CN110185738A - 一种多自由度并联减振机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多自由度并联减振机构，包括底座，设置于底座上的支撑座，支撑座设置上下平行布置的两个定位板，定位板开设弧形的导引槽，底座对称设置至少两个第一阻尼器，第一阻尼器向支撑座延伸设置滑块，滑块上下凸设嵌入导引槽的导引杆；支撑座连接安装座，支撑座的顶部设置贯穿安装座的第一铰接球座，第一铰接球座的顶部设置支撑板，安装座的内侧壁上对称设置若干第二铰接球座，并在第二铰接球座与支撑板的侧部之间设置第二阻尼器。通过本发明所揭示的多自由度并联减振机构，满足了对复杂力场的使用需求，并显著的提高了该多自由度并联减振机构的结构可靠性与承载能力，并在水平方向上具较大幅度的转动量。

Description

一种多自由度并联减振机构

技术领域

本发明涉及减振装置技术领域，尤其涉及一种多自由度并联减振机构。

背景技术

对机械装置在运行过程中所产生的振动的消除是目前亟待解决的技术问题。阻尼器因其具有良好的减振效果，被广泛地应用于轨道交通工具、机器设备等场景中。

公开号为CN106627287A的中国发明专利公开了一种用于车辆座椅的磁流变六自由度并联减振平台。在该现有技术中，动平台与静平台之间并联三条支链，每个支链呈铰接结构，并在支链内侧设置蛋筒单杆磁流变阻尼器及弹簧；同时，位于三条支链的底部并在静平台上设置三个水平设置的双杆磁流变阻尼器。然而，该现有技术存在动平台承载能力较差且结构强度不高的缺陷。更为重要的是，由于该现有技术中的支链由铰接的连杆A与连杆B组成，因此当位于静平台上的双杆磁流变阻尼器失效时，可能导致动平台无法实现水平方向上的转动。更为重要的是，双杆磁流变阻尼器在水平方向上可转动的幅度非常小，且动平台在水平方向上实现小幅度转动时必须同时依赖三个双杆磁流变阻尼器，由此导致整个磁流变六自由度并联减振平台的可靠性较低。同时，该现有技术也存在动平台自由度调整较少的缺陷，无法满足复杂力场的使用需求。

有鉴于此，有必要对现有技术中的多自由度并联减振机构予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种多自由度并联减振机构，用以满足对复杂力场的使用需求，并提高该多自由度并联减振机构的结构可靠性与承载能力，尤其能够实现水平方向上较大幅度的转动量。

为实现上述目的，本发明提供了一种多自由度并联减振机构，包括：底座，设置于底座上的支撑座，所述支撑座设置上下平行布置的两个定位板，所述定位板开设弧形的导引槽，所述底座对称设置至少两个第一阻尼器，所述第一阻尼器向支撑座延伸设置滑块，所述滑块上下凸设嵌入导引槽的导引杆；所述支撑座连接安装座，所述支撑座的顶部设置贯穿安装座的第一铰接球座，所述第一铰接球座的顶部设置支撑板，所述安装座的内侧壁上对称设置若干第二铰接球座，并在第二铰接球座与支撑板的侧部之间设置第二阻尼器。

作为本发明的进一步改进，所述底座对称设置四个第一阻尼器，四个第一阻尼器在水平面上呈正方形设置。

作为本发明的进一步改进，所述安装座的内侧壁上对称设置四个第二铰接球座，并在第二铰接球座与支撑板的侧部之间设置第二阻尼器。

作为本发明的进一步改进，所述第一阻尼器与第二阻尼器沿俯视角度呈上下错位布置。

作为本发明的进一步改进，所述第一阻尼器与第二阻尼器沿俯视角度形成的夹角均相等。

作为本发明的进一步改进，所述支撑板的顶部设置第三阻尼器，所述第三阻尼器的顶部设置圆盘状的连接板，所述连接板开设环形布置的若干通孔。

作为本发明的进一步改进，所述底座转动连接转轴，并通过所述转轴一体式连接所述第一阻尼器，以使得导引杆能够在导引槽中作滑动。

作为本发明的进一步改进，平行布置的两个定位板之间的垂直距离大于或者等于所述滑块的厚度。

作为本发明的进一步改进，所述第一阻尼器，第二阻尼器和第三阻尼器选自液体阻尼器、气体阻尼器或者电磁阻尼器。

作为本发明的进一步改进，所述安装座的顶部形成凹陷部，所述第二铰接球座与第二阻尼器设置于所述凹陷部内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明所揭示的多自由度并联减振机构，满足了对复杂力场的使用需求，并显著的提高了该多自由度并联减振机构的结构可靠性与承载能力，尤其是通过第一阻尼器向支撑座延伸设置嵌入导引槽并具导引杆的滑块，使得该多自由度并联减振机构在水平方向上具较大幅度的转动量。

附图说明

图1为本发明多自由度并联减振机构的立体图；

图2为另一个视角下该多自由度并联减振机构的局部剖视图；

图3为第一阻尼器与第二阻尼器在俯视角度下的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。

实施例一：

参图1与图2所揭示的本发明一种多自由度并联减振机构的一种具体实施方式。

在本实施例中，该多自由度并联减振机构，包括：底座1，设置于底座1上的支撑座14，所述支撑座14设置上下平行布置的两个定位板5。定位板5开设弧形的导引槽4，底座1对称设置至少两个第一阻尼器13，所述第一阻尼器13向支撑座14延伸设置滑块15。支撑座14提供轴向支撑力，并托起两个定位板5，同时与两个定位板5呈一体式结构。

滑块15上下凸设嵌入导引槽4的导引杆3，且这两个导引杆3在垂直方向上呈同轴垂直配置，并与滑块15呈一体式结构。支撑座14连接安装座7，并优选为将支撑座14与安装座7形成一体式结构。支撑座14的顶部设置贯穿安装座7的第一铰接球座2。该第一铰接球座2的顶部设置支撑板6，所述安装座7的内侧壁上对称设置若干第二铰接球座12，并在第二铰接球座12与支撑板6的侧部之间设置第二阻尼器11。第三阻尼器8的顶部设置圆盘状的连接板9。

支撑板6的顶部设置第三阻尼器8，提供该第三阻尼器8实现对Z轴方向(即支撑座14的垂直延伸方向)进行减振。同时，通过至少两个第一阻尼器13实现X轴方向与Y轴方向所构成的水平面内进行减振。同时，通过第一铰接球座2与第二阻尼器11的共同配合实现X轴方向、Y轴方向与Z轴方向这三个方向的旋转运动时进行减振。最后，通过第二铰接球座12起到了对第二阻尼器11连接板9，并通过第二阻尼器11对连接板9发生水平面的位移与Z轴方向的位移进行减振。从而使得该多自由度并联减振机构实现了六自由度的阻尼减振效果。

在本实施例中，该连接板9开设环形布置的若干通孔10。通过该连接板9及通孔10，以实现对该多自由度并联减振机构所需要承载的机械机构的可靠连接。第一阻尼器13，第二阻尼器11和第三阻尼器8选自液体阻尼器、气体阻尼器或者电磁阻尼器。安装座7的顶部形成凹陷部100，第二铰接球座12与第二阻尼器11设置于所述凹陷部100内。需要说明的是，作为一种合理的变形，该凹陷部100也可设置于安装座7的底部，并将第二铰接球座12与第二阻尼器11设置于该凹陷部100内。

在本实施例中，该第一阻尼器13与第二阻尼器11沿俯视角度呈上下错位布置，从而使得第三阻尼器8及连接板9在水平面上的扭动能够被多个对称设置的第二阻尼器11进行减振。需要说明的是，在申请的各个实施例中，所谓的“对称设置”或者“对称布置”均指沿俯视角度上的轴向对称。更为具体的是，在本实施例中，底座1对称设置四个第一阻尼器13，四个第一阻尼器13在水平面上呈正方形设置。安装座7的内侧壁上对称设置四个第二铰接球座12，并在第二铰接球座12与支撑板6的侧部之间设置第二阻尼器11。底座1转动连接转轴132，并通过该转轴132一体式连接所述第一阻尼器13，以使得导引杆3能够在导引槽4中作滑动。参图2所示，转轴132可沿箭头C所示出的方向实现逆时针转动，当然该转轴132也可以被配置为实现顺时针转动，或者同时实现顺时针与逆时针转动。

尤其的，在本实施例中，上下平行布置的两个定位板5之间的垂直距离大于或者等于所述滑块15的厚度。滑块15呈立方体状，其所谓的“滑块15的厚度”是指滑块15沿垂直方向上的尺寸。更优选的，上下平行布置的两个定位板5之间的垂直距离等于所述滑块15的厚度，从而使得通过四个滑块15对上下平行布置的两个定位板5起到外围支撑的作用，以防止该多自由度并联减振结构在通过连接板9承载装置(例如座椅、大型机械)并对该等装置进行减振时，所导致的两个定位板5可能发生变形的现象，从而显著的提高了该多自由度并联减振机构的结构可靠性与承载能力。

在本实施例中，向支撑座14的内侧延伸设置的第一阻尼器13通过滑块15与嵌入导引槽4中的定位杆3相连接，使得当安装座7发生较大范围的水平扭动时，使得该定位杆3能够在导引槽4中实现摆动角度为±30度范围内的水平摆动，从而最终实现了该多自由度并联减振机构在水平方向上具有较大幅度的转动量。

实施例二：

配合参照图3所示，本实施例所揭示的一种多自由度并联减振机构与实施例一所揭示的多自由度并联减振机构相比，其主要区别在于，在本实施例中，第一阻尼器13与第二阻尼器11沿俯视角度形成的夹角均相等。在本实施例中，第一阻尼器13与第二阻尼器11沿俯视角度形成的夹角α为45度。

本实施例所揭示的一种多自由度并联减振机构与实施例一所揭示的多自由度并联减振机构相同部分的技术方案参实施例一所述，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种多自由度并联减振机构，其特征在于，包括：底座(1)，设置于底座(1)上的支撑座(14)，所述支撑座(14)设置上下平行布置的两个定位板(5)，所述定位板(5)开设弧形的导引槽(4)，所述底座(1)对称设置至少两个第一阻尼器(13)，所述第一阻尼器(13)向支撑座(14)延伸设置滑块(15)，所述滑块(15)上下凸设嵌入导引槽(4)的导引杆(3)；所述支撑座(14)连接安装座(7)，所述支撑座(14)的顶部设置贯穿安装座(7)的第一铰接球座(2)，所述第一铰接球座(2)的顶部设置支撑板(6)，所述安装座(7)的内侧壁上对称设置若干第二铰接球座(12)，并在第二铰接球座(12)与支撑板(6)的侧部之间设置第二阻尼器(11)。

2.根据权利要求1所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述底座(1)对称设置四个第一阻尼器(13)，四个第一阻尼器(13)在水平面上呈正方形设置。

3.根据权利要求1所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述安装座(7)的内侧壁上对称设置四个第二铰接球座(12)，并在第二铰接球座(12)与支撑板(6)的侧部之间设置第二阻尼器(11)。

4.根据权利要求3所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述第一阻尼器(13)与第二阻尼器(11)沿俯视角度呈上下错位布置。

5.根据权利要求4所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述第一阻尼器(13)与第二阻尼器(11)沿俯视角度形成的夹角均相等。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述支撑板(6)的顶部设置第三阻尼器(8)，所述第三阻尼器(8)的顶部设置圆盘状的连接板(9)，所述连接板(9)开设环形布置的若干通孔(10)。

7.根据权利要求6所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述底座(1)转动连接转轴(132)，并通过所述转轴(132)一体式连接所述第一阻尼器(13)，以使得导引杆(3)能够在导引槽(4)中作滑动。

8.根据权利要求6所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，平行布置的两个定位板(5)之间的垂直距离大于或者等于所述滑块(15)的厚度。

9.根据权利要求6所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述第一阻尼器(13)，第二阻尼器(11)和第三阻尼器(8)选自液体阻尼器、气体阻尼器或者电磁阻尼器。

10.根据权利要求6所述的多自由度并联减振机构，其特征在于，所述安装座(7)的顶部形成凹陷部(100)，所述第二铰接球座(12)与第二阻尼器(11)设置于所述凹陷部(100)内。