CN110774267A - 一种三自由度并联稳定平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三自由度并联稳定平台，涉及并联稳定平台技术领域，包括定平台、动平台、运动分支和驱动分支。运动分支包括设置在定平台上的第一转动副、与第一转动副连接的第一连杆、设置在动平台上的第二转动副以及与第二转动副连接的第二连杆；第一连杆与第二连杆之间通过第一球副连接；驱动分支包括第二球副、直线驱动单元和第三球副；第一转动副与第二转动副相对于第一平面对称，第二球副与第三球副相对于第一平面对称；其中，第一平面为通过三个所述运动分支的第一球副的中心点的平面。本申请提供的三自由度并联稳定平台，具有承载能力大，刚度大的特点。

Description

一种三自由度并联稳定平台
技术领域
本发明涉及并联稳定平台技术领域，特别是涉及一种三自由度并联稳定平台。
背景技术
飞行器、车辆、船舶等运载工具随着科技的进步和全球的经济增长得到了飞速的发展和应用。这些运载工具在军用和民用环境中已成为不可缺少的一部分。运载工具会随着环境的变化发生震动和偏移，但运载工具上的导航、侦查和稳定瞄准等设备需要保持平稳。使用被动隔振器可以消除高频低幅震动，但运输工具通常会存在振幅较大的低频运动，低频的震动需要使用稳定平台来保持设备的稳定。稳定平台通过以与运输载具运动相反的运动规律进行运动，使得平台在摇摆震动的载具上保持位置的稳定性。现有技术中的三自由度并联稳定平台的驱动装置在平台外面，占用空间大，承载能力小，刚度较差，且结构复杂。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种三自由度并联稳定平台，以解决现有技术中并联稳定平台承载能力小、刚度差的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种三自由度并联稳定平台，包括定平台和动平台，所述动平台和所述定平台之间设置有多个驱动机构和多个运动分支；所述驱动机构的顶端和底端分别与所述动平台和所述定平台转动连接，所述运动分支的顶端和底端分别与所述动平台和所述定平台转动连接。
可选的，所述定平台上均匀设置有三个第一转动副，所述动平台上均匀设置有三个第二转动副，所述三个第一转动副的位置与所述三个第二转动副的位置相对应。
可选的，所述多个第一转动副之间为不平行设置。
可选的，所述驱动机构为液压杆或气压杆或电动推杆或直线电机。
可选的，所述运动分支包括第一连杆、第二连杆和第一球副；所述第一连杆的一端与所述定平台转动连接，所述第二连杆的一端与所述动平台转动连接，所述第一球副设置于所述第一连杆与所述第二连杆之间。
可选的，所述第一球副包括第三连杆、第四连杆和第四转动副；所述第三连杆的一端与所述第一连杆的另一端转动连接，所述第四连杆的一端与所述第二连杆的另一端转动连接，所述第四转动副设置于所述第三连杆和所述第四连杆之间。
可选的，所述驱动机构与所述定平台和所述动平台之间分别通过第二球副和第三球副连接。
可选的，所述第二球副包括第二虎克铰，所述第二虎克铰与所述定平台转动连接；所述第三球副包括第一虎克铰；所述第一虎克铰与所述动平台转动连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的三自由度并联稳定平台，包括定平台、动平台以及设置于定平台与动平台之间三个并列的运动分支、三个并列的驱动分支；运动分支为转动副-球铰副-转动副结构，驱动分支包括第二球副、第三球副、第二球副与第三球副之间的直线驱动单元，驱动分支为球副-移动副-球副结构，该分支为无约束分支，运动分支与驱动分支配合运动，实现动平台的升降、侧倾和俯仰运动，满足并联稳定平台两转一移的运动模拟需求；三个驱动分支直接设置在定平台与动平台之间，使得整个并联稳定平台承载能力变强，刚度变大，能够使用在大载荷的场合，也大大提高了并联稳定平台的运动控制性能，便于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中三自由度并联稳定平台的结构示意图；
图2为本发明中三自由度并联稳定平台中定平台的结构示意图；
图3为本发明中三自由度并联稳定平台中动平台的结构示意图；
图4为本发明中三自由度并联稳定平台中一个运动分支的结构示意图；
图5为本发明中三自由度并联稳定平台中一个驱动分支的结构示意图；
图6为本发明中三自由度并联稳定平台中一个驱动分支中第二球副的结构示意图；
图7为本发明中三自由度并联稳定平台的初始状态示意图；
图8为本发明中三自由度并联稳定平台的运动状态示意图。
其中：
1-定平台；2-动平台；3-运动分支；4-驱动机构；11-第一转动副；12-第一等边三角形；21-第二转动副；22-第二等边三角形；31-第一连杆；32-第三连杆；33-第四连杆；34-第二连杆；35-第三转动副；36-第四转动副；37-第五转动副；41-第七转动副；42-第一虎克铰；43-直线驱动单元；44-第二虎克铰；45-第六转动副；441-第八转动副；442-第九转动副。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种三自由度并联稳定平台，包括定平台1和动平台2，所述动平台2和所述定平台1之间设置有三个驱动机构4和三个运动分支3；所述驱动机构4的顶端和底端分别与所述动平台2和所述定平台1转动连接，所述运动分支3的顶端和底端分别与所述动平台2和所述定平台1转动连接。
于本具体实施例中，如图1-8所示，定平台1为三角形板状平台，定平台1的三个角处分别设置一个第一转动副11。
动平台2为三角形板状平台，动平台2的三个角处分别设置一个第二转动副12。
运动分支3包括第一连杆31、第二连杆34和第一球副；所述第一连杆31的一端与第一转动副11转动连接，所述第二连杆34的一端与第二转动副12转动连接，所述第一球副设置于所述第一连杆31与所述第二连杆34之间。
所述第一球副包括第三连杆32、第四连杆33、第三转动副35、第四转动副36和第五转动副37；所述第三连杆32的一端与所述第一连杆31的另一端转动连接，所述第四连杆33的一端与所述第二连杆34的另一端转动连接，所述第四转动副36设置于所述第三连杆32和所述第四连杆33之间。
驱动机构4的两端分别通过一个球副与定平台1和动平台2活动连接。驱动机构4用于改变动平台2与定平台1之间的相对位置，具体的，驱动机构4可以采用液压杆或气压杆或电动推杆或直线电机，也可以采用滚珠丝杆。
初始状态时，动平台2平行于定平台1，且驱动结构处于最大的压缩状态；运动状态时，通过驱动结构驱动动平台2运动，运动分支3随动，控制动平台2的升降、侧倾和俯仰，三个运动分支3上下对称，沿周向均匀分布，控制简单且控制效果好。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种三自由度并联稳定平台，其特征在于，包括定平台和动平台，所述动平台和所述定平台之间设置有多个驱动机构和多个运动分支；所述驱动机构的顶端和底端分别与所述动平台和所述定平台转动连接，所述运动分支的顶端和底端分别与所述动平台和所述定平台转动连接。
2.根据权利要求1所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述定平台上均匀设置有三个第一转动副，所述动平台上均匀设置有三个第二转动副，所述三个第一转动副的位置与所述三个第二转动副的位置相对应。
3.根据权利要求2所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述多个第一转动副之间为不平行设置。
4.根据权利要求1所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述驱动机构为液压杆或气压杆或电动推杆或直线电机。
5.根据权利要求1所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述运动分支包括第一连杆、第二连杆和第一球副；所述第一连杆的一端与所述定平台转动连接，所述第二连杆的一端与所述动平台转动连接，所述第一球副设置于所述第一连杆与所述第二连杆之间。
6.根据权利要求5所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述第一球副包括第三连杆、第四连杆和第四转动副；所述第三连杆的一端与所述第一连杆的另一端转动连接，所述第四连杆的一端与所述第二连杆的另一端转动连接，所述第四转动副设置于所述第三连杆和所述第四连杆之间。
7.根据权利要求1所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述驱动机构与所述定平台和所述动平台之间分别通过第二球副和第三球副连接。
8.根据权利要求7所述的三自由度并联稳定平台，其特征在于，所述第二球副包括第二虎克铰，所述第二虎克铰与所述定平台转动连接；所述第三球副包括第一虎克铰；所述第一虎克铰与所述动平台转动连接。
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