低空間雙桿導向式三自由度運動平臺制造技術

本發明專利技術公開了一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，包括三組雙桿水平導向式電動執行器、下平臺剛性結構件、上平臺剛性結構件每組雙桿水平導向式電動執行器包括設置在下固定組件上的電機及其連接的同步輪同步帶組件，同步輪同步帶組件兩端分別穿過左軸承及固定式軸承座副、右軸承及固定式軸承座副連接左、右絲桿傳動裝置，左、右絲桿傳動裝置分別包括左絲桿及左絲桿螺母副、右絲桿及右絲桿螺母副，左絲桿螺母副及右絲桿螺母副上分別連接有左定長桿下鉸鏈和右定長桿下鉸鏈，三組雙桿水平導向式電動執行器安裝并連接支撐上平臺剛性結構件和下平臺剛性結構件。可以在滿足高性價比的同時實現高精度、大行程、高速度、高加速度、低高度空間的可靠運行。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，屬于多自由度運動模擬器

技術介紹
三自由度運動平臺通常指可模擬空間三個自由度的運動平臺，例如模擬在空間Z軸向的平移運動和繞著Χ、γ軸的旋轉運動。該種平臺在模擬駕駛、影劇院虛擬現實、游戲人機交互、兵器、船舶、航天、航空、電子等國防工業部門和地震、交通等民用工業部門廣泛應用，相對于六自由度運動平臺性價比較高，容易市場推廣，且維護使用成本低，易于應用。三自由度運動平臺包括三組執行機構，可以采用液壓、氣動或電動方式，結構上分 串聯、并聯和混合運動機構，并聯機構平臺具有負荷大、結構剛性好、簡單可靠的特點，隨著現代電力傳動技術的發展，并聯機構平臺逐漸由液壓驅動轉為采用伺服電機電動驅動方式，具有功耗低、低噪音、無污染、精度高、小負荷動態性能高的特點。傳統并聯三自由度運動平臺典型結構如圖I所示，主要由上剛性平臺、下剛性平臺、三只傾斜向上或垂直的直線執行器(每只執行器上下各設一只鉸鏈與上下平臺連接)、獨立的前后左右和偏航約束機構組成，由于傾斜或垂直安裝的直線執行器每單位直線行程至少需要2倍單位直線行程以上的執行器結構體積，所以傳統并聯三自由度運動平臺垂直方向的空間利用率較低，無法滿足低空間平臺應用。 但在低位平臺游戲人機交互應用領域，在小高度空間模擬駕駛領域，傳統的一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺因其上下驅動結構特點很難將平臺總高度控制在300mm以下，指承載大于300KG以上，支撐分布圓大于600mm，上下行程大于IOOmm的運動平臺。目前市場上的產品，其垂直的作動器的設計只能在低運動范圍低速低載荷低精度運行，不能實現連續空間控制，不能滿足高性能低空間三自由度運動平臺需要。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種垂直方向的空間利用率較高，滿足低空間平臺應用的三自由度運動平臺。本專利技術的技術方案是 一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，包括三組雙桿水平導向式執行器、下平臺剛性結構件、上平臺剛性結構件，每組雙桿水平導向式執行器包括設置在下固定組件上的動力源及其連接的傳動組件，傳動組件兩端分別穿過左軸承及固定式軸承座副、右軸承及固定式軸承座副連接左、右絲桿傳動裝置，左、右絲桿傳動裝置分別包括左絲桿及左絲桿螺母副、右絲桿及右絲桿螺母副，左、右絲桿螺旋方向相反，左絲桿螺母副及右絲桿螺母副上分別連接有左定長桿下鉸鏈和右定長桿下鉸鏈，左定長桿下鉸鏈和右定長桿下鉸鏈分別連接左定長桿和右定長桿的下端，左定長桿和右定長桿的上端通過左定長桿上鉸鏈和右定長桿上鉸鏈連接上固定組件，左絲桿螺母副及右絲桿螺母副的下方分別設置有左導軌滑塊和右導軌滑塊，左導軌滑塊和右導軌滑塊可在下固定組件上設置的左直線導軌和右直線導軌內滑動， 三組雙桿水平導向式執行器安裝并連接支撐上平臺剛性結構件和下平臺剛性結構件。每組雙桿水平導向式執行器，傳動組件是同步帶同步輪組件或渦輪蝸桿組件或鏈傳動組件或齒輪箱組件。每組雙桿水平導向式執行器，動力源是電機或液壓馬達或氣動馬達。每組雙桿水平導向式執行器，定長桿上鉸鏈為分別設置的左定長桿上鉸鏈和右定長桿上鉸鏈。有益效果本專利技術是一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺采用三組雙桿水平導向式執行器驅動，每組雙桿水平導向式執行器是一種下邊長度變化的空間運動梯形，或一種下邊長度變化的空間運動三角形，無論是運動梯形還是運動三角形，利用其下邊水平 運動變化的運動特點使得單組雙桿水平導向式執行器垂直空間高度利用率大大提高。這意味著該型三自由度運動平臺可應用在低位、低空間平臺游戲人機交互領域，小高度空間模擬駕駛領域，該型平臺是并聯六自由度運動平臺的衍生簡化機構版本，可以在滿足低空間應用的同時實現高性價比、高精度、大行程、高速度、高加速度、低高度空間的可靠運行。附圖說明圖I是現有的二自由度運動平臺不意 圖2是本專利技術的單組雙桿水平導向式執行器的結構示意 圖3是本專利技術的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖所示，一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，包括三組雙桿水平導向式執行器、下平臺剛性結構件、上平臺剛性結構件，每組雙桿水平導向式執行器包括設置在下固定組件10上的電機20及其連接的傳動組件19，傳動組件19兩端分別穿過左軸承及固定式軸承座副11、右軸承及固定式軸承座副I連接左、右絲桿傳動裝置，左、右絲桿傳動裝置分別包括左絲桿14及左絲桿螺母副12、右絲桿4及右絲桿螺母副2，左、右絲桿螺旋方向是相反的，左絲桿螺母副12及右絲桿螺母副2上分別連接有左定長桿下鉸鏈16和右定長桿下鉸鏈6，左定長桿下鉸鏈16和右定長桿下鉸鏈6分別連接左定長桿17和右定長桿7的下端，左定長桿17和右定長桿7的上端通過左定長桿上鉸鏈18和右定長桿上鉸鏈8連接上固定組件9，左絲桿螺母副12及右絲桿螺母副2的下方分別設置有左導軌滑塊13和右導軌滑塊3，左導軌滑塊13和右導軌滑塊3可在下固定組件10上設置的左直線導軌15和右直線導軌5內滑動， 三組雙桿水平導向式執行器安裝并連接支撐上平臺剛性結構件25和下平臺剛性結構件24。每組雙桿水平導向式執行器，其傳動組件19類型可以是同步帶同步輪組件、渦輪蝸桿組件、鏈傳動組件、齒輪箱組件。每組雙桿水平導向式執行器，其，動力源可以是電機或液壓馬達也可以是氣動馬達。每組雙桿水平導向式執行器，定長桿上鉸鏈為分別設置的左定長桿上鉸鏈18和右定長桿上鉸鏈8。左定長桿上鉸鏈、右定長桿上鉸鏈合二為一,形成一只下邊長度變化的空間運動三角形。每組雙桿水平導向式執行器的左絲桿14或右絲桿4行程兩端分別設置一只行程感應開關，感應開關感應絲桿左絲桿螺母副12及右絲桿螺母副2的極限位置，左絲桿螺母副12及右絲桿螺母副2同時設置內外極限行程擋塊。感應開關感應信號用于左絲桿螺母副12和右絲桿螺母副2極限位置電氣信號保護和零位判斷，左絲桿螺母副12和右絲桿螺母副2同時設置內外極限行程擋塊，以避免螺母副滑脫故障。單組雙桿水平導向式執行器工作過程是伺服電機20輸出轉速及扭矩通過傳動組件19傳遞旋轉運動到左絲桿14和右絲桿4，左絲桿14和右絲桿4螺旋方向是相反的，且左軸承及固定式軸承座副11和右軸承及固定式軸承座副I完全剛性連接在下固定組件10上、這樣左絲桿14、右絲桿4的旋轉運動直接轉化為驅動左絲桿螺母副12和右絲桿螺母副 2同時向外或向內運動，由于左定長桿上鉸鏈18、左定長桿下鉸鏈16、右定長桿上鉸鏈8、右定長桿下鉸鏈6構成了以四個無約束鉸鏈形成的空間運動梯形，其上邊即左定長桿上鉸鏈18和右定長桿上鉸鏈8中心連線、左邊即左定長桿上鉸鏈18和左定長桿下鉸鏈16中心連線、右邊即右定長桿上鉸鏈8和右定長桿下鉸鏈8中心連線長度是固定不變的，下邊即左定長桿下鉸鏈16和右定長桿下鉸鏈6中心連線的長度是隨著左絲桿螺母副12和右絲桿螺母副2同時向外或向內運動變化的，所以驅動上固定組件9產生相對于下固定組件10的近似上下運動。當上述三組雙桿水平導向式執行器21、22、23在水平面上采用120度夾角分布安裝并連接支撐上平臺剛性結構件25和下平臺剛性結構件24后(圖二)、低空間雙桿水平導向式一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺就構成了，三組雙桿水平導向式執行器21、22,23和下平臺剛性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低空間雙桿導向式三自由度運動平臺，包括三組雙桿水平導向式執行器、下平臺剛性結構件、上平臺剛性結構件，其特征在于：每組雙桿水平導向式執行器包括設置在下固定組件（10）上的動力源（20）及其連接的傳動組件（19），傳動組件（19）兩端分別穿過左軸承及固定式軸承座副（11）、右軸承及固定式軸承座副（1）連接左、右絲桿傳動裝置，左、右絲桿傳動裝置分別包括左絲桿（14）及左絲桿螺母副（12）、右絲桿（4）及右絲桿螺母副（2），左、右絲桿螺旋方向相反，左絲桿螺母副（12）及右絲桿螺母副（2）上分別連接有左定長桿下鉸鏈（16）和右定長桿下鉸鏈（6），左定長桿下鉸鏈（16）和右定長桿下鉸鏈（6）分別連接左定長桿（17）和右定長桿（7）的下端，左定長桿（17）和右定長桿（7）的上端通過定長桿上鉸鏈連接上固定組件（9），左絲桿螺母副（12）及右絲桿螺母副（2）的下方分別設置有左導軌滑塊（13）和右導軌滑塊（3），左導軌滑塊（13）和右導軌滑塊（3）可在下固定組件（10）上設置的左直線導軌（15）和右直線導軌（5）內滑動，三組雙桿水平導向式執行器安裝并連接支撐上平臺剛性結構件（25）和下平臺剛性結構件（24）。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王傳峰，
申請(專利權)人：無錫智航控制技術有限公司，
類型：發明
國別省市：