CN115213869A - 一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，涉及航天器对接用工装领域。包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统；翻转系统与控制系统均位于上平台上，微调系统位于上平台和下平台之间。移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置。检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组。微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，上平台和下平台之间通过n条支链连接，每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元。本发明该系统为冗余并联驱动方式，实现了机身六自由度的调整，提高了承载能力，满足了精度要求，还方便拆卸和安装。

Description

一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台

技术领域

本发明涉及航天器对接用工装领域，具体为一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台。

背景技术

航天器总装过程中，存在诸如太阳翼安装、相机安装、天线安装等关键部件的高精度对接过程。太阳翼的安装过程中要保证太阳翼和帆板驱动机构在六个自由度上的精度要求，目前传统的航天器对接工艺过程基于手动调姿的架车或两轴转台和经纬仪，调姿过程中，因俯仰、偏航、滚动三个指标互相耦合，每调整完一个指标后，均需对其他两项指标进行复测，根据结果进行进一步调整，并逐步逼近，对操作者操作技能要求高，整个过程操作复杂、耗时巨大，严重影响了航天器总装的可靠性和精度。

航天器对接调姿设备逐渐向着智能化方向发展，智能化的前提是足够的自动化设备，目前，在航天器对接调姿领域中，经常使用六自由度并联机构作为自动化设备的位姿调整装置。在此应用场景中，不仅对六自由度并联机构的位姿精度有很高的要求，而且对负载能力也提出了更高的要求。

六自由度并联机构不仅具有刚度高、承载能力强、位置误差不累积等特点，而且相较于其他自由度的并联机构，其更加灵活、精度更加高，因此六自由度并联机构可用于航天器对接调姿自动化装备。在确保六自由度并联机构优势的前提下，如何进一步改善构型和结构已经成为一个研究热点。目前自动对接调姿机构主要是六自由度的广义并联机构和混联机构，其中基于分布式线性数控定位器驱动的六自由度调姿系统主要用于航天器调姿，其具有以下特点：结构简单，便于模块化设计，安装方便；工作空间较小，安装及控制精度要求较高；并联驱动机构具有精度高，末端件惯性小等优点，在高速，大承载能力的场合，与其他类型的机器人相比具有明显优势。因此基于六自由度并联机构优势，同时解决航天器对接技术粗糙，电驱动六自由度并联机构负载能力有限，不能兼顾高精度和大负载及支链过多的问题，可以改进现有的对接调姿平台。

发明内容

本发明为了解决现有技术中航天器对接技术粗糙，电驱动六自由度并联机构负载能力有限，不能兼顾高精度和大负载，以及支链过多等问题，提供了一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统；所述翻转系统与控制系统均位于上平台上，所述微调系统位于上平台和下平台之间。所述移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，所述麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置，且位于下平台的两侧。所述检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组。所述微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，所述上平台和下平台之间通过n条支链连接，n≥3，所述上平台的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，所述法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，每个支链的上部通过法兰盘与上平台的法兰定位孔连接；每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元。所述执行单元包括平面四杆机构，所述平面四杆机构包括平面四杆机构第一连接杆、平面四杆机构第二连接杆、平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆；所述平面四杆机构第一连接杆与平面四杆机构第二连接杆之间通过平面四杆机构第二转动副R₂连接，所述平面四杆机构第二连接杆与平面四杆机构第三连接杆之间通过平面四杆机构第三转动副R₃连接，所述平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆之间通过平面四杆机构第四转动副R₄连接，所述平面四杆机构第四连接杆与平面四杆机构第一连接杆通过平面四杆机构第一转动副R₁连接，所述平面四杆机构第四转动副R₄通过执行单元第二连杆与执行单元S副S₄连接有法兰盘，所述法兰盘与上平台下表面的法兰定位孔匹配安装；所述平面四杆机构第二转动副R₂通过执行单元第一连杆与执行单元虎克铰U₅连接，所述执行单元虎克铰U₅连接于下平台上。所述驱动单元包括第一驱动分支、第二驱动分支与第三驱动分支，所述第一驱动分支包括第一驱动分支移动副P₁，所述第一驱动分支移动副P₁通过第一驱动分支球副S₁及第一驱动分支连杆与第一驱动分支虎克铰U₁连接，所述第一驱动分支虎克铰U₁设于平面四杆机构第一连接杆上；所述第二驱动分支包括第二驱动分支移动副P₂，所述第二驱动分支移动副P₂通过第二驱动分支球副S₂及第二驱动分支连杆与第二驱动分支虎克铰U₂连接，所述第二驱动分支虎克铰U₂设于平面四杆机构第二连接杆上；所述第三驱动分支包括第三驱动分支移动副P₃，所述第一驱动分支移动副P₁、第二驱动分支移动副P₂与第三驱动分支移动副P₃采用可实现直线伸缩运动的驱动器作为主动驱动器，所述平面四杆机构第三连接杆上通过第三驱动分支转动副R₆连接有第三驱动分支虎克铰U₁，所述平面四杆机构第四连接杆上通过第三驱动分支转动副R₅连接有第三驱动分支虎克铰U₃，所述第三驱动分支虎克铰U₃与第三驱动分支虎克铰U₄共同连接于第三驱动分支连杆的端部，所述第三驱动分支连杆通过第三驱动分支球副S₃连接于第三驱动分支移动副P₃，所述第一驱动分支移动副P₁与第二驱动分支移动副P₂移动方向相同且共线，所述第三驱动分支移动副P₃垂直于第一驱动分支移动副P₁与第二驱动分支移动副P₂的移动方向。

本发明所设计的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，是基于多个并联驱动机构而设计的调姿平台，该平台主要包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统。翻转系统与控制系统均位于上平台上，翻转系统用于翻转，控制系统用于控制各个部件，并且发出指令，微调系统位于上平台和下平台之间，微调系统是本发明的核心。移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置，且位于下平台的两侧，在移动系统工作时，可使上平台在平面内沿任意方向、任意轨迹进行连续运动，可实现整个轮系的全方位运动，以供上平台宏动时进行全向移动，移动到位后，全向移动轮系停止工作，翻转系统完成卫星翻转后，微调系统开始作用，供上平台微动调整航天器位姿，四个麦克纳姆轮通过微调系统中支链的升降实现与地面的接触与分离。检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组，用于检测调姿过程中模拟墙、上平台及卫星的位姿和他们之间的相互关系。微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，上平台和下平台之间通过n条支链连接，n≥3，上平台的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，起到定位与固定安装作用，每个支链的上部通过法兰盘与上平台的法兰定位孔连接，可以实现支链的模块化设计，同时多条支链共同固定设于下平台上，构成了一个整体。多条支链结构完全相同，每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元，驱动单元用于驱动执行单元动作。执行单元主要包括平面四杆机构，平面四杆机构包括平面四杆机构第一连接杆、平面四杆机构第二连接杆、平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆；相邻的连接杆之间通过转动副连接，具体为：平面四杆机构第一连接杆与平面四杆机构第二连接杆之间通过平面四杆机构第二转动副R₂连接，平面四杆机构第二连接杆与平面四杆机构第三连接杆之间通过平面四杆机构第三转动副R₃连接，平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆之间通过平面四杆机构第四转动副R₄连接，平面四杆机构第四连接杆与平面四杆机构第一连接杆通过平面四杆机构第一转动副R₁连接，可以实现四杆机构的形状变化。为了实现与上平台的连接，平面四杆机构第四转动副R₄通过执行单元第二连杆与执行单元S副S₄连接有法兰盘，法兰盘与上平台下表面的法兰定位孔匹配安装；为了实现与下平台的连接，平面四杆机构第二转动副R₂通过执行单元第一连杆与执行单元虎克铰U₅连接，执行单元虎克铰U₅连接于下平台上，构成构型为U-(RRRR)-S的执行单元。驱动单元包括第一驱动分支、第二驱动分支与第三驱动分支，三个驱动分支和平面四杆机构形成了高刚度全闭环链，三个驱动分支包含三个移动副，第一驱动分支包括第一驱动分支移动副P₁，第一驱动分支移动副P₁通过第一驱动分支球副S₁及第一驱动分支连杆与第一驱动分支虎克铰U₁连接，第一驱动分支虎克铰U₁设于平面四杆机构第一连接杆上，用于驱动第一连接杆动作；第二驱动分支包括第二驱动分支移动副P₂，第二驱动分支移动副P₂通过第二驱动分支球副S₂及第二驱动分支连杆与第二驱动分支虎克铰U₂连接，第二驱动分支虎克铰U₂设于平面四杆机构第二连接杆上，用于驱动第二连接杆动作。第三驱动分支包括第三驱动分支移动副P₃，三个移动副采用可实现直线伸缩运动的驱动器作为主动驱动器，也就是可以平面四杆机构第三连接杆上通过第三驱动分支转动副R₆连接有第三驱动分支虎克铰U₄，平面四杆机构第四连接杆上通过第三驱动分支转动副R₅连接有第三驱动分支虎克铰U₃，第三驱动分支虎克铰U₃与第三驱动分支虎克铰U₄共同连接于第三驱动分支连杆的端部，第三驱动分支连杆通过第三驱动分支球副S₃连接于第三驱动分支移动副P₃，这样第三移动副就可以同时驱动第三连接杆和第四连接杆。第一驱动分支移动副P₁与第二驱动分支移动副P₂移动方向相同且共线，则两者同线移动；第三驱动分支移动副P₃垂直于第一驱动分支移动副P₁与第二驱动分支移动副P₂的移动方向，则使平面四杆机构可以向外或向内翻动，三个移动副调节上平台的位姿；所述第一驱动分支和第二驱动分支形式相同，均由移动副P₁和P₂、球副S₁和S₂、第一和第二驱动分支连杆和虎克铰U₁和U₂组成，故其构型均为PSU；第三驱动分支由移动副P₃、球副S₃、第三驱动连杆、虎克铰U₃和U₄和转动副R₃和R₄组成，故其构型为PS-2(UR)，所以驱动单元的整体构型为2-PSU&PS-2(UR)。

本发明具体操作为：首先将多个支链通过每个支链顶部的法兰盘连接在上平台下部的法兰定位孔，使上下平台连接起来。然后控制系统控制移动系统动作，麦克纳姆轮通过微调系统中支链的升降实现与地面的接触与分离，当与地面接触时，移动系统带着整个调姿平台宏动时全向移动，当移动到指定位置时，全向移动麦克纳姆轮组停止工作，之后调整多条支链构成的微调系统着地，当翻转系统完成卫星翻转后，利用多条支链进行微调，进一步完成调姿工作。每条支链的工作过程如下：第一驱动分支移动副P₁与第二驱动分支移动副P₂沿着导轨移动时，带动第一驱动分支球副S₁与第二驱动分支球副S₂运动，第一驱动连杆和第二驱动连杆分别通过虎克铰U₁和U₂牵引平面四杆机构第一连杆和第二连杆动作，同时第三驱动分支移动副P₃上的球副S₃牵引第三驱动分支连杆移动，则虎克铰U₃及U₄和转动副R₅及R₆带着平面四杆机构第三连杆及第四连杆动作，使整个平面四杆机构以虎克铰U₅为轴向内或向外翻动，这样以平行四杆结构为主导的执行单元和驱动单元共同形成高刚度全闭环链，多个支链通过对应的执行单元第二连杆牵引法兰盘动作，以使上平台得到了微调，也使航天器姿态得到了微调，该系统为冗余并联驱动方式，实现了机身六自由度的调整，提高了承载能力，满足了精度要求，在整个工作过程中，检测系统检测各坐标系位置和运动学动力学标定，还检测调姿过程中模拟墙、上平台及卫星的位姿和它们之间的相互关系。

优选的，本发明的控制系统包括示教触摸屏、交流伺服驱动器、交流伺服电机和运动控制器，控制信号经所述交流伺服驱动器控制放大后驱动电机，所述交流伺服电机使执行单元执行动作，且通过绝对值编码器将实际位置反馈给交流伺服驱动器，所述交流伺服电机也将电机位置反馈给交流伺服驱动器，所述运动控制器发送指令至交流伺服驱动器，且所述交流伺服驱动器反馈信息至运动控制器，所述运动控制器还将读取示教触摸屏的状态，所述示教触摸屏将运动指令发送至运动控制器。

进一步的，所述翻转系统包括翻转架、滚珠丝杠滑块组和液压支撑杆，所述翻转架连接于滚珠丝杠滑块组上部，所述液压支撑杆的活塞杆连接于翻转架的背部。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台：①本发明采用采用并联驱动机构，各支链的驱动的数量和形式相同，使得各支链承载能力均衡，本发明采用冗余驱动方式可提高承载能力，满足精度要求；②本发明采用四分支实现六自由度运动，使整体平台简洁化，支链数目适中，支链之间不容易相互干涉，各自由度的运动范围较大；③本发明各支链与上平台通过法兰盘螺栓连接，方便拆卸和安装，为模块化设计奠定基础。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明移动系统的结构示意图。

图3为本发明控制系统的工作过程框图。

图4为本发明微调系统的结构示意图。

图5为本发明微调系统支链结构示意图。

图6为本发明支链机构的运动简图。

图7为本发明的工作流程图。

图8为本发明检测系统移星前的工作过程图。

图9为本发明检测系统移星后的工作过程图。

图中标记如下：1-控制系统，2-翻转系统，3-移动系统，4-微调系统，5-检测系统，11-示教仪，31-麦克纳姆轮组，32-激光跟踪仪或CCD相机模组，41-上平台，42-第一支链，43-第二支链，44-第三支链，45-第四支链，46-下平台，47-第一驱动分支连杆，48-第二驱动分支连杆，49-第三驱动分支连杆，50-平面四杆机构，51-平面四杆机构第一连接杆，52-平面四杆机构第二连接杆，53-平面四杆机构第三连接杆，54-平面四杆机构第四连接杆，55-平面四杆机构第一转动副R₁，56-平面四杆机构第二转动副R₂，57-平面四杆机构第三转动副R₃，58-平面四杆机构第四转动副R₄，59-执行单元第一连杆，60-执行单元第二连杆，61-第一驱动分支移动副P₁，62-第一驱动分支球副S₁，63-第一驱动分支虎克铰U₁，64-第二驱动分支移动副P₂，65-第二驱动分支球副S₂，66-第二驱动分支虎克铰U₂，67-第三驱动分支移动副P₃，68-第三驱动分支球副S₃，69-第三驱动分支虎克铰U₃，70-第三驱动分支虎克铰U₄，71-第三驱动分支转动副R₅，72-第三驱动分支转动副R₆，73-执行单元虎克铰U₅，74-执行单元S副S₄，75-第一驱动分支，76-第二驱动分支，77-第三驱动分支，78-驱动单元，79-执行单元，80-法兰盘。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，如图1、图2、图4~图6所示：包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台41、下平台46和检测系统；所述翻转系统与控制系统均位于上平台41上，所述微调系统位于上平台41和下平台46之间；所述移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组31，所述麦克纳姆轮组31位于上平台41下表面的边角位置，且位于下平台46的两侧；所述检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组；所述微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，所述上平台41和下平台46之间通过n条支链连接，n≥3，所述上平台41的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，所述法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，每个支链的上部通过法兰与上平台41的法兰定位孔连接；每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元；所述执行单元79包括平面四杆机构50，所述平面四杆机构50包括平面四杆机构第一连接杆51、平面四杆机构第二连接杆52、平面四杆机构第三连接杆53与平面四杆机构第四连接杆54；所述平面四杆机构第一连接杆51与平面四杆机构第二连接杆52之间通过平面四杆机构第二转动副R₂56连接，所述平面四杆机构第二连接杆52与平面四杆机构第三连接杆53之间通过平面四杆机构第三转动副R₃57连接，所述平面四杆机构第三连接杆53与平面四杆机构第四连接杆54之间通过平面四杆机构第四转动副R₄58连接，所述平面四杆机构第四连接杆54与平面四杆机构第一连接杆51通过平面四杆机构第一转动副R₁55连接，所述平面四杆机构第四转动副R₄58通过执行单元第二连杆60与执行单元S副S₄74连接有法兰盘80，所述法兰盘80与上平台41下表面的法兰定位孔匹配安装；所述平面四杆机构第二转动副R₂56通过执行单元第一连杆59与执行单元虎克铰U₅73连接，所述执行单元虎克铰U₅73连接于下平台46上；所述驱动单元78包括第一驱动分支75、第二驱动分支76与第三驱动分支77，所述第一驱动分支75包括第一驱动分支移动副P₁61，所述第一驱动分支移动副P₁61通过第一驱动分支球副S₁62及第一驱动分支连杆47与第一驱动分支虎克铰U₁63连接，所述第一驱动分支虎克铰U₁63设于平面四杆机构第一连接杆51上；所述第二驱动分支76包括第二驱动分支移动副P₂64，所述第二驱动分支移动副P₂64通过第二驱动分支球副S₂65及第二驱动分支连杆48与第二驱动分支虎克铰U₂66连接，所述第二驱动分支虎克铰U₂66设于平面四杆机构第二连接杆52上；所述第三驱动分支77包括第三驱动分支移动副P₃67，所述第一驱动分支移动副P₁61、第二驱动分支移动副P₂64与第三驱动分支移动副P₃67采用可实现直线伸缩运动的驱动器作为主动驱动器，所述平面四杆机构第三连接杆53上通过第三驱动分支转动副R₆72连接有第三驱动分支虎克铰U₄70，所述平面四杆机构第四连接杆54上通过第三驱动分支转动副R₅71连接有第三驱动分支虎克铰U₃69，所述第三驱动分支虎克铰U₃69与第三驱动分支虎克铰U₄70共同连接于第三驱动分支连杆49的端部，所述第三驱动分支连杆49通过第三驱动分支球副S₃68连接于第三驱动分支移动副P₃67，所述第一驱动分支移动副P₁61与第二驱动分支移动副P₂64移动方向相同且共线，所述第三驱动分支移动副P₃67垂直于第一驱动分支移动副P₁61与第二驱动分支移动副P₂64的移动方向。

本实施例中采用了以下优选方案：所述支链一共有4个，即n=4，分别为第一支链42、第二支链43、第三支链44与第四支链45，四条基于并联驱动机构的支链通过下平台46固连为一体，也代表着法兰盘80有四个，上平台上的法兰定位孔有四个；所述控制系统包括示教触摸屏、交流伺服驱动器、交流伺服电机和运动控制器，控制信号经所述交流伺服驱动器控制放大后驱动电机，所述交流伺服电机使执行单元执行动作，且通过绝对值编码器将实际位置反馈给交流伺服驱动器，所述交流伺服电机也将电机位置反馈给交流伺服驱动器，所述运动控制器发送指令至交流伺服驱动器，且所述交流伺服驱动器反馈信息至运动控制器，所述运动控制器还将读取示教触摸屏的状态，所述示教触摸屏将运动指令发送至运动控制器，具体控制过程如图3所示。所述翻转系统包括翻转架、滚珠丝杠滑块组和液压支撑杆，所述翻转架连接于滚珠丝杠滑块组上部，所述液压支撑杆的活塞杆连接于翻转架的背部。

图3为本发明控制系统的工作过程框图，其详细过程根据《张继民,柴建国,王文宗.全向移动式五轴测试转台的研究[J].机械制造,2017,55(10):98-100.》得到，所以本实施例未进行详述。

图7为本发明的工作流程图，其详细过程根据《孙刚,刘广通,郭涛,高峰,唐赖颖.航天器总装过程中基于并联调姿平台的太阳翼数字化对接技术[J].航空制造技术,2015(21):102-106.》进行了适应性修改，本实施例与之相类似。

图8和图9为本发明检测系统移星前或后的工作过程图，详细过程根据《刘广通,郭涛,张彬,陶力,刘笑,唐赖颖,张延磊,张伟,许凯,赵培容. 一种基于激光跟踪仪和并联调姿平台的太阳翼自动对接方法[P]. CN104625720B,2017-01-18.》可以得到，本实施例检测过程与之类似，因此未进行详述。

本实施例具体操作为：首先将多个支链通过每个支链顶部的法兰盘80连接在上平台41下部的法兰定位孔，使上下平台连接起来。然后控制系统1控制移动系统3动作，麦克纳姆轮组31通过微调系统4中的四条支链的升降实现与地面的接触与分离，当与地面接触时，移动系统3带着整个调姿平台宏动时全向移动，当移动到指定位置时，全向移动的麦克纳姆轮组31停止工作，之后调整多条支链构成的微调系统4着地，当翻转系统完成卫星翻转后，利用多条支链进行微调，进一步完成调姿工作。每条支链的工作过程如下：第一驱动分支移动副P₁61与第二驱动分支移动副P₂64沿着导轨移动时，带动第一驱动分支球副S₁62和第二驱动分支球副S₂65运动，第一驱动分支连杆47和第二驱动分支连杆48分别通过第一驱动分支虎克铰U₁63和第二驱动分支虎克铰U₂66牵引平面四杆机构第一连杆51和平面四杆机构第二连杆52动作，同时第三驱动分支移动副P₃67上的球副S₃68牵引第三驱动分支连杆49移动，则第三驱动分支虎克铰U₃69及第三驱动分支虎克铰U₄70和第三驱动分支转动副R₅71与第三驱动分支转动副R₆72带着平面四杆机构第三连杆53及平面四杆机构第四连杆54动作，使整个平面四杆机构50以执行单元虎克铰U₅73为轴整体向内或向外翻动，也以转动副R₁到R₄为轴发生形变；这样以平行四杆结构50为主导的执行单元79和驱动单元78共同形成高刚度全闭环链，四个支链通过对应的执行单元第二连杆60牵引法兰盘80动作，以使上平台41得到了微调，也使航天器姿态得到了微调，该系统为冗余并联驱动方式，实现了机身六自由度的调整，提高了承载能力，满足了精度要求，在整个工作过程中，检测系统5检测各坐标系位置和运动学动力学标定，还检测调姿过程中模拟墙、上平台及卫星的位姿和它们之间的相互关系，工作过程如图8和图9所示。

本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，其特征在于：包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台（41）、下平台（46）和检测系统；所述翻转系统与控制系统均位于上平台（41）上，所述微调系统位于上平台（41）和下平台（46）之间；

所述移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组（31），所述麦克纳姆轮组（31）位于上平台（41）下表面的边角位置，且位于下平台（46）的两侧；

所述检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组；

所述微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，所述上平台（41）和下平台（46）之间通过n条支链连接，n≥3，所述上平台（41）的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，所述法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，每个支链的上部通过法兰与上平台（41）的法兰定位孔连接；每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元；

所述执行单元（79）包括平面四杆机构（50），所述平面四杆机构（50）包括平面四杆机构第一连接杆（51）、平面四杆机构第二连接杆（52）、平面四杆机构第三连接杆（53）与平面四杆机构第四连接杆（54）；所述平面四杆机构第一连接杆（51）与平面四杆机构第二连接杆（52）之间通过平面四杆机构第二转动副R₂（56）连接，所述平面四杆机构第二连接杆（52）与平面四杆机构第三连接杆（53）之间通过平面四杆机构第三转动副R₃（57）连接，所述平面四杆机构第三连接杆（53）与平面四杆机构第四连接杆（54）之间通过平面四杆机构第四转动副R₄（58）连接，所述平面四杆机构第四连接杆（54）与平面四杆机构第一连接杆（51）通过平面四杆机构第一转动副R₁（55）连接，所述平面四杆机构第四转动副R₄（58）通过执行单元第二连杆（60）与执行单元S副S₄（74）连接有法兰盘（80），所述法兰盘（80）与上平台（41）下表面的法兰定位孔匹配安装；所述平面四杆机构第二转动副R₂（56）通过执行单元第一连杆（59）与执行单元虎克铰U₅（73）连接，所述执行单元虎克铰U₅（73）连接于下平台（46）上；

所述驱动单元（78）包括第一驱动分支（75）、第二驱动分支（76）与第三驱动分支（77），所述第一驱动分支（75）包括第一驱动分支移动副P₁（61），所述第一驱动分支移动副P₁（61）通过第一驱动分支球副S₁（62）及第一驱动分支连杆（47）与第一驱动分支虎克铰U₁（63）连接，所述第一驱动分支虎克铰U₁（63）设于平面四杆机构第一连接杆（51）上；所述第二驱动分支（76）包括第二驱动分支移动副P₂（64），所述第二驱动分支移动副P₂（64）通过第二驱动分支球副S₂（65）及第二驱动分支连杆（48）与第二驱动分支虎克铰U₂（66）连接，所述第二驱动分支虎克铰U₂（66）设于平面四杆机构第二连接杆（52）上；所述第三驱动分支（77）包括第三驱动分支移动副P₃（67），所述第一驱动分支移动副P₁（61）、第二驱动分支移动副P₂（64）与第三驱动分支移动副P₃（67）采用可实现直线伸缩运动的驱动器作为主动驱动器，所述平面四杆机构第三连接杆（53）上通过第三驱动分支转动副R₆（72）连接有第三驱动分支虎克铰U₄（70），所述平面四杆机构第四连接杆（54）上通过第三驱动分支转动副R₅（71）连接有第三驱动分支虎克铰U₃（69），所述第三驱动分支虎克铰U₃（69）与第三驱动分支虎克铰U₄（70）共同连接于第三驱动分支连杆（49）的端部，所述第三驱动分支连杆（49）通过第三驱动分支球副S₃（68）连接于第三驱动分支移动副P₃（67），所述第一驱动分支移动副P₁（61）与第二驱动分支移动副P₂（64）移动方向相同且共线，所述第三驱动分支移动副P₃（67）垂直于第一驱动分支移动副P₁（61）与第二驱动分支移动副P₂（64）的移动方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，其特征在于：所述支链一共有4个，即n=4，分别为第一支链（42）、第二支链（43）、第三支链（44）与第四支链（45），四条基于并联驱动机构的支链通过下平台（46）固连为一体。

3.根据权利要求1所述的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，其特征在于：所述控制系统包括示教触摸屏、交流伺服驱动器、交流伺服电机和运动控制器，控制信号经所述交流伺服驱动器控制放大后驱动电机，所述交流伺服电机使执行单元执行动作，且通过绝对值编码器将实际位置反馈给交流伺服驱动器，所述交流伺服电机也将电机位置反馈给交流伺服驱动器，所述运动控制器发送指令至交流伺服驱动器，且所述交流伺服驱动器反馈信息至运动控制器，所述运动控制器还将读取示教触摸屏的状态，所述示教触摸屏将运动指令发送至运动控制器。

4.根据权利要求1所述的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，其特征在于：所述翻转系统包括翻转架、滚珠丝杠滑块组和液压支撑杆，所述翻转架连接于滚珠丝杠滑块组上部，所述液压支撑杆的活塞杆连接于翻转架的背部。

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