CN111216102B

CN111216102B - 主辅3pss+s型并联自稳平台

Info

Publication number: CN111216102B
Application number: CN201911249994.XA
Authority: CN
Inventors: 路懿; 路扬; 常泽锋; 叶妮佳
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2039-12-09
Also published as: CN111216102A

Abstract

本发明公开了主辅3PSS+S型并联自稳平台，包括机座、球轴套、动台、三组主辅PSS型支链和弹簧，球轴套包括由上至下依次同轴固定的圆环、锥形套、球套和配重块，动台包括由上至下依次同轴固定的圆盘、轴圆柱和球体，球体与球套内的凹球面球副联接，主辅PSS型支链包括缸阀座、主PSS型支链和辅PSS型支链，缸阀座上均开设有缸孔腔和阀孔腔，主PSS型支链包括活塞杆和主连杆，活塞杆包括同轴的主圆柱和主凸圆台，主凸圆台位于缸孔腔内并与缸孔腔移动副联接，辅PSS型支链包括阀芯杆和辅连杆，阀芯杆包括同轴的辅圆柱和三个辅凸圆台，辅凸圆台均位于阀孔腔内并与阀孔腔移动副联接。本发明使重载动台保持水平，同时能够缩小配重块摆动空间。

Description

主辅3PSS+S型并联自稳平台

技术领域

本发明涉及特种机器人技术领域，特别是涉及主辅3PSS+S型并联自稳平台。

背景技术

舰船在远洋深海中常遇到狂风巨浪，使得舰船炮座随船体剧烈摇摆，导致炮手难以击中目标，也使得舰船甲板剧烈摇摆，导致驾驶员难以在甲板平台上平稳升降飞机，也常会导致客轮乘客晕船和驾驶员疲劳。当长途客车在崎岖道路高速行驶，也会增加乘客晕车的难受程度和驾驶员疲劳强度。当救护车在崎岖道路高速行驶，车体的剧烈摇摆会加重被救病人的病情。如何解决上述问题一直受到人们高度的关注。

在平衡装置方面，人们已经开展了多种平衡装置设计和研究。一种自动减振平衡台(公开号CN100546873A)公开了平衡台固定在直升飞机等运动载体上，自动减少放置在平台上物体或人的振动保持其稳定状态。一种矿用链斗提升机的四链平衡装置(公开号CN103159002A)公开了利用重力实现矿用链斗稳定平衡。趸船自动平衡装置(公开号CN103043184A) 公开了使趸船在活动钢前支座发生较大的移位时依然能自动保持平衡。一种重力自平衡装置(公开号CN1598351A)公开了可应用于各种悬臂式及类悬臂式吊载机上。2012年德国西门子公司公开的一种具有重力平衡装置的C臂X射线设备(公开号CN102641132A)，利用重力平衡的且可以无转矩地停留在任意的旋转位置。一种电磁重力平衡装置(公开号 CN104483068A)公开了利用电磁力克服了现有的重力平衡结构的系统惯量大、动态响应速度低的缺点，实现重力平衡。一种四自由度被动随动重力平衡装置(公开号CN104390656A)公开了利用滑轮组实现转臂重力平衡。一种主从同构遥操作骨折复位机构(公开号CN104000640A)公开了包括1 个操作并联平台组件和1个骨折复位机构，辅助医生实现骨折复位的功能。重锤式球铰回转平衡台(公开号CN104890843A)公开了利用重锤自动驱动平衡台平衡。但对于舰船用的大型重载平衡台，需要提供很大质量的重锤和容纳大质量重锤自由摆动的空间，这不仅增大平衡台系统自身重量，又增大了重锤自由摆动的空间，而如何用小质量重锤自由摆动和小摆动空间实现大型重载平衡台的自动平衡是尚未解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供主辅3PSS+S型并联自稳平台，以解决上述现有技术存在的问题，使重载动台保持水平，靠重力自动平衡、无需设置平衡控制系统，结构简单紧凑，同时还能缩小配重块摆动空间，且结构紧凑。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了主辅3PSS+S型并联自稳平台，包括机座、球轴套、动台和三组主辅PSS型支链，所述机座的横截面外形形状呈圆锥形，所述机座的中心处开设有球形孔，所述球轴套设置在所述机座的内侧，所述球轴套包括由上至下依次同轴固定的圆环、锥形套、球套和配重块，所述球套的凸球面通过所述球形孔与所述机座球副联接，所述动台包括由上至下依次同轴固定的圆盘、轴圆柱和球体，所述动台位于所述机座的上方，所述球体与所述球套内的凹球面球副联接，所述主辅PSS型支链包括缸阀座、主PSS型支链和辅PSS型支链，三个所述缸阀座沿所述机座的圆周方向均匀固定在所述机座上，所述缸阀座上均开设有相互平行且连通的缸孔腔和阀孔腔，所述缸孔腔和所述阀孔腔内均注入液压油，所述缸孔腔上下两端均开设有与所述缸孔腔同轴的主通孔，所述阀孔腔的上下两端均开设有与所述阀孔腔同轴的辅通孔，所述主PSS型支链包括活塞杆和主连杆，所述活塞杆包括同轴的主圆柱和主凸圆台，所述主凸圆台固定在所述主圆柱的中部，所述主凸圆台位于所述缸孔腔内并与所述缸孔腔移动副联接，所述主圆柱伸至所述缸孔腔的外部并与所述主通孔密封联接，所述主圆柱的端部与所述主连杆的一端球副联接，所述主连杆的另一端与所述圆盘球副联接，所述辅PSS型支链包括阀芯杆和辅连杆，所述阀芯杆包括同轴的辅圆柱和三个辅凸圆台，三个所述辅凸圆台等间距固定在所述辅圆柱上，所述辅凸圆台均位于所述阀孔腔内并与所述阀孔腔移动副联接，所述辅圆柱伸至所述阀孔腔的外部并与所述辅通孔密封联接，所述辅圆柱的端部与所述辅连杆的一端球副联接，所述辅连杆的另一端与所述圆环球副联接；所述阀孔腔由上至下分为同轴的上腔、中腔和下腔，所述中腔的直径大于所述上腔和所述下腔的直径，所述中腔与所述上腔和所述下腔的连通处均设有限位板，所述限位板上均开设有通孔，所述通孔的直径大于所述辅圆柱的直径并小于所述辅凸圆台的直径，三个所述辅凸圆台分别一一对应的位于所述上腔、所述中腔和所述下腔中。

优选的，还包括弹簧，所述弹簧设置在所述机座与所述动台之间，所述弹簧的一端抵接在所述圆环上，所述弹簧的另一端抵接在所述圆盘上。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明在应用时，当圆盘发生倾斜时，球轴套下端的配重块在其自身重力作用下下移，通过辅连杆、阀芯杆和阀孔腔自动控制缸孔腔内的液压油，驱动辅PSS型支链中的阀芯杆在阀孔腔中伸缩，主PSS型支链随之进行伸缩，进而迫使圆盘随动处于水平状态，即保持动台水平，同时限制中腔处的辅凸圆台的活动范围，进而限制了配重块的摆动空间，而且本发明靠重力自动平衡、无需设置平衡控制系统，结构简单紧凑。将摇摆地基与动台固连时，若摇摆地基是舰船甲板或车体时，在动台上可平稳起降飞机、精准打击目标并减轻眩晕。

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为主辅3PSS+S型并联自稳平台的结构示意图；

其中：1-机座，2-动台，21-圆盘，22-轴圆柱，23-球体，3-主辅PSS型支链，31-缸阀座，32-活塞杆，33-主连杆，34-阀芯杆，35-辅连杆，36-阀孔腔，37-缸孔腔，4-球轴套，41-圆环，42-锥形套，43-球套，44-配重块， 5-弹簧。

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付出创造性劳动的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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示：本实施例提供了一种主辅3PSS+S型并联自稳平台，包括机座1、球轴套4、动台2和三组主辅PSS型支链3，其中P表示移动副联接，S表示球副联接，机座1的横截面外形形状呈圆锥形，机座1的中心处开设有球形孔，球轴套4设置在机座1的内侧，球轴套4包括由上至下依次同轴固定的圆环41、锥形套42、球套43和配重块44，球套43的凸球面通过球形孔与机座1球副联接，动台2包括由上至下依次同轴固定的圆盘21、轴圆柱22和球体23，动台2位于机座1的上方，球体23与球套 43内的凹球面球副联接，主辅PSS型支链3包括缸阀座31、主PSS型支链和辅PSS型支链，三个缸阀座31沿机座1的圆周方向均匀固定在机座1 上，缸阀座31上均开设有相互平行且连通的缸孔腔37和阀孔腔36，缸孔腔37和阀孔腔36内均注入液压油，缸孔腔37上下两端均开设有与缸孔腔 37同轴的主通孔，阀孔腔36的上下两端均开设有与阀孔腔36同轴的辅通孔，主PSS型支链包括活塞杆32和主连杆33，活塞杆32包括同轴的主圆柱和主凸圆台，主凸圆台固定在主圆柱的中部，主凸圆台位于缸孔腔37内并与缸孔腔37移动副联接，主圆柱伸至缸孔腔37的外部并与主通孔密封联接，主圆柱的端部与主连杆33的一端球副联接，主连杆33的另一端与动台2球副联接，辅PSS型支链包括阀芯杆34和辅连杆35，阀芯杆34包括同轴的辅圆柱和若干个辅凸圆台，若干个辅凸圆台等间距固定在辅圆柱的中部，辅凸圆台均位于阀孔腔36内并与阀孔腔36移动副联接，辅圆柱伸至阀孔腔36的外部并与辅通孔密封联接，辅圆柱的端部与辅连杆35的一端球副联接，辅连杆35的另一端与圆环41球副联接。液压油由阀孔腔 36加到缸孔腔37；依靠球轴套4下端配重块44的重力驱动圆柱上端的圆盘21保持水平，再通过辅连杆35、阀芯杆34和阀孔腔36自动控制缸孔腔 37内的液压油，通过活塞杆32和主连杆33，驱动动台2的圆盘21随动，保持圆盘21水平。将摇摆地基与动台2固连时，若摇摆地基是舰船甲板或车体时，在动台2上可平稳起降飞机、精准打击目标并减轻眩晕。

优选的，阀孔腔36由上至下分为同轴的上腔、中腔和下腔，中腔的直径大于上腔和下腔的直径，中腔与上腔和下腔的连通处均设有限位板，限位板上均开设有通孔，通孔的直径大于辅圆柱的直径并小于辅凸圆台的直径，辅凸圆台为三个，三个辅凸圆台分别一一对应的位于上腔、中腔和下腔中。从而可以对配重块44可以摆动的范围进行限制，以保证配重块44 摆动空间的缩小。

优选的，本实施例还包括弹簧5，弹簧5设置在机座1与动台2之间，弹簧5的一端抵接在圆环41上，弹簧5的另一端抵接在圆盘21上。弹簧5 能够将动台2上的载荷分流到机座1上，从而减少主辅PSS型支链3的驱动力。

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

1.主辅3PSS+S型并联自稳平台，其特征在于：包括机座、球轴套、动台和三组主辅PSS型支链，所述机座的横截面外形形状呈圆锥形，所述机座的中心处开设有球形孔，所述球轴套设置在所述机座的内侧，所述球轴套包括由上至下依次同轴固定的圆环、锥形套、球套和配重块，所述球套的凸球面通过所述球形孔与所述机座球副联接，所述动台包括由上至下依次同轴固定的圆盘、轴圆柱和球体，所述动台位于所述机座的上方，所述球体与所述球套内的凹球面球副联接，所述主辅PSS型支链包括缸阀座、主PSS型支链和辅PSS型支链，三个所述缸阀座沿所述机座的圆周方向均匀固定在所述机座上，所述缸阀座上均开设有相互平行且连通的缸孔腔和阀孔腔，所述缸孔腔和所述阀孔腔内均注入液压油，所述缸孔腔上下两端均开设有与所述缸孔腔同轴的主通孔，所述阀孔腔的上下两端均开设有与所述阀孔腔同轴的辅通孔，所述主PSS型支链包括活塞杆和主连杆，所述活塞杆包括同轴的主圆柱和主凸圆台，所述主凸圆台固定在所述主圆柱的中部，所述主凸圆台位于所述缸孔腔内并与所述缸孔腔移动副联接，所述主圆柱伸至所述缸孔腔的外部并与所述主通孔密封联接，所述主圆柱的端部与所述主连杆的一端球副联接，所述主连杆的另一端与所述圆盘球副联接，所述辅PSS型支链包括阀芯杆和辅连杆，所述阀芯杆包括同轴的辅圆柱和三个辅凸圆台，三个所述辅凸圆台等间距固定在所述辅圆柱上，所述辅凸圆台均位于所述阀孔腔内并与所述阀孔腔移动副联接，所述辅圆柱伸至所述阀孔腔的外部并与所述辅通孔密封联接，所述辅圆柱的端部与所述辅连杆的一端球副联接，所述辅连杆的另一端与所述圆环球副联接；所述阀孔腔由上至下分为同轴的上腔、中腔和下腔，所述中腔的直径大于所述上腔和所述下腔的直径，所述中腔与所述上腔和所述下腔的连通处均设有限位板，所述限位板上均开设有通孔，所述通孔的直径大于所述辅圆柱的直径并小于所述辅凸圆台的直径，三个所述辅凸圆台分别一一对应的位于所述上腔、所述中腔和所述下腔中。

2.根据权利要求1所述的主辅3PSS+S型并联自稳平台，其特征在于：还包括弹簧，所述弹簧设置在所述机座与所述动台之间，所述弹簧的一端抵接在所述圆环上，所述弹簧的另一端抵接在所述圆盘上。