁，电动缸32的伸缩杆的末端位于条形孔内，与驱动杆38可转动连接；电动缸32的两端分别活动安装在上连杆31和平行四边形结构上，使运动平台的动态响应更快，空间利用率更高。

在本实施例中，上平台1和下平台2均为六边形，上平台1其相对的两条边互相平行，其中互相间隔的三条边每条边下方均设有两个凸起，上连杆31的上端与该凸起铰接，下平台2其相对的两条边也互相平行，其中互相间隔的三条边每条边均向外延伸形成两个凸起，下连接件37活动穿设于该凸起从而使平行四边形结构与下平台2可转动连接。

本实施例中的六自由度并联运动平台，其最大提升高度可以通过改变上连杆31的长度及平行四边形结构中的左连杆34和右连杆35的长度，根据用户需求而设计，适用于航空、汽车等的模拟，尤其适用于载荷量大、动态响应快等一般模拟平台难以满足要求的环境。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种可折叠的六自由度并联运动平台，其特征在于：包括上平台(1)、下平台(2)以及连接这两个平台的六个结构完全相同的支链(3)，六个支链(3)两两一组，均匀分布；每个支链(3)都包括一个上连杆(31)、一个平行四边形结构和一个电动缸(32)，上连杆(31)的一端与上平台(1)可转动连接，另一端与平行四边形结构的一端可转动连接，平行四边形结构的另一端与下平台(2)可转动连接；所述电动缸(32)的尾部与平行四边形结构的中部可转动连接，电动缸(32)的伸缩杆与上连杆(31)的中部可转动连接。

2.根据权利要求1所述的六自由度并联运动平台，其特征在于：所述平行四边形结构包括平行设置的左连杆(34)和右连杆(35)，上连接件(36)分别与左连杆(34)的上端和右连杆(35)的上端通过球铰活动连接，且上连接件(36)的中段活动穿设于上连杆(31)的下端，下连接件(37)分别与左连杆(34)的下端和右连杆(35)的下端通过球铰活动连接，支撑杆(33)分别与左连杆(34)的中部和右连杆(35)的中部相连，且支撑杆(33)的中段活动穿设于电动缸(32)的尾部。

3.根据权利要求2所述的六自由度并联运动平台，其特征在于：所述下平台(2)为六边形，其相对的两条边互相平行，其中互相间隔的三条边每条边均向外延伸形成两个凸起，下连接件(37)活动穿设于该凸起从而使平行四边形结构与下平台(2)可转动连接。

4.根据权利要求1所述的六自由度并联运动平台，其特征在于：所述上连杆(31)中部设有条形孔，驱动杆(38)穿设于条形孔的左右两侧壁，电动缸(32)的伸缩杆的末端位于条形孔内，与驱动杆(38)可转动连接。

5.根据权利要求1所述的六自由度并联运动平台，其特征在于：所述上平台(1)为六边形，其相对的两条边互相平行，其中互相间隔的三条边每条边下方均设有两个凸起，上连杆(31)的上端与该凸起铰接。