三轴并联摇摆台的制作方法

文档序号:14954881发布日期:2018-07-17 23:21阅读:1023来源:国知局

本实用新型属于机械设备仿真平台技术领域,具体涉及一种三轴并联摇摆台。



背景技术:

随着机载、车载及舰载仿真技术的飞速发展,对仿真平台的需求越来越广泛,同时,对仿真平台跟踪性能的要求也越来越高,要求其具有较高的动态性能及静态定位精度。三轴并联摇摆台是能够满足上述要求的仿真平台之一,它可以实现沿笛卡尔坐标三个轴即X、Y、Z三个轴的转动,形成的转动角对应为α、β、γ。

但目前的三轴摇摆台采用电机直接驱动的串联机构,α、β、γ三个转动角分别通过对应的电机及减速机驱动,存在结构复杂、成本较高、承载量小、精度难以控制的不足。



技术实现要素:

因此,本实用新型要解决的技术问题在于提供一种三轴并联摇摆台,具有结构简单、成本低、承载量大、精度更高的特点。

为了解决上述问题,本实用新型提供一种三轴并联摇摆台,包括固定底座、中间托盘、动平台、连接立柱、立柱铰链组件、第一伸缩机构、第二伸缩机构、回转驱动机构,所述固定底座上设有所述回转驱动机构,所述中间托盘固定连接于所述回转驱动机构的输出轴上且水平设置,所述连接立柱下端与所述中间托盘垂直固定连接,所述连接立柱上端通过所述立柱铰链组件与所述动平台铰接,所述第一伸缩机构的上端与所述动平台铰接,所述第一伸缩机构的下端与所述中间托盘铰接,所述第二伸缩机构的上端与所述动平台铰接,所述第二伸缩机构的下端与所述中间托盘铰接,所述第一伸缩机构及第二伸缩机构的伸缩方向与所述连接立柱的高度方向平行,所述第一伸缩机构在所述中间托盘上的投影中心与所述连接立柱在所述中间托盘上的投影中心之间的连线为第一连线,所述第二伸缩机构在所述中间托盘上的投影中心与所述连接立柱在所述中间托盘上的投影中心之间的连线为第二连线,所述第一连线与所述第二连线的夹角为90°,所述第一伸缩机构能够使所述动平台绕所述立柱铰链组件转动,并形成转动角α,所述第二伸缩机构能够使所述动平台绕所述立柱铰链组件转动,并形成转动角β,所述回转驱动机构能够驱动所述中间托盘及所述动平台围绕所述回转驱动机构的输出轴转动,并形成转动角γ。

优选地,所述第一伸缩机构为电动缸,所述第二伸缩机构为电动缸。

优选地,所述回转驱动机构包括伺服电机、减速机,所述伺服电机与所述减速机装配为一体,所述减速机的输出轴固定连接所述中间托盘。

优选地,所述第一伸缩机构与所述动平台的铰接处设有第一角度编码器,所述第一角度编码器用以实时检测所述α,所述第二伸缩机构与所述动平台的铰接处设有第二角度编码器,所述第二角度编码器用以实时检测所述β,所述回转驱动机构与所述中间托盘的连接处设有第三角度编码器,所述第三角度编码器用以实时检测所述γ,所测得的α、β、γ有利于平台控制系统形成闭环控制。

本实用新型提供的三轴并联摇摆台,所述第一伸缩机构及第二伸缩机构皆平行于所述连接立柱,且所述第一伸缩机构及第二伸缩机构的伸缩能够独立决定所述动平台的转动角,也即所述转动角α、转动角β通过所述第一伸缩机构及第二伸缩机构并联结构实现,相较于现有技术中通过电机直接驱动的串联机构而言,该三轴并联摇摆台结构更加简单、承载大更大、成本更低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的三轴并联摇摆台的立体结构示意图;

图2为本实用新型实施例的三轴并联摇摆台的正视结构示意图。

附图标记表示为:

1、固定底座;2、中间托盘;3、动平台;4、连接立柱;5、立柱铰链组件;6、第一伸缩机构;7、第二伸缩机构;8、回转驱动机构;81、伺服电机;82、减速机。

具体实施方式

结合参见图1、2所示,根据本实用新型的实施例,提供一种三轴并联摇摆台,包括固定底座1、中间托盘2、动平台3、连接立柱4、立柱铰链组件5、第一伸缩机构6、第二伸缩机构7、回转驱动机构8,所述固定底座1上设有所述回转驱动机构8,所述中间托盘2固定连接于所述回转驱动机构8的输出轴上且水平设置,所述连接立柱4下端与所述中间托盘2垂直固定连接,所述连接立柱4上端通过所述立柱铰链组件5与所述动平台3铰接,所述第一伸缩机构6的上端与所述动平台3铰接,所述第一伸缩机构6的下端与所述中间托盘2铰接,所述第二伸缩机构7的上端与所述动平台3铰接,所述第二伸缩机构7的下端与所述中间托盘2铰接,所述第一伸缩机构6及第二伸缩机构7的伸缩方向与所述连接立柱4的高度方向平行,所述第一伸缩机构6在所述中间托盘2上的投影中心与所述连接立柱4在所述中间托盘2上的投影中心之间的连线为第一连线,所述第二伸缩机构7在所述中间托盘2上的投影中心与所述连接立柱4在所述中间托盘2上的投影中心之间的连线为第二连线,所述第一连线与所述第二连线的夹角为90°,所述第一伸缩机构6能够使所述动平台3绕所述立柱铰链组件5转动,并形成转动角α,所述第二伸缩机构7能够使所述动平台3绕所述立柱铰链组件5转动,并形成转动角β,所述回转驱动机构8能够驱动所述中间托盘2及所述动平台3围绕所述回转驱动机构8的输出轴转动,并形成转动角γ。优选地,所述回转驱动机构8包括伺服电机81、减速机82,所述伺服电机81与所述减速机82装配为一体,所述减速机82的输出轴固定连接所述中间托盘2。该技术方案中所述的第一伸缩机构6及第二伸缩机构7皆平行于所述连接立柱4,且所述的第一伸缩机构6及第二伸缩机构7的伸缩能够独立决定所述动平台3的转动角,也即所述转动角α、转动角β通过所述第一伸缩机构6及第二伸缩机构7并联结构实现,相较于现有技术中通过电机直接驱动的串联机构而言,该三轴并联摇摆台结构更加简单、承载大更大、成本更低。

优选地,所述第一伸缩机构6为电动缸,所述第二伸缩机构7为电动缸,此时的所述三轴并联摇摆台由于采用了结构更加紧凑的电动缸作为了伸缩执行机构,使所述三轴并联摇摆台的整体结构进一步得到优化。

优选地,所述第一伸缩机构6与所述动平台3的铰接处设有第一角度编码器,所述第一角度编码器用以实时检测所述α,所述第二伸缩机构7与所述动平台3的铰接处设有第二角度编码器,所述第二角度编码器用以实时检测所述β,所述回转驱动机构8与所述中间托盘2的连接处设有第三角度编码器,所述第三角度编码器用以实时检测所述γ,所测得的α、β、γ有利于平台控制系统形成闭环控制。

具体的,所述平台控制系统采用全数字伺服控制系统,姿态测量设备测量所述动平台3实时姿态,通过运动解算得出动平台3指令姿态,监控计算机通过以太网给微型控制器发送指令姿态,微型控制器接收到有关平台运动参数的指令后,经过空间运动模型变换,由反解运算解出所述第一伸缩机构6、第二伸缩机构7的伸缩量及所述回转驱动机构8的回转量,通过总线传递给驱动器,驱动器得到指令并驱动所述第一伸缩机构6、第二伸缩机构7进行伸缩、驱动所述回转驱动机构8进行回转,从而使所述动平台3运行到指定姿态。而所述第一角度编码器、第二角度编码器、第三角度编码器实时检测出所述动平台3的当前姿态,并反馈给监控计算机,构成闭环控制系统,以保证所述动平台3的姿态精度。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

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