一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台制造技术

本发明专利技术公开了一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，包括运动输出平台、人字安装架和六条双输入复合驱动分支，每两条所述双输入复合驱动分支为一组总计三组且呈圆周均布；单条所述双输入复合驱动分支包括安装在所述人字安装架上的闭环复合双驱动子链、中间的传动支杆和顶部与所述运动输出平台连接的联动轴承，所述闭环复合双驱动子链的顶部通过所述传动支杆与所述联动轴承连接在一起。本发明专利技术具有六个输出自由度，通过闭环复合双驱动子链的作用，可实现不同性质驱动的分离输入，以及在各个输出自由度上不同性质运动成分的叠加输出。

【技术实现步骤摘要】
一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台
本专利技术涉及并联运动平台
，尤其涉及一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台。
技术介绍
调姿隔振技术是航空航天、国防军工、车辆、船舶等众多重大工程领域的关键技术。所谓调姿隔振，是载体针对同一输出自由度上两种或多种不同性质扰动叠加的综合消除技术，一般通过专门设计的机构装置来实现。并联机构因其占用比较小，驱动出力均匀化，刚度大，更容易在驱动中引入隔振环节等特点，更适合作为未来运载体用调姿隔振装置。位姿调整一般对应低频大幅值扰动，隔振对应高频小幅值扰动，现有调节装置往往只突出单一功能，要想既实现调姿又实现隔振，经常需要两套装置共同来完成，使系统级设计十分复杂。在同一装置中同时实现调姿与隔振功能更符合实际需求，国内外也有大量研究，主要方法是在原有调姿机构的驱动分支内直接串联隔振装置，这种方法简单直观，然而却使分支运动链增长，机构的动力学性能较差。近年来，通过在并联机构的分支中引入闭环子链的方法来解决机构的驱动性能、工作空间、动力学性能等问题受到人们关注，相似的专利技术成果也较多。中国专利CN108214467A提出一种具有空间双驱动折叠分支的六自由度并联机构，在分支中构造局部空间闭环机构，将六个驱动简化到三个分支当中，并实现机构六自由度的运动输出和折叠功能，通过局部闭环使机构形式紧凑简洁，动力学性能较好。中国专利CN109648543B提出一种含平面双驱动分支和SP驱动分支三自由度并联机构，将一个2RPR型的平面六杆子闭环引入一个分支，并在子闭环中设置了机构的两个驱动，使机构的灵活性和工作空间得以改善；中国专利CN109773754A提出一种含平面四连杆子闭环折叠分支的三自由度并联运动平台，在并联机构的分支中增加平面四杆子闭环，使得在同样的驱动条件下，机构伸缩比和动力学性能都得到提升。以上专利通过增设局部闭环子链使机构综合性能得到提高，但并没有运用子闭环结构实现双输入的叠加。中国专利CN107575518A提出一种主被动并行输入并联调姿隔振平台，通过在分支中引入平面四杆子链形成被动隔振单元，实现了主被动双输入的叠加，改善了被动隔振的动力学性能；中国专利CN105738062B提出一种可变结构的高低频混合输出并联三维运动台，该机构在分支中引入双子闭环，分别是驱动子闭环和传动子闭环，驱动子闭环的形式为一个RRPRP五杆机构，双输入并置于子闭环中且连于机架，驱动性能良好，传动子闭环为一空间四杆机构，主要用来提高结构刚度；中国专利CN104308838B、CN104458169B和CN104390755B分别提出一种高低频复合驱动六自由度并联运动台、高低频复合驱动二维转动平台和高低频复合驱动并联三自由度运动台，通过在分支中引入平面五杆机构及其变种形式，实现多种双输入复合驱动设计，结合不同约束形式的并联分支构成一类复合驱动并联平台，机构的自由度是输出自由度的二倍，双输入在子闭环中并联设置且连于基础，机构动力学性能良好。综上所述，现有机构通过引入四杆机构或五杆机构，虽然可实现不同性质运动的叠加，并改善动力特性，但驱动输出行程较小，机构整体的工作空间受限。本专利技术通过在分支中引入六杆机构，来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，通过新形式的闭环子链使双重驱动分离输入，并增加折叠分支的伸缩比，运动台的机构为12，输出自由度为6，在每个输出自由度上可实现较大范围位的位姿与振动的叠加输出。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，包括运动输出平台、人字安装架和六条双输入复合驱动分支，每两条所述双输入复合驱动分支为一组总计三组且呈圆周均布；单条所述双输入复合驱动分支包括安装在所述人字安装架上的闭环复合双驱动子链、中间的传动支杆和顶部与所述运动输出平台连接的联动轴承，所述闭环复合双驱动子链的顶部通过所述传动支杆与所述联动轴承连接在一起。进一步的，所述闭环复合双驱动子链包括第一驱动组件、第二驱动组件、联动杆和驱动输出杆，所述第一驱动组件、所述驱动输出杆和第二驱动组件顺次排列安装在所述人字安装架上，且所述驱动输出杆位于所述第一驱动组件和第二驱动组件之间，所述第一驱动组件、第二驱动组件的顶端分别通过第二转动副、第四转动副与所述联动杆的两端连接，所述驱动输出杆的上部通过第六转动副与所述联动杆连接在一起，驱动输出杆的顶端通过万向铰与所述传动支杆的底部连接在一起。再进一步的，所述第一驱动组件包括滑板式、弹簧式和作动器式三种；所述第二驱动组件包括驱动缸，所述驱动缸顶端的推杆与所述第四转动副连接，所述驱动缸的底部通过第三转动副连接在所述人字安装架上；所述驱动输出杆通过第五转动副连接在所述人字安装架上。再进一步的，所述滑板式的第一驱动组件包括导轨、滑块和传动杆，所述导轨安装在所述人字安装架上，所述滑块可滑动地连接在所述导轨上，所述滑块和传动杆的一端通过第一转动副连接在一起，所述传动杆的另一端通过第二转动副与联动杆的一端连接。再进一步的，所述弹簧式第一驱动组件包括弹簧阻尼器，所述弹簧阻尼器的一端通过第九转动副安装在所述人字安装架上，所述弹簧阻尼器的另一端通过第十转动副与所述联动杆的一端连接。再进一步的，所述作动器式的第一驱动组件包括作动器缸体和作动器推杆，所述作动器缸体通过第七转动副安装在所述人字安装架上，所述作动器推杆与所述作动器缸体连接且位于上部，所述作动器推杆的顶端通过第八转动副与所述联动杆的一端连接。再进一步的，所述第六转动副包括联动轴和联动轴承，所述联动杆沿长度方向的表面上设有多个安装孔位，所述联动轴承安装在任意四个邻近的所述安装孔位上，所述联动轴放置在所述联动杆的中心腰形孔内，且联动轴的两端安装在所述联动轴承内。再进一步的，所述第一驱动具体选用电磁作动器、电液作动器、音圈电机、高频直线电机、电磁作动器、压电陶瓷或磁致伸缩作动器；所述第二驱动具体选用丝杠滑块导轨驱动、直线模组驱动、电动缸、直线电机、电动推杆或液压缸。再进一步的，所述运动输出平台为平板式或框架式结构，所述联动轴承、传动支杆均设置有六个且每两个为一组呈圆周均布。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，包括运动输出平台、人字安装架和六条双输入复合驱动分支，每两条双输入复合驱动分支为一组总计三组且呈圆周均布；单条双输入复合驱动分支包括安装在人字安装架上的闭环复合双驱动子链、中间的传动支杆和顶部与运动输出平台连接的联动轴承，闭环复合双驱动子链的顶部通过传动支杆与联动轴承连接在一起。该可折叠并联运动台中各驱动分支中的闭环复合双驱动子链，包含一个平面六杆机构，可以将两种不同频率、不同行程的输入进行叠加，并通过联动杆带动驱动输出杆将具有叠加效果的驱动输入传递给分支，最终实现运动输出平台的复合运动输出，此种复合并不是不同运动维度的复合，而是同维度上不同性质运动的复合。此外，该六杆机构作为闭环子链，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，其特征在于：包括运动输出平台(1)、人字安装架(5)和六条双输入复合驱动分支，每两条所述双输入复合驱动分支为一组总计三组且呈圆周均布；/n单条所述双输入复合驱动分支包括安装在所述人字安装架(5)上的闭环复合双驱动子链(4)、中间的传动支杆(3)和顶部与所述运动输出平台(1)连接的联动轴承(2)，所述闭环复合双驱动子链(4)的顶部通过所述传动支杆(3)与所述联动轴承(2)连接在一起。/n

【技术特征摘要】
1.一种含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，其特征在于：包括运动输出平台(1)、人字安装架(5)和六条双输入复合驱动分支，每两条所述双输入复合驱动分支为一组总计三组且呈圆周均布；
单条所述双输入复合驱动分支包括安装在所述人字安装架(5)上的闭环复合双驱动子链(4)、中间的传动支杆(3)和顶部与所述运动输出平台(1)连接的联动轴承(2)，所述闭环复合双驱动子链(4)的顶部通过所述传动支杆(3)与所述联动轴承(2)连接在一起。


2.根据权利要求1所述的含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，其特征在于：所述闭环复合双驱动子链(4)包括第一驱动组件、第二驱动组件、联动杆(4-6)和驱动输出杆(4-12)，所述第一驱动组件、所述驱动输出杆(4-12)和第二驱动组件顺次排列安装在所述人字安装架(5)上，且所述驱动输出杆(4-12)位于所述第一驱动组件和第二驱动组件之间，所述第一驱动组件、第二驱动组件的顶端分别通过第二转动副(4-5)、第四转动副(4-7)与所述联动杆(4-6)的两端连接，所述驱动输出杆(4-12)的上部通过第六转动副(4-13)与所述联动杆(4-6)连接在一起，驱动输出杆(4-12)的顶端通过万向铰(4-14)与所述传动支杆(3)的底部连接在一起。


3.根据权利要求2所述的含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，其特征在于：所述第一驱动组件包括滑板式、弹簧式和作动器式三种；所述第二驱动组件包括驱动缸(4-9)，所述驱动缸(4-9)顶端的推杆(4-8)与所述第四转动副(4-7)连接，所述驱动缸(4-9)的底部通过第三转动副(4-10)连接在所述人字安装架(5)上；所述驱动输出杆(4-12)通过第五转动副(4-11)连接在所述人字安装架(5)上。


4.根据权利要求3所述的含闭环双驱动子链的六自由度可折叠并联运动台，其特征在于：所述滑板式的第一驱动组件包括导轨(4-1)、滑块(4-2)和传动杆(4-4)，所述导轨(4-1)安装在所述人字安装架(5)上，所述滑块(4-2)可滑动地连接在所述导轨(4-1)上，所述滑块(4-2)和传动杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇航，李兴兴，陈丽缓，王冰，郝增亮，蔡毅，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：河北;13