CN107425286B - 一种三自由度天线并联支撑机构 - Google Patents

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Abstract

一种三自由度天线并联支撑机构，其包括定平台、动平台以及连接这两个平台的三条结构相同的直线驱动支链，其中第一和第三直线驱动支链的一端通过虎克铰与动平台连接，其另一端过转动副与定平台连接，第二直线驱动支链一端通过转动副与动平台连接，其另一端通过虎克铰与定平台连接。所述三条直线驱动支链在定平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的两个转动副铰接点位于同一平面，该平面低于连接第二支链的虎克铰铰接点；所述三条直线驱动支链在动平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布。本发明机构包含的单自由度关节数目比现有同类型机构要少，结构刚度高；工作空间大，可以实现天线双轴大范围的调整运动，实用性强。

Description

一种三自由度天线并联支撑机构
技术领域
本发明属于机器人领域，特别涉及一种并联机器人。
背景技术
天线是用来发射或接收电磁波的部件，无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。目前，天线的支撑机构主要采用串联形式，串联机构具有结构简单、控制容易、工作空间大等特点，但串联机构存在承载能力小的问题，如中国专利CN201510509218.4、CN201110402407.3、CN201010173348.2、CN99233206.0等提出的机构。并联机构具有承载能力大的优点，在大承载能力场合,与串联机构相比具有明显优势。但是一般并联机构工作空间小，无法满足天线大调整范围的要求，如中国专利CN201210314786.5、CN201010224524.0等提出的机构。为实现同时满足大承载能力和高工作空间，本发明拟提出一种单自由度关节数目少且工作空间大的三自由度天线并联支撑机构。
发明内容
本发明的目的在于提出一种单自由度关节数目少且工作空间大的三自由度天线并联支撑机构。
本发明包括定平台、动平台以及连接这两个平台的三条结构相同的直线驱动支链，其中第一直线驱动支链的一端通过第一虎克铰与动平台连接，其另一端通过第一转动副与定平台连接；第二直线驱动支链的一端通过第二转动副与动平台连接，其另一端通过第二虎克铰与定平台连接；第三直线驱动支链的一端通过第三虎克铰与动平台连接，其另一端通过第三转动副与定平台连接；上述第一直线驱动支链连接定平台的第一转动副轴线平行于第三直线驱动支链中连接定平台的第三转动副轴线，并与第二直线驱动支链中连接动平台的第二转动副轴线垂直；第一直线驱动支链中的第一虎克铰中连接动平台的转动副轴线垂直于该支链中连接定平台的第一转动副轴线，并通过第三直线驱动支链中的第三虎克铰中心；第二直线驱动支链连接动平台的第二转动副轴线垂直于该支链中的第二虎克铰中连接定平台的转动副轴线；所述三条直线驱动支链在定平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的两个转动副铰接点位于同一平面，该平面低于连接第二支链的虎克铰铰接点；所述三条直线驱动支链在动平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的两个虎克铰铰接点与连接第二支链的转动副铰接点位于同一平面。
本发明与现有技术相比具有如下优点：机构包含的单自由度关节数目比同类型机构要少，易于保证结构刚度；机构工作空间大，可以实现天线双轴大范围的调整运动转动，实用性强。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是本发明的主视示意简图。
图3是本发明的定平台铰接点分布图。
图4是本发明的动平台铰接点分布图。
图中：1-定平台、2-第三转动副、3-第一转动副、4-电动机、5-第一直线驱动支链、6-第三直线驱动支链、7-第三虎克铰、8-第一虎克铰、9-天线、10-动平台、11-第二转动副、12-第二直线驱动支链、13-第二虎克铰。
具体实施方式
在图1和图2所示的三自由度天线并联支撑机构示意图中，天线9固连在动平台10上，三条结构相同的直线驱动支链均为直线驱动单元，电动机4设在直线驱动单元的一端；第一直线驱动支链5的一端通过第一虎克铰8与动平台连接，其另一端过第一转动副3与定平台1连接；第二直线驱动支链12的一端通过第二转动副11与动平台连接，其另一端过第二虎克铰13与定平台连接；第三直线驱动支链6的一端通过第三虎克铰7与动平台连接，其另一端过第三转动副2与定平台连接。
上述第一直线驱动支链连接定平台的第一转动副轴线平行于第三直线驱动支链中连接定平台的第三转动副轴线，并与第二直线驱动支链中连接动平台的第二转动副轴线垂直。第一直线驱动支链连接动平台的转动副轴线垂直于该支链中连接定平台的第一转动副轴线，并通过第三直线驱动支链中的第三虎克铰中心。第二直线驱动支链连接动平台的第二转动副轴线垂直于该支链中连接定平台的转动副轴线。
上述第一直线驱动支链连接定平台的第一转动副轴线平行于第三直线驱动支链中连接定平台的第三转动副轴线，并与第二直线驱动支链中连接动平台的第二转动副轴线垂直；第一直线驱动支链中的第一虎克铰中连接动平台的转动副轴线垂直于该支链中连接定平台的第一转动副轴线，并通过第三直线驱动支链中的第三虎克铰中心；第二直线驱动支链连接动平台的第二转动副轴线垂直于该支链中的第二虎克铰中连接定平台的转动副轴线；如图3所示，所述三条直线驱动支链在定平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的第一和第三转动副铰接点位于同一平面，该平面低于连接第二支链的虎克铰铰接点；如图4所示，所述三条直线驱动支链在动平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的第一和第三虎克铰铰接点与连接第二支链的转动副铰接点位于同一平面。

Claims (3)

1.一种三自由度天线并联支撑机构，其包括定平台、动平台以及连接这两个平台的三条结构相同的直线驱动支链，其特征在于：第一直线驱动支链的一端通过第一虎克铰与动平台连接，其另一端通过第一转动副与定平台连接；第二直线驱动支链的一端通过第二转动副与动平台连接，其另一端通过第二虎克铰与定平台连接；第三直线驱动支链的一端通过第三虎克铰与动平台连接，其另一端通过第三转动副与定平台连接，上述第一直线驱动支链连接定平台的第一转动副轴线平行于第三直线驱动支链中连接定平台的第三转动副轴线，连接第一、第三支链的两个转动副铰接点位于同一平面，该平面低于连接第二支链的虎克铰铰接点；所述第一转动副轴线和所述第三转动副轴线与第二直线驱动支链中连接动平台的第二转动副轴线垂直；第二直线驱动支链连接动平台的第二转动副轴线垂直于该支链中的第二虎克铰中连接定平台的转动副轴线。
2.根据权利要求1所述的一种三自由度天线并联支撑机构，其特征在于：第一直线驱动支链中的第一虎克铰中连接动平台的转动副轴线垂直于该支链中连接定平台的第一转动副轴线，并通过第三直线驱动支链中的第三虎克铰中心。
3.根据权利要求1所述的一种三自由度天线并联支撑机构，其特征在于：所述三条直线驱动支链在定平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布；所述三条直线驱动支链在动平台上的三个铰接点呈等腰三角形分布，连接第一、第三支链的两个虎克铰铰接点与连接第二支链的转动副铰接点位于同一平面。
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