一种基于并联拓扑结构创新试验平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于并联拓扑结构创新试验平台，包括折叠试验台、三自由度并联装置、两个四自由度并联装置和六自由度并联装置，所述的三自由度并联装置位于垂直操作台左侧，通过三自由并联装置可实现一平移两转动共三个自由度的运动；两个四自由度并联装置均位于水平操作台上；六自由度并联装置位于垂直操作台右侧，通过六自由度并联装置可实现空间内三平移三转动共六个自由度的运动。本实用新型专利技术具有结构紧凑、搭建便捷，安全性能高，制作成本低等特点；所采用的三自由度并联装置、两个四自由度并联装置和六自由度并联装置均位于折叠试验台上，实现了可同时在一个实验平台上开展多种并联机型设计、运动演示、特性研究等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于并联拓扑结构创新试验平台
本技术涉及教学用具领域，具体地说是一种基于并联拓扑结构创新试验平 台。
技术介绍
并联机构是由动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个 或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机构。并联机构的提出最早在20世纪30 年代，随着工业技术的不断进步，并联机构技术也得到了快速发展，广泛应用于航天航空、 海底作业、地下开采、制造业等领域。目前，并联拓扑结构的研究和发展成为了专家学者讨 论的热门话题。目前，不少高校和科研院所均加入了并联拓扑结构研究行列，致力于本领域 的创新和应用，但是并联拓扑结构涉及机构学、运动学和动力学等学科的交叉和融合，国内 众多高校对于并联拓扑结构领域学生的培养多注重于理论教学，而忽视了学生动手能力的 培养，造成实际操作成为该领域教学系统中最为薄弱的环节，针对上述情况，本技术提 出了一种用于学生学习并联拓扑结构的平台，即一种基于并联拓扑结构创新试验平台，通 过本技术一方面可有效的将课本知识应用到实践中，理论联系实际，提高学生的动手 能力；另一方面，可激发学生学习的积极性，培养学生的创新思维。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本技术提供了一种基于并联拓扑结构创新试验平 台。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于并联拓扑结构创新 试验平台，包括折叠试验台、三自由度并联装置、两个四自由度并联装置和六自由度并联装 置，所述的折叠试验台包括水平操作台、水平台架、垂直操作台、垂直台架和两根限位连杆， 所述的水平操作台位于水平台架上，且水平操作台与水平台架之间通过铰链相连接，水平 台架下方沿其中心轴线分别对称设置有四根支柱；所述的垂直操作台底端两侧分别设置有 滑块，且垂直台架两侧边上均匀设置有若干个限位孔，垂直台架底端两侧分别设置有滑轨， 且滑块安装在滑轨上方，通过滑块滑轨实现了垂直操作台高度的可调节功能；所述的水平 台架与垂直台架之间通过铰链相连接；所述的两根限位连杆分别位于水平台架两侧，且限 位连杆一端与水平台架侧壁之间通过螺栓相连接，其另一端通过螺栓固定在垂直台架的限 位孔内，通过限位连杆实现了垂直操作台角度可调节功能；所述的三自由度并联装置位于 垂直操作台左侧，两个四自由度并联装置均位于水平操作台上，六自由度并联装置位于垂 直操作台右侧。 所述的三自由度并联装置包括耳座、电动推杆、一号关节轴承和三角动平台；所述 的耳座、电动推杆和一号关节轴承数量均为三，电动推杆底端通过耳座固定在垂直操作台 上，电动推杆顶端与三角动平台之间通过一号关节轴承相连接，通过三自由并联装置可实 现一平移两转动共三个自由度的运动。 所述的两个四自由度并联装置包括第一并联装置和第二并联装置，所述的第一并 联装置包括固定座、公连杆、母连杆、销轴、扭簧和正方形动平台，所述的固定座数量为八， 公连杆、母连杆、销轴和扭簧数量均为四，公连杆一端通过固定座安装在水平操作台上，母 连杆一端通过固定座安装在正方形动平台上，且母连杆另一端与公连杆另一端之间通过销 轴相连接，扭簧两端分别固定在公连杆和母连杆上；所述的第二并联装置包括直线滑轨、开 口轴承、安装座、光轴、二号关节轴承和长方形动平台，且直线滑轨、开口轴承、安装座、光轴 和二号二号关节轴承数量均为四，所述的直线滑轨通过螺栓固定在水平操作台上，开口轴 承安装在直线滑轨上，光轴一端通过安装座固定在开口轴承上，光轴另一端与长方形动平 台之间通过二号关节轴承相连接，通过两个四自由度并联装置可实现一平移三转动共四自 由度的运动。 所述的六自由度并联装置包括六个三角座、十二个三号关节轴承、六根气缸和圆 形动平台，所述的气缸底端通过三号关节轴承与三角座相连，三角座固定在垂直操作台上， 气缸顶端安装有三号关节轴承，且三号关节轴承与圆形动平台之间通过三角座相连接，通 过六自由度并联装置可实现空间内三平移三转动共六个自由度的运动。 本技术的有益效果是：一种基于并联拓扑结构创新试验平台具有结构紧凑、 搭建便捷，安全性能高，制作成本低等特点；通过采用折叠试验台不仅缩小了占用空间，而 且实现了搭建展示时角度可调的功能，更加有利于教学展示效果；所采用的三自由度并联 装置、两个四自由度并联装置和六自由度并联装置均位于折叠试验台上，实现了可同时在 一个实验平台上开展多种并联机型设计、运动演示、特性研究等功能。 【附图说明】 下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图1是本技术的立体结构示意图； 图2是本技术三自由度并联装置的立体结构示意图； 图3是本技术第一并联装置的立体结构示意图； 图4是本技术第二并联装置的立体结构示意图； 图5是本技术六自由度并联装置的立体结构示意图。 【具体实施方式】 如图1、图2、图3、图4和图5所示，本技术所述的一种基于并联拓扑结构创新 试验平台，包括折叠试验台1、三自由度并联装置2、两个四自由度并联装置3和六自由度并 联装置4,所述的折叠试验台1包括水平操作台11、水平台架12、垂直操作台13、垂直台架 14和两根限位连杆15,所述的水平操作台11位于水平台架12上，且水平操作台11与水平 台架12之间通过铰链相连接，水平台架12下方沿其中心轴线分别对称设置有四根支柱；所 述的垂直操作台13底端两侧分别设置有滑块，且垂直台架14两侧边上均匀设置有若干个 限位孔，垂直台架14底端两侧分别设置有滑轨，且滑块安装在滑轨上方，通过滑块滑轨实 现了垂直操作台13高度的可调节功能；所述的水平台架12与垂直台架14之间通过铰链相 连接；所述的两根限位连杆15分别位于水平台架12两侧，且限位连杆15 -端与水平台架 12侧壁之间通过螺栓相连接，其另一端通过螺栓固定在垂直台架14的限位孔内，通过限位 连杆15实现了垂直操作台13角度可调节功能；所述的三自由度并联装置2位于垂直操作 台13左侧，两个四自由度并联装置3均位于水平操作台11上，六自由度并联装置4位于垂 直操作台13右侧。 如图2所示，所述的三自由度并联装置2包括耳座21、电动推杆22、一号关节轴承 23和三角动平24台；所述的耳座21、电动推杆22和一号关节轴承23数量均为三，电动推 杆22底端通过耳座21固定在垂直操作台13上，电动推杆22顶端与三角动平台24之间通 过一号关节轴承23相连接，通过三自由并联装置2可实现一平移两转动共三个自由度的运 动。 如图3和图4所示，所述的两个四自由度并联装置3包括第一并联装置31和第二 并联装置32,所述的第一并联装置31包括固定座311、公连杆312、母连杆313、销轴314、扭 簧315和正方形动平台316,所述的固定座311数量为八，公连杆312、母连杆313、销轴314 和扭簧315数量均为四，公连杆312 -端通过固定座311安装在水平操作台11上，母连杆 313 -端通过固定座311安装在正方形动平台316上，且母连杆313另一端与公连杆312另 一端之间通过销轴314相连接，扭簧315两端分别固定在公连杆312和母连杆313上；所述 的第二并联装置32本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并联拓扑结构创新试验平台，包括折叠试验台、三自由度并联装置、两个四自由度并联装置和六自由度并联装置，其特征在于：所述的折叠试验台包括水平操作台、水平台架、垂直操作台、垂直台架和两根限位连杆，所述的水平操作台位于水平台架上，且水平操作台与水平台架之间通过铰链相连接，水平台架下方沿其中心轴线分别对称设置有四根支柱；所述的垂直操作台底端两侧分别设置有滑块，且垂直台架两侧边上均匀设置有若干个限位孔，垂直台架底端两侧分别设置有滑轨，且滑块安装在滑轨上方；所述的水平台架与垂直台架之间通过铰链相连接；所述的两根限位连杆分别位于水平台架两侧，且限位连杆一端与水平台架侧壁之间通过螺栓相连接，其另一端通过螺栓固定在垂直台架的限位孔内；所述的三自由度并联装置位于垂直操作台左侧，两个四自由度并联装置均位于水平操作台上，六自由度并联装置位于垂直操作台右侧。

【技术特征摘要】
1. 一种基于并联拓扑结构创新试验平台，包括折叠试验台、三自由度并联装置、两个四 自由度并联装置和六自由度并联装置，其特征在于：所述的折叠试验台包括水平操作台、水 平台架、垂直操作台、垂直台架和两根限位连杆，所述的水平操作台位于水平台架上，且水 平操作台与水平台架之间通过铰链相连接，水平台架下方沿其中心轴线分别对称设置有四 根支柱；所述的垂直操作台底端两侧分别设置有滑块，且垂直台架两侧边上均匀设置有若 干个限位孔，垂直台架底端两侧分别设置有滑轨，且滑块安装在滑轨上方；所述的水平台架 与垂直台架之间通过铰链相连接；所述的两根限位连杆分别位于水平台架两侧，且限位连 杆一端与水平台架侧壁之间通过螺栓相连接，其另一端通过螺栓固定在垂直台架的限位孔 内；所述的三自由度并联装置位于垂直操作台左侧，两个四自由度并联装置均位于水平操 作台上，六自由度并联装置位于垂直操作台右侧。2. 根据权利要求1所述的一种基于并联拓扑结构创新试验平台，其特征在于：所述的 三自由度并联装置包括耳座、电动推杆、一号关节轴承和三角动平台；所述的耳座、电动推 杆和一号关节轴承数量均为三，电动推杆底端通过耳座固定在垂直操作台上，电动推杆顶 端与三角动平台之间通过一号关节轴承相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成军，储德江，盛时永，陈昭红，程文峰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34