CN218819204U - 六维运动并联机构及科学精密仪器设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种六维运动并联机构及科学精密仪器设施，其中六维运动并联机构包括：运动平台、支撑平台、多个并联调姿机构以及多个并联调姿支撑机构，运动平台设于支撑平台的上方；并联调姿机构包括双作用连接器和两个万向连接器，其中一个万向连接器与运动平台转动连接，另一个万向连接器与支撑平台转动连接，双作用连接器连接并且能够调整两个万向连接器之间的距离；并联调姿支撑机构包括支撑杆和支撑底座，支撑杆凸设于运动平台上，支撑底座设于支撑平台上，支撑杆能够调整凸出长度并且抵于支撑底座上，支撑底座用于限位支撑杆；该六维运动并联机构结构简单、调节灵活、安装便捷、工作稳定、安全高效且应用前景广阔。

Description

六维运动并联机构及科学精密仪器设施

技术领域

本实用新型涉及科学精密仪器设施的技术领域，更具体地说，是涉及一种六维运动并联机构及科学精密仪器设施。

背景技术

在科技日益发展的今天，随着科研实力稳步提升和科学技术手段的不断更迭，在重大科学基础设施建设及运行调试的过程中，对各类精密仪器设施的多维度灵活运动调节和长期保持相对稳定存在方面提出的要求日益严苛，尤其对各种大型科学精密仪器设施而言，更是如此。如何确保重大科学精密仪器设施在运行和维护过程中不仅具备一定程度的调节灵活性，还可以在阶段时间内保持仪器本身相应位姿的相对稳定性，已然成为了重大科学基础设施建设研究领域的关键话题。尽管相关重大科学精密仪器大多拥有庞大的体积或质量，但其对空间运动调节的灵活度要求不减反增，其动力学运动调节过程也变得相对复杂。通常情况下，重大科学精密仪器设施的位姿调节仅依赖于自身结构，如安装调节地脚，使其与地基直接接触连接的地脚高度改变来实现位姿调节；或是单独建设隔震、降噪、防火、防水、防腐蚀等功能性处理单元后再与平台接触；或是采用双侧调节板与螺纹升降相配合的形式，二者共同作用实现多维度调节；又或是考虑六维度调节方式，大多沿用六杆并联机构，形成12关节或更多关节以便于空间运动调节的实现。

但是，以上方式大都具有稳定性、安全性和可操作性上的劣势。具体地，地脚调节的方式操作困难不便捷且可靠性不强。而采用双侧调节板与螺纹升降相配合的形式，其共同作用虽实现多维度调节，但其承重能力非常有限，系统的稳定性也相对较弱。再者，类似六杆并联机构的装置考虑了六维度调节方式，却形成了12关节或更多关节机构。虽然调姿关节机构可以满足灵活调节的需求，但是关节彼此之间存在相互影响，系统调节难度系数较高，稳定性和作业安全性也变得较差。

总而言之，对于传统调节机构而言，其平台也功能比较单一，要么缺少调节的自由度灵活性，仅限于单一自由度的运动调节，要么位姿状态不能保持长期稳定，可靠性和可操作性均无法满足大型精密仪器等科学设施的需求。

与此同时，科学精密仪器设施在运行周期内，还需要在一定精度范围内形成姿态保持，确保科学精密仪器设施正常高精度稳定运行，否则，可能会产生不可逆的破坏性后果，甚至诱发重大事故。因此，对于重大科学精密仪器设施的建设和运行，使其实现空间运动调节灵活性和阶段内相对稳定性的装置研究势在必行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种六维运动并联机构及科学精密仪器设施，以解决现有技术中存在的科学精密仪器的调节机构功能单一、自由度灵活性低、稳定性、可靠性和可操作性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

第一方面，提供一种六维运动并联机构，包括：

运动平台、支撑平台、多个并联调姿机构以及多个并联调姿支撑机构，所述运动平台设于所述支撑平台的上方，至少两个所述并联调姿机构之间间隔并且分别布置在所述运动平台和所述支撑平台之间的相对两侧，至少两个所述并联调姿支撑机构之间间隔并且分别布置在所述运动平台和所述支撑平台之间的另一相对两侧；

所述并联调姿机构包括双作用连接器和两个万向连接器，其中一个所述万向连接器与所述运动平台转动连接，另一个所述万向连接器与所述支撑平台转动连接，所述双作用连接器连接并且能够调整两个所述万向连接器之间的距离；

所述并联调姿支撑机构包括支撑杆和支撑底座，所述支撑杆凸设于所述运动平台上，所述支撑底座设于所述支撑平台上，所述支撑杆能够调整凸出长度并且抵于所述支撑底座上，所述支撑底座用于限位所述支撑杆。

通过采用上述技术方案，相比于六杆并联机构，本申请的六维运动并联机构的任意单一自由度都不再需要六根杆的联动作业，而是利用并联调姿支撑机构的设计实现运动平台和支撑平台运动分离以便于降低关节数目增加调节灵活度，形成了两组相互独立的调节机构。即，并联调姿关节机构控制水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw三个维度的调节，而通过并联调姿支撑实现垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch三个维度的调节。彼此之间不再相互干扰，减少6个关节数目增加了调节灵活度，与此同时，巧妙利用重力作用弥补约束缺失，可以极大地缩短运动平台和支撑平台的间距以便于降低重心提高稳定性；换言之，仅需并联调姿关节机构动作，配合并联调姿支撑机构完成全部六维姿态调节，利用重力锁定自由度，并能长期保持相对稳定。该六维运动并联机构作为一种被动型支撑调节装置，结构简单、调节灵活、安装便捷、工作稳定、安全高效且应用前景广阔。

在一个实施例中，所述六维运动并联机构包括三个所述并联调姿机构，其中一个所述并联调姿机构位于所述运动平台和所述支撑平台之间的中部，另外两个所述并联调姿机构分别位于所述运动平台和所述支撑平台之间的两侧。

在一个实施例中，所述六维运动并联机构包括三个所述并联调姿支撑机构，任意相邻两个所述并联调姿支撑机构相对布置与所述运动平台和所述支撑平台之间。

在一个实施例中，所述六维运动并联机构还包括多个并联调姿支撑辅助机构，所述并联调姿支撑辅助机构与所述并联调姿支撑机构交替布置在所述运动平台和所述支撑平台之间。

在一个实施例中，所述六维运动并联机构还包括调姿安全联锁机构，所述调姿安全联锁机构包括安全杆，所述安全杆连接所述运动平台和所述支撑平台，用于调整所述运动平台和所述支撑平台的间距。

在一个实施例中，所述万向连接器包括球面连接器和球端，其中一个所述球端设于所述运动平台上，对应的所述球面连接器万向活动套设于所述球端上，另一个所述球端固定于所述支撑平台上，对应的所述球面连接器万向活动套设于所述球端上；所述双作用连接器包括双作用差分调节螺杆和两个分别与所述双作用差分调节螺杆的两端螺纹连接的双作用差分调节螺母，所述双作用差分调节螺母与对应的所述球面连接器固定连接；其中所述双作用差分调节螺杆的两端的螺纹相反，转动所述双作用差分调节螺杆时使两个所述双作用差分调节螺母分别沿所述双作用差分调节螺杆的轴向朝相反方向移动，进而驱动两个所述球面连接器作方向相反的移动。

在一个实施例中，所述支撑杆为支撑螺杆，所述支撑底座的边缘设有凸起以形成支撑限位槽，所述支撑螺杆螺纹连接于所述运动平台上，所述支撑螺杆的抵接端与所述支撑限位槽抵接配合，所述支撑螺杆的抵接端在所述支撑限位槽的槽底的投影面积比所述支撑限位槽的槽底大，使所述抵接端能够在所述支撑限位槽中沿槽底移动。

在一个实施例中，所述支撑平台上设有多个底座固位凹面卡槽，所述底座固位凹面卡槽外围布置有多个限位顶丝，所述支撑底座设于所述底座固位凹面卡槽中，并且与所述限位顶丝抵接。

在一个实施例中，所述安全杆为安全螺杆，所述安全螺杆上设有分别用于抵接所述运动平台和所述支撑平台的安全螺母。

第二方面，提供一种科学精密仪器设施，包括科学精密仪器和上述的六维运动并联机构，所述科学精密仪器固定在所述六维运动并联机构上。

本实施例提供的科学精密仪器设施具有以下优点：

1、本实施例调节自由度高、稳定性好且应用平台广泛。利用六维运动并联机构可实现六维运动调节控制，可广泛应用于大型科学精密仪器在复杂的动力学调节条件下在不同方向作用下的六维调节控制。分离式设计不仅减少关节数目，增加调节灵活度，还可以缩短运动平台和支撑平台的间距，有效降低重心提升稳定性。

2、本实施例结构简单、加工便利、操作安全稳定且可靠性强。本本实施例仅利用三组并联调姿关节机构动作满足(水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw)位姿调节，配合并联调姿支撑机构实现运动平台相对于支撑平台的(垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch)位姿状态调节。在重力条件下，弥补了运动平台和支撑平台分离设计带来的约束缺失，利用并联调姿支撑辅助机构和安全联锁机构调姿安全联锁机构可以确保作业安全，稳定实现全部动力学调节过程。全部姿态调节完成后，经过并联调姿支撑辅助机构和安全联锁机构的加固，能长期保持相对稳定，提高安全系数，确保装置稳定运行。并联调姿机构、并联支撑辅助机构和安全联锁机构相互独立，调节方便，互不影响。

3、本实施例易于调节、更换、改进及功能扩展，可适用于不同指标的大型科学精密仪器，通过运动平台和支撑平台的更换、运动平台和支撑平台的间距、高度的调节及并联调姿机构、并联调姿支撑机构、并联调姿支撑辅助机构和调姿安全联锁机构的直接更换可实现有效调节平台能力的拓宽。具体地，可通过改变或更换双作用连接器和支撑杆结构实现进一步高精度调节问题，实现位姿稳步过渡和精度细致调节。可通过增加或改变定位点实现不同运动轨迹调整的需求，可通过增加或改变支撑杆或平台材料以适应不同环境高强度作业需求等问题，可根据不同环境需求组合其他辅助设施联动使用。针对大型科学精密仪器不同的物理特性及所处不同的动力学环境，根据实际工程需要，可进一步组合使用本实用新型，也可进行连续布置。

4、本实施例工作可靠、稳定性好且无需外界的能量供给，可根据实际工况灵活选择搭配其他辅助支撑装置，确保系统正常工作的同时进行额外功能扩展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的六维运动并联机构的立体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的六维运动并联机构的一种视角的爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的六维运动并联机构的另一种视角的爆炸图；

图4是本实用新型实施例提供的并联调姿机构的立体结构图；

图5是图2的“B”处的放大图；

图6是图2的“A”处的放大图；

图7是图2的“C”处的放大图。

图中各附图标记为：

1、运动平台；2、支撑平台；3、并联调姿机构；4、并联调姿支撑机构；5、并联调姿支撑辅助机构；6、调姿安全联锁机构；

11、加强螺纹板；12、外侧刚性板；13、内侧刚性板；21、底座固位凹面卡槽；22、限位顶丝；31、双作用连接器；32、万向连接器；33、支撑柱；34、平台延伸连接件；41、支撑杆；42、支撑底座；61、安全杆；62、安全螺母；

321、球面连接器；322、球端；311、双作用差分调节螺杆；312、双作用差分调节螺母；421、支撑限位槽；411、限位螺母。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型，而不是指示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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种六维运动并联机构，能够轻松实现与六维运动并联机构连接的科学精密仪器的六维自由调节且具备稳定保持能力；以下通过具体实施方式进行说明：

本实施例的六维运动并联机构包括：

运动平台1、支撑平台2、多个并联调姿机构3以及多个并联调姿支撑机构4，运动平台1设于支撑平台2的上方，至少两个并联调姿机构3之间间隔并且分别布置在运动平台1和支撑平台2之间的相对两侧，至少两个并联调姿支撑机构4之间间隔并且分别布置在运动平台1和支撑平台2之间的另一相对两侧；可以理解的是，运动平台1用于连接并且承载科学精密仪器，支撑平台2用于放置于试验场所中，多个并联调姿机构3用于连接并且调整运动平台1在水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw(围绕z轴的旋转)三个维度的调节，多个并联调姿支撑机构4用于连接并且调整运动平台1在垂直方向z、翻滚角Roll(围绕x轴的旋转)、俯仰角Pitch(围绕y轴的旋转)三个维度的调节；为了使运动平台1能够相对支撑平台2有一定的自由调整度，将运动平台1设置在支撑平台2的上方，并且利用科学精密仪器和运动平台1的重力作用锁定并联调姿机构3和并联调姿支撑机构4间隔的调节自由度。

具体地，请一并参阅图4，并联调姿机构3包括双作用连接器31和两个万向连接器32，其中一个万向连接器32与运动平台1转动连接，另一个万向连接器32与支撑平台2转动连接，双作用连接器31连接并且能够调整两个万向连接器32之间的距离，即调整并联调姿机构3的长度；这里，两个万向连接器32分别与运动平台1和支撑平台2连接，并且能够分别相对运动平台1和支撑平台2作万向转动，即，与万向连接器32连接的双作用连接器31能够相对运动平台1和支撑平台2作绕x轴、y轴和z轴的转动；同时，两个并联调姿机构3分别布置在运动平台1和支撑平台2之间的相对两侧，这样，通过调整两侧的并联调姿机构3的长度，相对支撑平台2和运动平台1的角度从而达到运动平台1水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw三个维度的调节；

示例地，并联调姿机构3的数量为两个并且分别布置在运动平台1和支撑平台2之间的相对两侧，并且两个并联调姿机构3的伸出和缩短的方向相同，当操作人员需要调整运动平台1在水平方向x上朝一侧移动时，只需要同时驱使两个并联调姿机构3同时作伸长预设长度即可实现；同理地，当操作人员需要调整运动平台1在水平方向x上朝另一侧移动时，只需要驱使两个并联调姿机构3同时作缩短预设长度即可实现；另外，当操作人员需要调整运动平台1作偏航角Yaw转动时，只需要两个并联调姿机构3作不同长度的伸长或者缩短即可实现。

需要进一步解释的是，两个并联调姿机构3的伸出和缩短的方向也可以相反，对应调整并联调姿机构3的伸长缩短操作即可；即，当操作人员需要调整运动平台1在水平方向x上朝一侧移动时，只需要驱使其中一个并联调姿机构3伸长预设距离，同时驱使另一个并联调姿机构3相应地缩短相同的预设距离即可实现；同理地，当操作人员需要调整运动平台1在水平方向x上朝另一侧移动时，只需要驱使其中一个并联调姿机构3作缩短预设距离，同时驱使另一个并联调姿机构3相应地伸长相同的预设距离即可实现；而当操作人员需要调整运动平台1在水平方向y上朝一侧移动时，驱使两个并联调姿机构3同时在水平面内向该侧转动，并且调整两个并联调姿机构3的长度以补偿由于运动平台1转动而带来的在水平方向x上的移动，即，将运动平台1保持沿水平方向y移动，这样，依靠两个并联调姿机构3也能够实现运动平台1沿水平方向x以及水平方向y移动；另外，当操作人员需要调整运动平台1作偏航角Yaw转动时，只需要两个并联调姿机构3作不同长度的伸长或者缩短即可实现。

细化地，在一个实施例中，万向连接器32包括球面连接器321和球端322，其中一个球端322设于运动平台1上，对应的球面连接器321万向活动套设于球端322上，另一个球端322固定于支撑平台2上，对应的球面连接器321万向活动套设于球端322上；双作用连接器31包括双作用差分调节螺杆311和两个分别与双作用差分调节螺杆311的两端螺纹连接的双作用差分调节螺母312，双作用差分调节螺母312与对应的球面连接器321固定连接；其中双作用差分调节螺杆311的两端的螺纹相反，转动双作用差分调节螺杆311时使两个双作用差分调节螺母312分别沿双作用差分调节螺杆311的轴向朝相反方向移动，进而驱动两个球面连接器321作方向相反的移动。在本实施例中，并联调姿机构3通过调整双作用差分调节螺杆311，使得两个双作用差分调节螺母312之间的距离改变，进而调整两个球面连接器321之间的距离，最终调整两个球端322之间的距离，用以调整运动平台1在水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw的位姿动作。

进一步地，并联调姿机构3还包括支撑柱33和平台延伸连接件34，平台延伸连接件34连接运动平台1和支撑平台2的外侧刚性板，支撑柱33设于平台延伸连接件34上，球端322对应设于支撑柱33上。

具体地，请一并参阅图5和图6，并联调姿支撑机构4包括支撑杆41和支撑底座42，支撑杆41凸设于运动平台1上，支撑底座42设于支撑平台2上，支撑杆41能够调整凸出长度并且抵于支撑底座42上，支撑底座42用于限位支撑杆41。

示例地，并联调姿支撑机构4的数量为两个，并且分别布置在运动平台1和支撑平台2之间的另一相对两侧，这样使得支撑杆41的凸出方向平行于垂直方向z，通过调整两侧的支撑杆41的凸出长度即可以调整运动平台1在垂直方向z、翻滚角Roll(围绕x轴的旋转)、俯仰角Pitch(围绕y轴的旋转)三个维度；当操作人员需要调整运动平台1在垂直方向z上升高或者降低时，只需要调整两个支撑杆41具有相同的凸出长度使得运动平台1在垂直方向z上具有不同高度；当操作人员需要调整运动平台1的俯仰角时，只需要调整两个支撑杆41具有不同的凸出长度，即使得运动平台1的相对两侧具有不同高度即可实现；当操作人员需要调整运动平台1的翻滚角时，使得运动平台1的另一相对两侧具有不同高度即可实现，由于本实施例中并联调姿支撑机构4只有两个，这时需要调整两个并联调姿机构3的长度和角度进而使得运动平台1的另一相对两侧具有不同高度，从而实现翻滚角的调整。

细化地，在一个实施例中，支撑杆41为支撑螺杆，支撑底座42的边缘设有凸起以形成支撑限位槽421，支撑螺杆螺纹连接于运动平台1上，具体与运动平台1上的加强螺纹板11螺纹连接，支撑螺杆上还套设有与运动平台1抵接的限位螺母411，支撑螺杆的抵接端与支撑限位槽421抵接配合，支撑螺杆的抵接端在支撑限位槽421的槽底的投影面积比支撑限位槽421的槽底大，使抵接端能够在支撑限位槽421中沿槽底移动。上述设计便于并联调姿支撑机构4进行垂直方向z的调姿动作时仅在支撑底座42的限制平面内运动。

进一步地，在一个实施例中，支撑平台2上设有多个底座固位凹面卡槽21，底座固位凹面卡槽21外围布置有多个限位顶丝22，支撑底座42设于底座固位凹面卡槽21中，并且与限位顶丝22抵接。底座固位凹面卡槽21与限位顶丝22共同作用，实现固定支撑底座42的目的。

需要进一步解释的是，由于运动平台1设于支撑平台2的上方，运动平台1的重力通过并联调姿机构3和并联调姿支撑机构4作用于支撑平台2上，达到并联调姿机构3和并联调姿支撑机构4自锁和限位的作用。

通过采用上述技术方案，相比于六杆并联机构，本申请的六维运动并联机构的任意单一自由度都不再需要六根杆的联动作业，而是利用并联调姿支撑机构4的设计实现运动平台1和支撑平台2运动分离以便于降低关节数目增加调节灵活度，形成了两组相互独立的调节机构。即，并联调姿关节机构控制水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw三个维度的调节，而通过并联调姿支撑实现垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch三个维度的调节。彼此之间不再相互干扰，减少6个关节数目增加了调节灵活度，与此同时，巧妙利用重力作用弥补约束缺失，可以极大地缩短运动平台1和支撑平台2的间距以便于降低重心提高稳定性；换言之，仅需并联调姿关节机构动作，配合并联调姿支撑机构4完成全部六维姿态调节，利用重力锁定自由度，并能长期保持相对稳定。该六维运动并联机构作为一种被动型支撑调节装置，结构简单、调节灵活、安装便捷、工作稳定、安全高效且应用前景广阔。

在一个实施例中，六维运动并联机构包括三个并联调姿机构3，其中一个并联调姿机构3位于运动平台1和支撑平台2之间的中部，另外两个并联调姿机构3分别位于运动平台1和支撑平台2之间的两侧。

优选地，其中，与运动平台1转动连接的三个万向连接器32在一个平面内的连线围合的形状为三角形，与支撑平台2转动连接的三个万向连接器32在一个平面内的连线围合的形状为三角形。

进一步地，位于中部的并联调姿机构3的伸缩方向垂直于位于两侧的并联调姿机构3的伸缩方向。

通过采用上述技术方案，三组并联调姿关节机构等同于三根杆的联动调节，控制水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw三个维度的调节。另外，三组并联调姿关节机构的万向连接器32形成三角形结构，提高了运动平台1长期保持姿态的稳定性。

在一个实施例中，六维运动并联机构包括三个并联调姿支撑机构4，任意相邻两个并联调姿支撑机构4相对布置与运动平台1和支撑平台2之间。

优选地，六维运动并联机构包括三个并联调姿支撑机构4，设于运动平台1上的支撑杆41在一个平面内的连线围合的形状为三角形，设于支撑平台2上的支撑底座42在一个平面内的连线围合的形状为三角形。

示例地，三组并联调姿支撑机构4实现垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch三个维度的调节；当操作人员需要调整运动平台1的俯仰角时，只需要调整其中相对布置的两个支撑杆41具有不同的凸出长度，即使得运动平台1的相对两侧具有不同高度即可实现；当操作人员需要调整运动平台1的翻滚角时，只需要调整其中另一相对布置的两个支撑杆41具有不同的凸出长度，即使得运动平台1的另一相对两侧具有不同高度即可实现。

通过采用上述技术方案，提高了运动平台1长期保持姿态的稳定性。

在一个实施例中，六维运动并联机构还包括多个并联调姿支撑辅助机构5，并联调姿支撑辅助机构5与并联调姿支撑机构4交替布置在运动平台1和支撑平台2之间。

具体地，并联调姿支撑辅助机构5的结构与并联调姿支撑机构4的结构相同，两者的不同之处在于位置不相同，并联调姿支撑辅助机构5包括支撑杆41和支撑底座42，其中支撑杆41设于运动平台1上，支撑底座42设于支撑平台2上。

通过采用上述技术方案，并联调姿支撑及辅助支撑机构实现垂直方向垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch三个维度的调节。并联调姿辅助支撑机构原理上与并联调姿支撑机构4一致，仅仅是位置上有所不同，数目可任意选择，本实施例选择三组，便于设施支撑临时调节。

在一个实施例中，请一并参阅图7，六维运动并联机构还包括调姿安全联锁机构6，调姿安全联锁机构6包括安全杆61，安全杆61连接运动平台1和支撑平台2，用于调整运动平台1和支撑平台2的间距。

通过采用上述技术方案，增加调姿安全联锁机构6再次保障稳定性设计；本实施例中，调姿安全联锁机构配合并联调姿支撑机构4完成全部六维姿态调节，利用重力锁定自由度，并以辅助并联调姿支撑机构4和调姿安全联锁机构6稳定实现全部调节过程，并能长期保持相对稳定。

在一个实施例中，安全杆61为安全螺杆，安全螺杆上设有分别用于抵接运动平台1和支撑平台2的安全螺母62。

通过采用上述技术方案，调姿开始时，调姿安全联锁机构6轻微释放安全螺母，配合支撑底座42的边沿凸起设计，确保整个调姿过程稳定安全。调姿完成后，由调姿安全联锁机构6在刚性板内侧对安全螺杆进行安全螺母62的位置锁定，使其在垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch位姿动作在重力作用下实现双重锁定。

在一个实施例中，请再次参阅图2，运动平台1包括外侧刚性板12与外侧刚性板12连接的内侧刚性板13，支撑平台2与运动平台1的结构相同，也包括外侧刚性板12与外侧刚性板12连接的内侧刚性板13。运动平台1的外侧刚性板12关联支撑柱33和平台延伸连接件34，利用双作用连接器31与万向连接器32，再次经过支撑柱33和平台延伸连接件34与支撑平台2的外侧刚性板12连接固定。运动平台1和支撑平台2均为刚性板，为固定其与并联调姿机构3、并联调姿支撑机构4、并联调姿支撑辅助机构5和调姿安全联锁机构6的安装，相应位置做加工开孔，内侧刚性板13开取孔槽便于安装并联调姿支撑机构4。

第二方面，提供一种科学精密仪器设施，包括科学精密仪器和上述的六维运动并联机构，科学精密仪器固定在六维运动并联机构上。

具体地，科学精密仪器安装在运动平台1上。在实际应用过程中，辅助系统可以用作配件辅助设施，作为备选项目，包括但不限于配置姿态传感器，用于获取搭载有科学精密仪器的运动平台1的六维运动状态，进行实时姿态信息回传。

本实施例提供的科学精密仪器设施具有以下优点：

1、本实施例调节自由度高、稳定性好且应用平台广泛。利用六维运动并联机构可实现六维运动调节控制，可广泛应用于大型科学精密仪器在复杂的动力学调节条件下在不同方向作用下的六维调节控制。分离式设计不仅减少关节数目，增加调节灵活度，还可以缩短运动平台1和支撑平台2的间距，有效降低重心提升稳定性。

2、本实施例结构简单、加工便利、操作安全稳定且可靠性强。本本实施例仅利用三组并联调姿关节机构动作满足(水平方向x、水平方向y、偏航角Yaw)位姿调节，配合并联调姿支撑机构4实现运动平台1相对于支撑平台2的(垂直方向z、翻滚角Roll、俯仰角Pitch)位姿状态调节。在重力条件下，弥补了运动平台1和支撑平台2分离设计带来的约束缺失，利用并联调姿支撑辅助机构5和安全联锁机构调姿安全联锁机构6可以确保作业安全，稳定实现全部动力学调节过程。全部姿态调节完成后，经过并联调姿支撑辅助机构5和安全联锁机构的加固，能长期保持相对稳定，提高安全系数，确保装置稳定运行。并联调姿机构3、并联支撑辅助机构和安全联锁机构相互独立，调节方便，互不影响。

3、本实施例易于调节、更换、改进及功能扩展，可适用于不同指标的大型科学精密仪器，通过运动平台1和支撑平台2的更换、运动平台1和支撑平台2的间距、高度的调节及并联调姿机构3、并联调姿支撑机构4、并联调姿支撑辅助机构5和调姿安全联锁机构6的直接更换可实现有效调节平台能力的拓宽。具体地，可通过改变或更换双作用连接器31和支撑杆41结构实现进一步高精度调节问题，实现位姿稳步过渡和精度细致调节。可通过增加或改变定位点实现不同运动轨迹调整的需求，可通过增加或改变支撑杆41或平台材料以适应不同环境高强度作业需求等问题，可根据不同环境需求组合其他辅助设施联动使用。针对大型科学精密仪器不同的物理特性及所处不同的动力学环境，根据实际工程需要，可进一步组合使用本实用新型，也可进行连续布置。

4、本实施例工作可靠、稳定性好且无需外界的能量供给，可根据实际工况灵活选择搭配其他辅助支撑装置，确保系统正常工作的同时进行额外功能扩展。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种六维运动并联机构，其特征在于，包括：

运动平台、支撑平台、多个并联调姿机构以及多个并联调姿支撑机构，所述运动平台设于所述支撑平台的上方，至少两个所述并联调姿机构之间间隔并且分别布置在所述运动平台和所述支撑平台之间的相对两侧，至少两个所述并联调姿支撑机构之间间隔并且分别布置在所述运动平台和所述支撑平台之间的另一相对两侧；

所述并联调姿机构包括双作用连接器和两个万向连接器，其中一个所述万向连接器与所述运动平台转动连接，另一个所述万向连接器与所述支撑平台转动连接，所述双作用连接器连接并且能够调整两个所述万向连接器之间的距离；

所述并联调姿支撑机构包括支撑杆和支撑底座，所述支撑杆凸设于所述运动平台上，所述支撑底座设于所述支撑平台上，所述支撑杆能够调整凸出长度并且抵于所述支撑底座上，所述支撑底座用于限位所述支撑杆。

2.如权利要求1所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述六维运动并联机构包括三个所述并联调姿机构，其中一个所述并联调姿机构位于所述运动平台和所述支撑平台之间的中部，另外两个所述并联调姿机构分别位于所述运动平台和所述支撑平台之间的两侧。

3.如权利要求1所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述六维运动并联机构包括三个所述并联调姿支撑机构，任意相邻两个所述并联调姿支撑机构相对布置于所述运动平台和所述支撑平台之间。

4.如权利要求3所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述六维运动并联机构还包括多个并联调姿支撑辅助机构，所述并联调姿支撑辅助机构与所述并联调姿支撑机构交替布置在所述运动平台和所述支撑平台之间。

5.如权利要求1所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述六维运动并联机构还包括调姿安全联锁机构，所述调姿安全联锁机构包括安全杆，所述安全杆连接所述运动平台和所述支撑平台，用于调整所述运动平台和所述支撑平台的间距。

6.如权利要求1至5任一项所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述万向连接器包括球面连接器和球端，其中一个所述球端设于所述运动平台上，对应的所述球面连接器万向活动套设于所述球端上，另一个所述球端固定于所述支撑平台上，对应的所述球面连接器万向活动套设于所述球端上；所述双作用连接器包括双作用差分调节螺杆和两个分别与所述双作用差分调节螺杆的两端螺纹连接的双作用差分调节螺母，所述双作用差分调节螺母与对应的所述球面连接器固定连接；其中所述双作用差分调节螺杆的两端的螺纹相反，转动所述双作用差分调节螺杆时使两个所述双作用差分调节螺母分别沿所述双作用差分调节螺杆的轴向朝相反方向移动，进而驱动两个所述球面连接器作方向相反的移动。

7.如权利要求1至5任一项所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述支撑杆为支撑螺杆，所述支撑底座的边缘设有凸起以形成支撑限位槽，所述支撑螺杆螺纹连接于所述运动平台上，所述支撑螺杆的抵接端与所述支撑限位槽抵接配合，所述支撑螺杆的抵接端在所述支撑限位槽的槽底的投影面积比所述支撑限位槽的槽底大，使所述抵接端能够在所述支撑限位槽中沿槽底移动。

8.如权利要求7所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述支撑平台上设有多个底座固位凹面卡槽，所述底座固位凹面卡槽外围布置有多个限位顶丝，所述支撑底座设于所述底座固位凹面卡槽中，并且与所述限位顶丝抵接。

9.如权利要求5所述的六维运动并联机构，其特征在于，所述安全杆为安全螺杆，所述安全螺杆上设有分别用于抵接所述运动平台和所述支撑平台的安全螺母。

10.一种科学精密仪器设施，其特征在于，包括科学精密仪器和权利要求1至9任一项所述的六维运动并联机构，所述科学精密仪器固定在所述六维运动并联机构上。

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