CN201394351Y - 三自由度电动伺服平台 - Google Patents

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Abstract

一种三自由度伺服电动平台，采用三自由度空间并联机构由上下两个正三角平台和三根伺服电动缸构成，其中上平台与电动缸连杆之间均用球副连接，下平台与电动缸底端之间用转动副连接，控制电动缸连杆移动从而推动上平台运动。本机构不仅具有刚度大、承载能力高、运动精度高等并联机构共性特点，而且还具有支链数目少，驱动器易于布置，有较好的操作灵巧性等独特优点。同时不需要额外额的动力源、维护简单、噪音低，还具有硬件限位和姿态校正功能，安全姿态控制精度高等特点。

Description

三自由度电动伺服平台
所属技术领域
本实用新型涉及一种适用于动感电影、仿真娱乐、模拟驾驶、虚拟现实等使用的三自由度电动伺服平台。
背景技术
三自由的平台可以实现俯仰、滚转、升降三个方向的空间位移，广泛应用于动感电影、仿真娱乐、模拟驾驶、虚拟现实等领域。
现有三自由度平台(如动感电影运动座椅设施ZL专利号94206426.7)普遍采用液压缸或气缸作为动作器，运动平台普遍采用三自由的空间连杆结构，平台精准度不高，响应速度慢。且液压伺服平台需要液压泵站提供动力，整个系统庞大，维护麻烦，泵站噪音大。气压系统除了具有液压系统响应速度慢、系统庞大、维护麻烦、噪音大等缺点外，由于气体的可压缩性，控制精度也非常低。
发明内容
为了克服现有的伺服液压平台和气动平台的不足，本实用新型通过如下方式实现的：
本实用新型的三自由度伺服电动平台，以伺服电动缸4作为动作器，伺服电机7做为能源安装在伺服电动缸4上，伺服电动缸4作为传动装置，将伺服电机7的旋转运动通过丝杆和丝杆副的机械运动转换为推杆的直线运动，所述电动平台包括3套电动伺服单元作动器，所述三个作动器呈三角布置在下平台底板8上，以竖直或倾斜方式支撑上平台的三点，每个作动器的上端通过球副连接件5与上平台2链接，作动器下端通过转动副连接件6与下平台底板8链接。
其中，每个作动器分别装有下限位传感器9，中位传感器10，上限位传感器11，当作动器的推杆直线运动到下限位传感器9所在位置时，下限位传感器9发出信号给控制系统，并强行将伺服电机向下旋转动作停止，从而实现“硬件下限位”；同理当作动器推杆直线运动到上限位传感器11所在位置时，通过上限位传感器11实现“硬件上限位”；当作动器推杆直线运动到中位时，通过中位传感器10发出信号给控制系统，使控制系统可以对该装置的整体姿态进行校正。
本实用新型的有益效果是，伺服电动缸和三自由度空间并联机构的结合，使得该平台与其他形式的平台比较具有运动精度高、承载能力高、刚度大、支链数目少、驱动器易于布置、有较好的操作灵巧性等独特优点。同时不需要额外额的动力源、维护简单、噪音低，还具有硬件限位和姿态校正功能，安全性高、姿态控制精度高等特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的立体结构图。
图2是本实用新型的顶视图。
图3是本实用新型的前视图。
图4是本实用新型的左视图。
图1中1.伺服电动缸I，2.上平台，3.伺服电动缸II，4.伺服电动缸III，5.球副连接件，6.转动副连接件，7.伺服电机，8.下平台底板，9.下限位传感器，10.中位传感器，11.上限位传感器。
具体实施方式
在图1中，伺服电机7接到控制指令，进行转动，通过伺服电动缸III 4内部的丝杆和丝杆副将机械运动转换为推杆的直线运动，电动缸III 4推杆端部与上平台通过球副连接件5联接，推杆运动从而带动上平台8运动。通过对称安装的三个6转动副连接件的约束和5球副连接件的共同作用，将三个伺服电动缸1、3、4的直线运动转换成上平台8的俯仰、滚转、升降三个方向的空间位移运动。
当伺服电动缸III 4的推杆运动到上下的极限位置时，位置传感器9会向控制系统发出信息，强制伺服电机停止运行，大大加强了整个平台的安全性；当推杆运动到中间位置时，位置传感器会发出信号，使系统对推杆的当前位置进行校正。
综上所述，通过控制系统的分别对伺服电动缸I 1，伺服电动缸II 3，伺服电动缸III 4进行控制，重复上面的运行过程和传感器的校正过程，使上平台8，根据要求精确的做出俯仰、滚转、升降等动作。

Claims (2)

1.一种三自由度电动伺服平台，以伺服电动缸(4)作为动作器，伺服电机(7)做为能源安装在伺服电动缸(4)上，伺服电动缸(4)作为传动装置，将伺服电机(7)的旋转运动通过丝杆和丝杆副的机械运动转换为推杆的直线运动，其特征在于：所述电动平台包括3套电动伺服单元作动器，所述三个作动器呈三角布置在下平台底板(8)上，以竖直或倾斜方式支撑上平台的三点，每个作动器的上端通过球副连接件(5)与上平台(2)链接，作动器下端通过转动副连接件(6)与下平台底板(8)链接。
2.如权利要求1所述的电动伺服平台，其特征在于：每个作动器分别装有下限位传感器(9)，中位传感器(10)，上限位传感器(11)，当作动器的推杆直线运动到下限位传感器(9)所在位置时，下限位传感器(9)发出信号给控制系统，并强行将伺服电机向下旋转动作停止，从而实现“硬件下限位”；同理当作动器推杆直线运动到上限位传感器(11)所在位置时，通过上限位传感器(11)实现“硬件上限位”；当作动器推杆直线运动到中位时，通过中位传感器(10)发出信号给控制系统，使控制系统可以对该装置的整体姿态进行校正。
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