一种多维减振张拉整体并联机构的制作方法

文档序号:12369161阅读:384来源:国知局

本发明涉及一种用于运输大型装备的多维减振张拉整体并联机构。



背景技术:

大型精密装备通常需要通过铁路车辆、运载船舶或货运飞机实施长距离远程输送,各类运载工具行程过程中发生的颠簸和摇晃会对装备产生较大的冲击与振动,从而导致损坏或失效。目前,相关行业普遍采用的减振措施是通过加入隔振绵、隔振泡沫、隔振气垫或隔振弹簧等简易方式,减少电子产品、机械设备以及一些易碎品的振动,然而这些隔振措施主要用于削弱竖直方向的振动,对其他方向以及摇摆作用不大。对于如光刻机、电子显微镜等一些大型特种精密器械,运输要求更加苛刻,对水平方向加速度以及摇摆角速度、角加速度都有着严格的要求。因此,及时开展高精度、轻量化、大负载的运载隔振系统及其支撑机构设计研究,对减少运载振动对精密设备的损害具有十分重要的意义。

为了解决多自由度隔振问题,近十年来,以并联机构为主的多自由度隔振装置成为国内外研究的热点,这种结构充分利用了并联机构可实现三维平移、横摇、纵摇或多方向混合运动的功能,具有承载大、刚度好、结构简单紧凑等优点。但并联隔振平台撑杆多为刚性构件,质量较大,在高速、重载、大工作空间运动过程中容易产生较大的惯性力,使这类装置易产生次生高频振动或者共振,降低了并联隔振装置的隔振性能。

张拉整体并联机构通常由工作平台、固定平台及两平台之间的若干柔性支链和液压缸支链组成,具有外形美观、质量轻盈、自由度大、自适应能力强、运动构件惯性力低、隔振效应明显等优点。近年来,张拉整体隔振机构受到国内外学者的广泛关注,并已经开始了相关的应用研究。其工作原理是通过驱动液压驱动器和柔性支链,工作平台不仅可具备多维混合减振的效果,将刚性冲击转化为柔性冲击,还可获得较为稳定的工作位姿。因此,本专利提出采用张拉整体并联机构设计刚柔混合的高性能运载支撑减振系统,对我国运载技术的发展具有现实意义。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为克服背景技术中提到的技术缺陷,提供一种多维减振张拉整体并联机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种多维减振张拉整体并联机构,包括工作平台和位于工作平台下方的定平台,所述工作平台和所述定平台之间均匀设置有四条相同的支撑支链,四条相同的支撑支链彼此之间呈旋转对称设置,每相邻两条支撑支链之间设置有一条柔性支链,每条柔性支链连接于工作平台和定平台之间,四条相同的柔性支链彼此之间呈旋转对称设置。

上述方案中,每条所述支撑支链包括活塞杆和缸体,活塞杆通过球副一与工作平台连接,缸体通过球副二与定平台连接;每条所述柔性支链包括弹簧和绳索,弹簧和绳索之间固定连接,弹簧上端通过球副一与工作平台连接,绳索下端通过滑轮与定平台连接。

上述方案中,每相邻两条支撑支链之间互成布置。

上述方案中,工作平台为正四边形,定平台为正八边形。

上述方案中,四个柔性支链上的弹簧完全相同,且都是处于拉紧状态。

上述方案中,所述滑轮由电机驱动。

本发明的有益效果是:(1)运输大型装备时可实现多维减振,减少工作平台所受振动;(2)机构工作平台具有全自由度的运动输出,可调整工作平台的稳定姿态;(3)承载大,刚度好,低质量,运动惯性小,结构和控制简单,适用于减振要求较高,而多维振动复杂的场合。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

其中:1. 工作平台,2.球副一,3.弹簧,4.绳索,5.滑轮,6.活塞杆,7.缸体,8.静平台,9.球副二。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

如图1所示的一种多维减振张拉整体并联机构,包括工作平台1、位于工作平台1下方的定平台8、连接于工作平台1和定平台8之间呈旋转对称设置的四条相同的支撑支链以及连接于工作平台1和定平台8之间呈旋转对称设置的四条相同的柔性支链;

支撑支链包括上下连接的活塞杆6和缸体7,活塞杆6和缸体7通过活塞和缸体7之间的间隙配合连接,活塞杆6上端通过球副一2与工作平台1连接,缸体7下端通过球副二9与定平台8连接;

柔性支链包括上下连接的弹簧3和绳索4,弹簧3和绳索4之间固连,弹簧3上端通过球副一2与工作平台1连接,绳索4下端通过滑轮5与定平台8连接。

工作平台1为正四边形,定平台8为正八边形,四条相同的支撑支链互成旋转对称分布于工作平台1的下表面和定平台8的上表面。使得上方的工作平台1不仅可实现三维平移运动,还具备横摇、纵摇或多方面混合运动的功能。

四条相同的柔性杆是由弹簧3和绳索4固连而成,每条柔性杆通过弹簧与支撑支链上端相交于球副一2,通过绳索与均布于定平台8的滑轮5相连。弹簧3和绳索4的使用降低了机构的质量,从而减少了机构运动时的惯性,弹簧3也在很大程度上提升了机构的多维减振和缓冲性能。

支撑支链为液压驱动,滑轮5由电机驱动。双驱动更利于机构将工作平台1调整到有利的位姿,大大加强了机构的减振效率。

运输大型装备,装备放置于工作平台1上方,当运载过程中发生颠簸时,在支撑杆和柔性杆的联合作用下,工作平台1可及时缓冲来自定平台8的多维冲击,通过弹簧3的特性将定平台1所受的刚性冲击转化为柔性冲击后再传递给工作平台1,实现多维减振和缓冲的功能。

多维减振张拉整体并联机构的工作平台1可实现三维平移运动、三维转动运动;通过驱动液压缸和滑轮5,可调整工作平台1,使其获得较为稳定的工作位姿;运载过程中发生颠簸时,不仅可以利用弹簧3的特性,减轻工作平台1所受冲击,还可以通过驱动液压缸和滑轮5,使工作平台1始终处于所需的工作位姿,大大提升了机构的减振性能。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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