CN109191987A - 3-rrr+3-prs型六自由度运动模拟器执行机构 - Google Patents

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潘峰
王红州
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Abstract

3‑RRR+3‑PRS型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架、3‑RRR机构、3‑PRS机构。3‑PRS机构安装在3‑RRR机构上，3‑RRR机构可以实现沿X、Y轴移动和绕Z轴转动三个自由度运动，3‑PRS可以实现沿Z轴移动和绕X、Y轴转动，所述运动模拟器可以完成三平三转六自由度运动。本发明突出优点在于整体结构紧凑，动平台工作空间大，并可实现绕Z轴的整周转动。

Description

3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构
技术领域
本发明专利涉及运动模拟器领域，特别是3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构。
背景技术
并联机构是一种动静平台通过两条或多条支链联接，有两自由度及以上的闭环机构，具有高刚度、高精度、高负载能力及无误差累积等优点。并联机构广泛应用于运动模拟器，常见的有6-UPS六自由度运动模拟器和3-RPS三自由度运功模拟器。尤其6-UPS六自由度运动模拟器具有全自由度模拟能力、刚度高、承载能力强等优点，大量应用在飞行运动模拟或赛车运动模拟上。但其工作空间小，尤其是转动空间小，这也限制了它的应用范围。3-RPS三自由度运动模拟器结构紧凑、成本低，也有大量应用，但其模拟能力较弱，无法模拟负责的运动。本发明设计出了采用两个三自由度并联机构串联在一起的结构，使得末端平台具有模拟六自由度运动的能力，该执行机构具有高刚度、高承载能力和大工作空间，尤其在绕Z轴的转动方向具有整周转动的能力。
发明内容
本发明的目的在于提供3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构，解决了一般六自由度并联机构转动范围小的问题，具有高刚度、高精度、大工作空间的优点。
3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架（1）、3-RRR机构和3-PRS机构。
所述3-RRR机构由第一连杆（2）、第二连杆（3）、第三连杆（4）、第四连杆（5）、第五连杆（6）、第六连杆（7）和第一动平台（8）组成，第一连杆（2）通过第一转动副（16）与机架（1）联接，第一连杆（2）通过第二转动副（19）与第二连杆（3）联接，第二连杆（3）通过第三转动副（22）与第一动平台（8）联接，第三连杆（4）通过第四转动副（17）与机架（1）联接，第三连杆（4）通过第五转动副（20）第四连杆（5）联接，第四连杆（5）通过第六转动副（23）与第一动平台（8）联接，第五连杆（6）通过第七转动副（18）与机架（1）联接，第五连杆（6）通过第八转动副（21）与第六连杆（7）联接，第六连杆（7）通过第九转动副（24）与第一动平台（8）联接。
所述3-PRS机构由第一滑块（9）、第二滑块（10）、第三滑块（11）、第七连杆（12）、第八连杆（13）、第九连杆（14）和第二动平台（15）组成，第一滑块（9）通过第一移动副（25）与第一动平台（8）联接，第一滑块（9）通过第十转动副（28）与第七连杆（12）联接，第七连杆（12）通过第一球铰（31）与第二动平台（15）联接，第二滑块（10）通过第二移动副（26）与第一动平台（8）联接，第二滑块（10）通过第十一转动副（29）与第八连杆（13）联接，第八连杆（13）通过第二球铰（32）与第二动平台（15）联接，第三滑块（11）通过第三移动副（27）与第一动平台（8）联接，第三滑块（11）通过第十二转动副（30）与第九连杆（14）联接，第九连杆（14）通过第三球铰（33）与第二动平台（15）联接。
所述第一转动副（16）、第四转动副（17）和第七转动副（18）同轴。
本发明的突出优点在于：
1、3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构具有大工作空间与绕Z轴整周转动的能力。
附图说明
图1为本发明所述3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构第一结构示意图。
图2为本发明所述3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构第二结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
对照图1和图2，3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架（1）、3-RRR机构和3-PRS机构。
所述3-RRR机构由第一连杆（2）、第二连杆（3）、第三连杆（4）、第四连杆（5）、第五连杆（6）、第六连杆（7）和第一动平台（8）组成，第一连杆（2）通过第一转动副（16）与机架（1）联接，第一连杆（2）通过第二转动副（19）与第二连杆（3）联接，第二连杆（3）通过第三转动副（22）与第一动平台（8）联接，第三连杆（4）通过第四转动副（17）与机架（1）联接，第三连杆（4）通过第五转动副（20）第四连杆（5）联接，第四连杆（5）通过第六转动副（23）与第一动平台（8）联接，第五连杆（6）通过第七转动副（18）与机架（1）联接，第五连杆（6）通过第八转动副（21）与第六连杆（7）联接，第六连杆（7）通过第九转动副（24）与第一动平台（8）联接。
所述3-PRS机构由第一滑块（9）、第二滑块（10）、第三滑块（11）、第七连杆（12）、第八连杆（13）、第九连杆（14）和第二动平台（15）组成，第一滑块（9）通过第一移动副（25）与第一动平台（8）联接，第一滑块（9）通过第十转动副（28）与第七连杆（12）联接，第七连杆（12）通过第一球铰（31）与第二动平台（15）联接，第二滑块（10）通过第二移动副（26）与第一动平台（8）联接，第二滑块（10）通过第十一转动副（29）与第八连杆（13）联接，第八连杆（13）通过第二球铰（32）与第二动平台（15）联接，第三滑块（11）通过第三移动副（27）与第一动平台（8）联接，第三滑块（11）通过第十二转动副（30）与第九连杆（14）联接，第九连杆（14）通过第三球铰（33）与第二动平台（15）联接。
所述第一转动副（16）、第四转动副（17）和第七转动副（18）同轴。
所述第一转动副（16）、第四转动副（17）、第七转动副（18）、第一移动副（25）、第二移动副（26）和第三移动副（27）为主动副，第一转动副（16）、第四转动副（17）和第七转动副（18）的运动可实现3-RRR机构的第一动平台（8）的沿X、Y轴平动和绕Z轴转动的运动，第一移动副（25）、第二移动副（26）和第三移动副（27）的运动可实现3-PRS机构的第二动平台（15）绕X、Y轴转动和沿Z轴方向的平动。
所述第二动平台（15）最终运动为六自由度运动。

Claims (1)

1.3-RRR+3-PRS型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架（1）、3-RRR机构和3-PRS机构，其特征在于：
所述3-RRR机构由第一连杆（2）、第二连杆（3）、第三连杆（4）、第四连杆（5）、第五连杆（6）、第六连杆（7）和第一动平台（8）组成，第一连杆（2）通过第一转动副（16）与机架（1）联接，第一连杆（2）通过第二转动副（19）与第二连杆（3）联接，第二连杆（3）通过第三转动副（22）与第一动平台（8）联接，第三连杆（4）通过第四转动副（17）与机架（1）联接，第三连杆（4）通过第五转动副（20）第四连杆（5）联接，第四连杆（5）通过第六转动副（23）与第一动平台（8）联接，第五连杆（6）通过第七转动副（18）与机架（1）联接，第五连杆（6）通过第八转动副（21）与第六连杆（7）联接，第六连杆（7）通过第九转动副（24）与第一动平台（8）联接，
所述3-PRS机构由第一滑块（9）、第二滑块（10）、第三滑块（11）、第七连杆（12）、第八连杆（13）、第九连杆（14）和第二动平台（15）组成，第一滑块（9）通过第一移动副（25）与第一动平台（8）联接，第一滑块（9）通过第十转动副（28）与第七连杆（12）联接，第七连杆（12）通过第一球铰（31）与第二动平台（15）联接，第二滑块（10）通过第二移动副（26）与第一动平台（8）联接，第二滑块（10）通过第十一转动副（29）与第八连杆（13）联接，第八连杆（13）通过第二球铰（32）与第二动平台（15）联接，第三滑块（11）通过第三移动副（27）与第一动平台（8）联接，第三滑块（11）通过第十二转动副（30）与第九连杆（14）联接，第九连杆（14）通过第三球铰（33）与第二动平台（15）联接，
所述第一转动副（16）、第四转动副（17）和第七转动副（18）同轴。
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