基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器制造技术

基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，包括固定底座，动平台，主动支链I和被动支链II；主动支链I和被动支链II分别位于固定底座左、右两侧；主动支链I两端分别连接于固定底座上和动平台上；被动支链II两端均连接于固定底座，被动支链II通过旋转副R2连接于动平台；当在主动支链I上施加一个单驱动时，动平台能够同时进行垂向、偏摆、俯仰振动的三维振动形式，具有单输入多输出的特点，结构简单，制造维修方便，节能可靠；通过调节移动副上的位移驱动，可以改变振动平台的振动频率及振幅；结合灌砂工艺，提高了熔断器灌砂密实度，并提升了熔断器生产效率。

Single drive, translation and two rotation three-dimensional sand filling vibration device based on parallel mechanism

Parallel mechanism driven one translation and two rotation three-dimensional sand filling vibrator based on, including a fixed base, the movable platform, active and passive I branched chain of II; active and passive I branched chain branched II were located on the left and right sides of the fixed base; active branched I two ends are respectively connected with the fixed base and the movable platform; both ends are connected to the passive branched II fixed base, passive branched II connected with the movable platform by rotating the side R2; when applied in active chains I on a single drive, dynamic three-dimensional vibration platform in the form can also be vertical, yaw, pitch vibration, has the characteristics of a single input multiple output has the advantages of simple structure, convenient maintenance, energy saving and reliable; driven by adjusting the displacement on the mobile side, vibration frequency and amplitude can change the vibration platform; combined with the sand filling process, improve the fuse sand density, and Fuse production efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械振动领域，尤其涉及一种熔断器单驱动多维振动输出的灌砂振实器。
技术介绍
熔断器是具有高分段能力的电路保护器，其熔管内填充有作为灭弧介质的石英砂，当短路电流通过时，靠石英砂来熄灭电弧，吸收电弧能量，具有较强的灭弧能力，可大大提高被保护电气设备的电动稳定性和热稳定性。石英砂的化学成分、形状、颗粒大小等特性均对熔断器的灭弧性能有影响，研究表明，熔断器封装壳内石英砂填充的紧密度，直接影响到熔断器的分段能力，填充密度的增加可改善熔断器分断过电流时的一系列动作性能：减小燃弧时间、熔片烧坏的长度、焦耳积分和电弧放出的能量。目前国内低压电器企业广泛采用具有单维振动特征的机械化设备来对熔断器内石英砂进行填充压实。但仍然存在着灌砂效率较低，熔断器灌砂未能充实，熔断器灌砂容积中存在一定空隙，石英砂密实度难以保证等产品质量问题，使得熔断器内石英砂的装填密实度无法达到国家规定的1.65g/cm3的要求，需要在机械化灌砂后，采用人工扦插的方式进行补砂。这种生产方式严重制约了熔断器生产效率及产品合格率的提升。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，本装置采用单驱动，输出为多维运动，可实现垂向、偏摆、俯仰振动的三维振动，能够较好的克服现有熔断器灌砂振实器振动方式单一，灌砂密实度难以提升的缺点，并进一步提升熔断器生产效率、产品合格率。本技术是通过以下技术方案实现的：一种基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，其特征在于：所述灌砂振实器包括固定底座，动平台，主动支链I和被动支链II；主动支链I和被动支链II分别位于固定底座左、右两侧；主动支链I两端分别连接于固定底座上和动平台上；被动支链II两端均连接于固定底座，被动支链II中段通过旋转副R2连接于动平台；设垂直于动平台的方向为Z向，设沿动平台左、右侧的方向为X向，设沿动平台前、后侧的方向为Y向，X方向、Y方向和Z方向相互垂直；当在主动支链I上施加一个往复驱动时，动平台能够同时实现以下三个方向的运动：沿Z向的平移运动，绕X向的倾摆转动和绕Y向的俯仰转动。主动支链I和被动支链II可以采用多种组合结构，通过施加在主动支链I的往复驱动，被动支链II可以将该驱动转化为动平台一平移两转动的多维振动，从而实现复杂的运动输出，以达到简化驱动的目的。主动支链I和被动支链II的组合结构形式一：所述主动支链I包括第三移动副P3，第一连杆和第二连杆：第一连杆下端通过第三移动副P3连接于固定底座上，第一连杆能够在固定底座上沿Y向平移；第二连杆前端球铰于第一连杆上端，后端球铰于动平台左侧；所述被动支链II包括第一弹簧阻尼P1，第一从动杆，第二从动杆，第三从动杆，第四从动杆和第二弹簧阻尼：第一弹簧阻尼P1的一端安装于固定底座上，另一端与第一从动杆连接，第一弹簧阻尼P1能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第一从动杆沿Z向平移；第二从动杆前端转动安装于第一从动杆上端，后端转动安装于第三从动杆前端；第三从动杆后端转动安装于第四从动杆上端；第四从动杆下端通过第二弹簧阻尼P2安装于固定底座上，第二弹簧阻尼P2能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第四从动杆沿Z向平移，第一从动杆，第二从动杆，第三从动杆和第四从动杆转动连接处的转动副分别为第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4；第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4的的转动轴向均沿X向；动平台右侧转动连接于第二从动杆中段，动平台能够绕第二从动杆轴向转动，该转动连接处的转动副为旋转副R2；该组合结构中，当对第一连杆下端的第三移动副P3施加一个沿Y向的往复平移驱动M1时，第一弹簧阻尼P1和第二弹簧阻尼P2使得动平台能够沿Z向平移运动，旋转副R2使得动平台能够绕Y向俯仰转动，第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4使得动平台能够绕X向倾摆转动。主动支链I和被动支链II的组合结构形式二：所述主动支链I包括第三移动副P3，第一连杆和第二连杆：第一连杆下端通过第三移动副P3连接于固定底座上，第一连杆能够在固定底座上沿Y向平移；第二连杆前端球铰于第一连杆上端，后端球铰于动平台左侧；所述被动支链II包括第一弹簧阻尼P1，第一从动杆，第二从动杆和第四弹簧阻尼P4：第一从动杆下端通过第一弹簧阻尼P1安装于固定底座上，第一弹簧阻尼P1能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第一从动杆沿Z向平移；第二从动杆前端转动安装于第一从动杆上端，后端转动安装于第四弹簧阻尼P4上端；第四弹簧阻尼P4下端转动安装于固定底座上，并通过扭簧约束，第四弹簧阻尼P4既能够沿Z向弹性伸缩，又能绕下端转动；第二从动杆前、后端和第四弹簧阻尼P4下端转动连接处的转动副分别为第一转动副R1，第三转动副R3和含扭簧25的第五转动副R5，该三个转动副的转动轴向均沿X向；动平台右侧转动连接于第二从动杆中段，动平台能够绕第二从动杆16轴向转动，该处的转动副为旋转副R2；第一从动杆、第一弹簧阻尼P1、第二从动杆和第四弹簧阻尼P4的中心线始终位于垂直于X向的同一平面内，且在该平面内，第一弹簧阻尼P1的中心线与固定底座的交点A和第四弹簧阻尼P4的中心线与固定底座的交点B之间的连线AB平行于Y向；该组合结构中，当对第一连杆19下端的第三移动副P3施加一个沿Y向的往复平移驱动M1时，第一弹簧阻尼P1和第四弹簧阻尼P4使得动平台12能够沿Z向平移运动，旋转副R2使得动平台12能够绕Y向俯仰转动，第一转动副R1，第三转动副R3和含扭簧25的第五转动副R5使得动平台12能够绕X向倾摆转动。主动支链I和被动支链II的组合结构形式三：所述主动支链I包括第一连杆和第二连杆：第一连杆下端转动连接于固定底座上，该处的转动副R7转动轴向沿X向；第二连杆前端球铰于第一连杆上端，后端球铰于动平台左侧；所述被动支链II包括第一从动杆，第二从动杆，第四弹簧阻尼P4，含扭簧的第五转动副R5和含扭簧的第六转动副R6：第一从动杆下端转动安装于固定底座上，并通过扭簧约束，第一从动杆能够绕下端转动；第二从动杆前端转动安装于第一从动杆上端，后端转动安装于第四弹簧阻尼P4上端；第四弹簧阻尼P4下端转动安装于固定底座上，并通过扭簧约束，第四弹簧阻尼P4既能够沿Z向弹性伸缩，又能绕下端转动；第一从动杆下端，第二从动杆前、后端和第四弹簧阻尼P4下端转动连接处的转动副分别为含扭簧的第六转动副R6，第一转动副R1，第三转动副R3和含扭簧的第五转动副R5；第六转动副R6，第一转动副R1，第三转动副R3和第五转动副R5的转动轴向均沿X向；动平台右侧转动连接于第二从动杆中段，动平台能够绕第二从动杆轴向转动，该处的转动副为旋转副R2；第一从动杆、第二从动杆和第四弹簧阻尼P4的中心线始终位于垂直于X向的同一平面内，且在该平面内，第一从动杆的中心线与固定底座的交点A和第四弹簧阻尼P4的中心线与固定底座的交点B之间的连线AB平行于Y向；该组合结构中，当对第一连杆施加一个转动轴向绕X向的往复转动驱动M2时：含有扭簧的第六转动副R6和第四弹簧阻尼P4使得动平台能够沿Z向平移运动；旋转副R2使得动平台能够绕Y向俯仰转动；含扭簧的第六转动副R6，第一转动副R1，第三转动副R3和含扭簧25的第五转动副R5使得动平台能够绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，其特征在于：所述灌砂振实器包括固定底座(13)，动平台(12)，主动支链I和被动支链II；主动支链I和被动支链II分别位于固定底座(13)左、右两侧；主动支链I两端分别连接于固定底座(13)上和动平台(12)上；被动支链II两端均连接于固定底座(13)，被动支链II中段通过旋转副R2连接于动平台(12)；设垂直于动平台(12)的方向为Z向，设沿动平台(12)左、右侧的方向为X向，设沿动平台(12)前、后侧的方向为Y向，X方向、Y方向和Z方向相互垂直；当在主动支链I上施加一个往复驱动时，动平台(12)能够同时实现以下三个方向的运动：沿Z向的平移运动，绕X向的倾摆转动和绕Y向的俯仰转动。

【技术特征摘要】
1.基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，其特征在于：所述灌砂振实器包括固定底座(13)，动平台(12)，主动支链I和被动支链II；主动支链I和被动支链II分别位于固定底座(13)左、右两侧；主动支链I两端分别连接于固定底座(13)上和动平台(12)上；被动支链II两端均连接于固定底座(13)，被动支链II中段通过旋转副R2连接于动平台(12)；设垂直于动平台(12)的方向为Z向，设沿动平台(12)左、右侧的方向为X向，设沿动平台(12)前、后侧的方向为Y向，X方向、Y方向和Z方向相互垂直；当在主动支链I上施加一个往复驱动时，动平台(12)能够同时实现以下三个方向的运动：沿Z向的平移运动，绕X向的倾摆转动和绕Y向的俯仰转动。2.根据权利要求1所述的基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，其特征在于：所述主动支链I包括第三移动副P3，第一连杆(19)和第二连杆(20)：第一连杆(19)下端通过第三移动副P3连接于固定底座(13)上，第一连杆(19)能够在固定底座(13)上沿Y向平移；第二连杆(20)前端球铰于第一连杆(19)上端，后端球铰于动平台(12)左侧；所述被动支链II包括第一弹簧阻尼P1，第一从动杆(15)，第二从动杆(16)，第三从动杆(17)，第四从动杆(18)和第二弹簧阻尼P2：第一弹簧阻尼P1的一端安装于固定底座(13)上，另一端与第一从动杆(15)连接，第一弹簧阻尼P1能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第一从动杆(15)沿Z向平移；第二从动杆(16)前端转动安装于第一从动杆(15)上端，后端转动安装于第三从动杆(17)前端；第三从动杆(17)后端转动安装于第四从动杆(18)上端；第四从动杆(18)下端通过第二弹簧阻尼P2安装于固定底座(13)上，第二弹簧阻尼P2能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第四从动杆(18)沿Z向平移，第一从动杆(15)，第二从动杆(16)，第三从动杆(17)和第四从动杆(18)转动连接处的转动副分别为第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4；第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4的转动轴向均沿X向，动平台(12)右侧转动连接于第二从动杆(16)中段，动平台(12)能够绕第二从动杆(16)轴向转动，该转动连接处的转动副为旋转副R2；当对第一连杆(19)下端的第三移动副P3施加一个沿Y向的往复平移驱动M1时，第一弹簧阻尼P1和第二弹簧阻尼P2使得动平台(12)能够沿Z向平移运动，旋转副R2使得动平台(12)能够绕Y向俯仰转动，第一转动副R1，第三转动副R3和第四转动副R4使得动平台(12)能够绕X向倾摆转动。3.根据权利要求1所述的基于并联机构的单驱动一平移二旋转三维灌砂振实器，其特征在于：所述主动支链I包括第三移动副P3，第一连杆(19)和第二连杆(20)：第一连杆(19)下端通过第三移动副P3连接于固定底座(13)上，第一连杆(19)能够在固定底座(13)上沿Y向平移；第二连杆(20)前端球铰于第一连杆(19)上端，后端球铰于动平台(12)左侧；所述被动支链II包括第一弹簧阻尼P1，第一从动杆(15)，第二从动杆(16)和第四弹簧阻尼P4：第一从动杆(15)下端通过第一弹簧阻尼P1安装于固定底座(13)上，第一弹簧阻尼P1能够沿Z向弹性伸缩，从而带动第一从动杆(15)沿Z向平移；第二从动杆(16)前端转动安装于第一从动杆(15)上端，后端转动安装于第四弹簧阻尼P4上端；第四弹簧阻尼P...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭鲁滨，秦伟，皇甫亚波，程武山，张敏良，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海;31