专利名称：三自由度机电运动平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及运动仿真试验、测试设备及运动仿真训练设备等技术领域，尤其 涉及一种三自由度机电运动平台。
背景技术：
三自由度机电运动平台是一种根据不同路况、不同海况以及其它动态条件下的仿 真模拟装置，适用于航空、航天、兵器、船舶、电子等国防工业的产品测试、试验以及用作海、 陆、空、炮兵、装甲兵等部队的人员模拟训练。纵观国内，以往传统的仿真运动平台大部分是 液压平台，其缺点为而液压平台结构庞大、运动准确性及安全可靠性低。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，运动准确稳定、安全可靠，能真实达到 模拟训练的效果，可以实现沿X轴、Y轴、Z轴的转动，同时又能进行复合运动的仿真试验平台。本实用新型公开了一种三自由度机电运动平台，包括运动平台、回转支承、齿轮、 承重平台、伺服电机组件、固定支撑、两支电动缸组件、下平台；所述运动平台通过回转支承 与所述承重平台相连接，所述承重平台与所述下平台之间依次连接有电动缸组件、固定支 撑以及铰链，所述电动缸组件和所述铰链均通过铰支座连接于所述承重平台与所述下平台 之间；所述伺服电机组件设置于所述承重平台下表面，所述电动缸组件还连接有铰支座； 计算机发出指令驱动所述两支电动缸组件以及所述伺服电机组件，通过控制所述两支电动 缸组件的行程和所述伺服电机组件的输出转速实现沿X轴、Y轴、Z轴的转动和复合运动。上述机电运动平台，优选所述运动平台为型材焊接的平台。上述机电运动平台，优选所述回转支承的轴承内圈和轴承外圈分别与所述运动平 台和承重平台相连接，所述回转支承的齿圈与所述齿轮啮合。上述机电运动平台，优选所述齿轮为实现偏航的主动件，与所述伺服电机组件连接。上述机电运动平台，优选所述承重采用钢板焊接而成，中间加有加强筋板。上述机电运动平台，优选所述铰支座为十字铰轴结构形式的铰支座。上述机电运动平台，优选所述铰链包括通过连接轴有机连接上铰链板、下铰链板 和轴承座，所述上铰链板连接至铰支座，所述轴承座与所述下平台连接。上述机电运动平台，优选所述固定支撑为钢板拼焊而成，并设置有加强筋板。上述机电运动平台，优选所述电动缸组件包括活塞杆、缸筒、以及伺服电机，所述 伺服电机驱动所述活塞杆伸缩，所述活塞杆与电动缸上部的所述铰支座相连，而所述缸筒 与电动缸下部的铰支座固连。上述机电运动平台，优选所述下平台为型钢焊接结构，并设计有联结定位钢板以 加强平台的联结强度及定位精度。
3[0014]相对于现有技术而言，本实用新型具有如下优势本实用新型所提供的三自由度运动平台，可以实现沿X轴、Y轴、Z轴的转动，同时 又能进行复合运动的仿真试验平台。与以往传统的平台不同的是，该运动平台结构非常紧 凑，运动准确稳定、安全可靠，能真实达到模拟训练的效果，特别适用于航空、航天、兵器、船 舶、电子等国防工业的产品测试、试验以及用作海、陆、空、炮兵、装甲兵等部队的人员模拟训练。
图1是本实用新型的主视结构示意图；图2是本实用新型回转支承的主视结构示意图；图3是本实用新型电动缸上铰支座的主视结构示意图；图4是本实用新型电动缸组件的主视结构示意图；图5A是本实用新型铰链主视结构示意图；图5B是本实用新型铰链测试结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。参照图1至图5B，三自由度机电运动平台由运动平台1、回转支承2、小齿轮3、承 重平台4、电动缸上铰支座5、铰链6、伺服电机组件7、固定支撑铰支座8、固定支撑9、电动 缸组件10、电动缸下铰支座11、下平台12、铰链铰支座13等组成。与试件连接的运动平台1是此实用新型的基本装置，是整个设备的安装基准。运 动平台1采用型材焊接而成。回转支承2是此实用新型实现偏航的关键件，它的轴承内圈14、轴承外圈15分别 与运动平台1和承重平台4相连接，外齿圈16与小齿轮3啮合。小齿轮3是实现偏航的主动件，它与伺服电机组件7连接在一起。承重平台4是此实用新型的重要部件，是整个设备的基准，它将回转支承2和铰支 座有机的连接在一起。承重平台4采用钢板焊接而成，中间加有加强筋板，使整个结构的力 学性能得到了加强。电动缸上铰支座5由大轴承座17、大轴18、小轴承座19组成，电动缸上铰支座5 采用十字铰轴结构形式，其特点是承载能力强、摆动角度大、配合间隙小、传动稳定、运动灵 活、维护保养方便。铰链6是此实用新型的关键部件，它由上铰链板23、下铰链板24、轴承座25等组 成，上铰链板23、下铰链板24、轴承座25均采用型钢焊接而成，加有加强筋板，使整个结构 得到了加强，通过连接轴有机的将三部分连在一起，上铰链板23与铰链铰支座24连在一 起，轴承座25与下平台12连在一起。伺服电机组件7是此实用新型实现偏航的动力源。固定支撑铰支座8结构形式与电动缸上铰支座5相同，不同的是大轴承座、大轴、 小轴承的尺寸有变化。
4[0032]固定支撑9是此实用新型的重要部件，它承载了运动平台1、回转支承2、小齿轮3 和承重平台4、伺服电机组件7等以及试件的大部分载荷，固定支撑9采用钢板拼焊而成，加 有加强筋板，这样就使整个结构的力学性能得到了加强。电动缸组件10主要由活塞杆20、缸筒21、以及伺服电机22组成，电动缸的工作原 理是，伺服电机22驱动活塞杆20伸缩，活塞杆20与电动缸上铰支座5相连，而缸筒21与 电动缸下铰支座11固连。电动缸下铰支座11结构形式与电动缸上铰支座5相同，采用十字铰轴结构形式。下平台12是整个平台的基础，结构形式采用型钢焊接结构，设计有联结定位钢 板，加强平台的联结强度及定位精度。铰链铰支座13结构形式与电动缸上铰支座5相同，采用十字铰轴结构形式。运动平台1、承重平台4、固定支撑9、下平台12均为焊接结构，焊接牢固可靠，无任 何焊接缺陷；连接位置均经过精密机床加工，以保证装配精度。电动缸上铰支座5、铰链6、固定支撑铰支座8、电动缸组件10、电动缸下铰支座11、 铰链铰支座13均为先焊接后加工的部装件，每个组件中的焊接件经焊接后牢固可靠，无任 何焊接缺陷，然后经过精密机床加工，以保证装配精度。小齿轮3经过精密机床加工成形，保证了安装精度和配合精度。而回转支承2、伺服电机组件7均选用国际技术最先进的产品。本实用新型的所有结构件通过理论分析计算和实际使用，证明了此结构安全可 靠，其性能超过了预期设计。本实用新型由主控计算机向伺服驱动器发出控制指令，伺服驱动器驱动伺服电机 22旋转，伺服电机22驱动活塞杆20伸缩，当两支电动缸组件10按软件设定的方式运动时， 平台即可实现沿X轴、Y轴转动的两个自由度的运动，而且又能进行两个自由度的复合运 动；同时伺服驱动器驱动伺服电机组件7旋转，伺服电机组件7带动小齿轮3驱动回转支承 2，平台即可实现Z轴转动的偏航运动；若驱动伺服电机22和驱动伺服电机组件7的三台伺 服驱动器同时工作，则可实现三个自由度的复合运动。以上对本实用新型所提供的一种三自由度机电运动平台进行详细介绍，本文中应 用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用 新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应 理解为对本实用新型的限制。
权利要求一种三自由度机电运动平台，其特征在于，包括运动平台、回转支承、齿轮、承重平台、伺服电机组件、固定支撑、两支电动缸组件、下平台；所述运动平台通过回转支承与所述承重平台相连接，所述承重平台与所述下平台之间依次连接有电动缸组件、固定支撑以及铰链，所述电动缸组件和所述铰链均通过铰支座连接于所述承重平台与所述下平台之间；所述伺服电机组件设置于所述承重平台下表面，所述电动缸组件还连接有铰支座；所述两支电动缸组件以及所述伺服电机组件用于通过接收控制指令分别实现沿X轴、Y轴、Z轴的转动及其复合运动。
2.根据权利要求1所述的机电运动平台，其特征在于，所述运动平台为型材焊接的平台。
3.根据权利要求2所述的机电运动平台，其特征在于，所述回转支承的轴承内圈和轴 承外圈分别与所述运动平台和承重平台相连接，所述回转支承的齿圈与所述齿轮啮合。
4.根据权利要求3所述的机电运动平台，其特征在于，所述齿轮为实现偏航的主动件， 与所述伺服电机组件连接。
5.根据权利要求4所述的机电运动平台，其特征在于，所述承重采用钢板焊接而成，中 间加有加强筋板。
6.根据权利要求5所述的机电运动平台，其特征在于，所述铰支座为十字铰轴结构形 式的铰支座。
7.根据权利要求6所述的机电运动平台，其特征在于，所述铰链包括通过连接轴有机 连接上铰链板、下铰链板和轴承座，所述上铰链板连接至铰支座，所述轴承座与所述下平台 连接。
8.根据权利要求7所述的机电运动平台，其特征在于，所述固定支撑为钢板拼焊而成， 并设置有加强筋板。
9.根据权利要求8所述的机电运动平台，其特征在于，所述电动缸组件包括活塞杆、缸 筒、以及伺服电机，所述伺服电机驱动所述活塞杆伸缩，所述活塞杆与电动缸上部的所述铰 支座相连，而所述缸筒与电动缸下部的铰支座固连。
10.根据权利要求9所述的机电运动平台，其特征在于，所述下平台为型钢焊接结构， 并设计有联结定位钢板以加强平台的联结强度及定位精度。
专利摘要本实用新型公开了一种三自由度机电运动平台，包括运动平台、回转支承、齿轮、承重平台、伺服电机组件、固定支撑、两支电动缸组件、下平台；运动平台通过回转支承与承重平台相连接，承重平台与下平台之间依次连接有电动缸组件、固定支撑以及铰链，电动缸组件和铰链均通过铰支座连接于承重平台与下平台之间；伺服电机组件设置于承重平台下表面，电动缸组件还连接有铰支座。计算机发出指令驱动两支电动缸组件以及伺服电机组件，通过控制两支电动缸组件的行程和伺服电机组件的输出转速实现沿X轴、Y轴、Z轴的转动和复合运动。该运动平台结构紧凑，运动准确稳定、安全可靠，能真实达到模拟训练的效果。
文档编号G01D11/30GK201725480SQ201020225960
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者任忠平, 宋建瓴, 张 杰, 曹炬, 李健朝, 李宝智 申请人:北京市星光凯明动感仿真模拟器中心