一种多自由度运动平台的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及空间动态模拟技术领域，尤其涉及一种多自由度运动平台。
【背景技术】
[0002]随着科技的不断飞速发展，空间多自由度运动的动感平台逐渐渗入到了人类生活的各个领域，例如:机加工领域的多自由度机床、工业搬运机构、具有虚拟动感的赛车飞行游戏以及与影视相关的动感平台等，这些动感平台给生产制造业带来便利，给我们的生活带来了真实的体验感。
[0003]现有的动感平台通常采用多个液压缸或气缸分别直接驱动平台的不同点来实现平台多个方向的运动。在液压缸或气缸的工作过程中，由于其本身的特性，其控制精度较低，从而影响整个动感平台的运动状态的精确度。同时现有平台的液压缸或气缸直接驱动平台运动，一方面可靠性差，另一方面也增大了运动部分的惯量，导致响应速度慢。此外，由于缸体包含了驱动部件，相对比较粗大，易导致相互运动干涉，从而限制了平台的运动范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种多自由度运动平台，能够精确控制其运动状态，增大运动范围，并且响应更快，可靠性更高。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种多自由度运动平台，自下而上依次包括底座、连杆和顶板。
[0007]所述连杆至少有3组，且每两根所述连杆为一组;每根所述连杆的上端通过上连接件与所述顶板转动连接，同组两根所述连杆的下端均通过下连接件转动连接在同一个动力传动装置上，所述动力传动装置安装在所述底座上，一个所述动力传动装置至少连接一个电机。
[0008]所述动力传动装置至少有3个，一个所述动力传动装置对应带动一组所述连杆的下端作水平直线运动。
[0009]作为优选，同组两根所述连杆的下端的运动轨迹平行或共线，相邻组的所述连杆的下端的运动轨迹相交。
[0010]作为优选，所述上连接件设有6个，所述连杆设有6根，各所述连杆的上端通过不同的所述上连接件与所述顶板转动连接。
[0011]或者，所述上连接件设有3个，所述连杆设有6根，同组的两根所述连杆的上端通过同一个所述上连接件与所述顶板转动连接。
[0012]作为优选，所述动力传动装置设有3个，一个所述动力传动装置对应带动一组所述连杆运动，各组所述连杆的下端的运动轨迹分别为多边形或Y形的三个边。
[0013 ]作为优选，所述连杆为直杆、弯杆或S形杆。
[0014]作为优选，所述上连接件和所述下连接件均包括U形框和位于所述U形框的两个侧壁之间的方形框;所述方形框的两个相对侧壁向内设有同轴线的内轴，所述内轴与所述连杆的上端或下端枢接，所述方形框的另外两个相对侧壁向外设有同轴线的外轴，所述内轴与所述外轴相垂直，所述外轴与所述U形框的两个侧壁枢接;所述上连接件的所述U形框与所述顶板固接或枢接，所述下连接件的所述U形框与所述动力传动装置固接或枢接。
[0015]或者，所述上连接件和所述下连接件为球面副组件。
[0016]作为优选，在所述上连接件中，所述U形框的底面向外固设有U形框凸轴或U形框套筒，所述顶板固设有与所述U形框凸轴相匹配枢接的顶板套筒或与所述U形框套筒相匹配枢接的顶板凸轴。
[0017]或/和，在所述下连接件中，所述U形框的底面向外固设有U形框凸轴或U形框套筒，所述动力传动装置固设有与所述U形框凸轴相匹配枢接的动力传动套筒或与所述U形框套筒相匹配枢接的动力传动凸轴。
[0018]作为优选，所述动力传动装置包括:与所述下连接件的U形框底面相连接的滑座、与所述滑座固定连接的滑块和丝母，所述滑块可滑动地安装在滑轨上，所述滑轨固接在所述底座上，所述丝母匹配安装在丝杠上，所述丝杠的两端枢接在所述底座上，且所述丝杠的一端与相应的所述电机连接，所述电机固接在所述底座上;所述滑座、所述滑块和所述丝母均设有两个，所述滑轨至少设有一个且相平行;所述丝杠设有两个且均与所述滑轨相平行，或者所述丝杠设有一个且其两侧的螺纹旋向相反并与所述滑轨相平行。
[0019]或，所述动力传动装置包括:带动所述下连接件运动的皮带、与所述皮带相匹配的带轮及带动所述带轮转动的所述电机；
[0020]或，所述动力传动装置包括:带动所述下连接件运动的齿条、与所述齿条相匹配的齿轮及带动所述齿轮转动的所述电机；
[0021 ]或，所述动力传动装置包括:带动所述下连接件运动的气缸、液压缸或直线电机。
[0022]作为优选，所述底座包括固接在一起的底板和支座，所述滑轨固接在所述底板上，所述丝杠的两端分别枢接在所述支座上，所述电机固接在所述支座上。
[0023]作为优选，所述动力传动装置还包括减速器，所述减速器的输入端连接所述电机的输出端，所述减速器的输出端连接所述丝杠。
[0024]本发明的有益效果:本发明所述的多自由度运动平台中，由于动力传动装置至少有3个，连杆至少有3组，一个动力传动装置对应带动一组连杆运动，每组连杆的上端与顶板连接，所以顶板至少有3个受力点。由于连杆的上端与顶板之间通过上连接件为转动连接，连杆的下端与动力传动装置之间通过下连接件也为转动连接，所以顶板在其受力点相对于相应连杆能自由转动，连杆相对于相应的动力传动装置能自由摆动。
[0025]该多自由度运动平台工作过程中，各电机将动力传递给相应的动力传动装置，各动力传动装置再分别带动相应的一组连杆的下端作水平直线运动，以改变相应连杆的下端的移动位置，同时使相应连杆的倾斜角度发生变化，即连杆发生摆动现象，并使连杆的上端的竖直高度发生变化，进而改变该连杆的上端对应的顶板受力点的高度，使顶板的空间位置状态发生变化，实现顶板的前后、左右、上下、俯仰、滚转及不同朝向等多个自由度的运动。在顶板的多个自由度的运动过程中，由于顶板的空间运动状态取决于其上的受力点的空间运动状态，受力点越多，顶板的空间运动状态越精确，而本发明所述的多自由度运动平台中顶板的受力点不少于3个，其受力点较多，且顶板上各受力点的运动实际上是由电机驱动实现的，通过控制电机的转动角度及速度分别实现各受力点的空间运动状态的控制，从而实现整个顶板的空间运动状态的精确控制。
[0026]此外，在本发明所述的多自由度运动平台中，由于动力传动装置并没有直接驱动顶板运动，而是通过驱动连杆运动来实现对顶板的不同运动状态的控制。与现有技术相比，由于连杆不包含驱动部件，相对较细，不易发生相互运动干涉，因此增大了顶板的运动范围；由于连杆的重量比较轻，其运动时的惯量较低，运动响应速度较快，进而提高了顶板的运动响应速度；由于动力传动装置及电机均安装在底座上，并未直接驱动顶板运动，而是通过连杆间接驱动顶板运动，在顶板运动过程中所施加的作用力直接作用在连杆上，并未直接作用在动力传动装置及电机上，使得动力传动装置及电机不易发生因受力过大而失效的现象，从而提高整个多自由度运动平台的结构可靠性。
【附图说明】
[0027]图1是本发明实施例一多自由度运动平台的主视示意图；
[0028]图2是图1中多自由度运动平台的第一视角立体结构示意图；
[0029]图3是图1中多自由度运动平台的第二视角立体结构示意图；
[0030]图4是图2中A处上连接件与顶板和连杆的连接结构示意图；
[0031]图5是图3中B处下连接件与动力传动装置和连杆的连接结构示意图；
[0032]图6是图4或图5中方框的主视示意图；
[0033]