一种多轴并联机构的铰支座、平台及该多轴并联机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及支座技术领域，特别是一种多轴并联机构的铰支座。
【背景技术】
[0002]多轴并联机构可应用于运动仿真模拟器、并联机床等设备，其中，六自由度平台是多轴并联机构的典型装置。六自由度平台包括上下平台、设置在上下平台间的直线执行器，直线执行器的两端通过万向铰与上下平台连接；通过直线执行器的运动实现上平台在XYZ三个方向上的单独或复合运动，实现空间六个自由度的一定幅度、速度及加速度的运动。但是现有六自由度平台的万向铰多直接连接在上下平台上，这种连接方式下为了实现运动的幅度范围，万向铰的轴向折角(摆角)需设置在30°以上，而万向铰的标准件轴向折角一般为15° -25°，需要定制件才能满足，增加了装置的经济成本；另外工作过程中，万向铰绝大部分时间工作在15° -25。轴向折角范围内，也导致了定制件万向铰的摆角不能充分利用。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铰支座，其作用在于能够充分利用万向铰的摆角，在使用小角度摆角的万向铰时也能实现多轴并联机构的大角度运转。
[0004]本实用新型同时提供一种固定该铰支座的平台，直线执行器直连在该平台上即可，安装方便快捷。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案:
[0006]本实用新型的一种多轴并联机构的铰支座，包括并行排列的前板、后板和设置在前板及后板上的上板，形成内腔通透的屋型结构；所述上板包括左倾面和右倾面，且所述左倾面和右倾面夹角为95?175°，所述左倾面和右倾面形成的夹角线前后方向倾角为5?40° ;所述左倾面和右倾面上均设置有紧固件安装孔。
[0007]进一步的，所述左倾面和右倾面设置为一体或分体结构。
[0008]进一步的，所述左倾面和右倾面夹角优化为100?150° ;进一步优化为110?135。。
[0009]进一步的，所述左倾面和右倾面形成的夹角线前后方向倾角优化为10?36°，进一步优化为18?32°。
[0010]一种固定上述铰支座的平台，所述平台设置为多面体，且中心部位设有减轻重量的工艺孔；所述铰支座呈120°均布设置在平台上，且低位朝向平台中心。
[0011]一种多轴并联机构，包括上述结构的相向设置的上平台、下平台，设置在上平台、下平台间的直线执行器，所述直线执行器两端通过万向铰与所述平台上的铰支座连接。
[0012]通过上述技术方案，万向铰通过本发明创造的铰支座与平台连接，使小角度摆角的万向铰也能实现多轴并联机构的大角度运转。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型优选实施例的多轴并联机构的铰支座的结构示意图；
[0014]图2为图1的另一角度示意图；
[0015]图3为本实用新型优选实施例的平台的结构示意图；
[0016]图4为图3所示平台与图1所示铰支座结合的结构示意图；
[0017]图5为本实用新型优选实施例的多轴并联机构的结构示意图；
【具体实施方式】
[0018]如图1及图2，本优选实施例的多轴并联机构的铰支座1，包括并行排列的前板101、后板103和设置在前板及后板上的上板102，具体的，上板102搭设在前板101和后板103上跨度的直线距离大于前板及后板之间的垂直距离，上板102与前板及后板对接位置焊接紧固处理。其中，上板102分为左倾面1021和右倾面1022，具体的，左倾面和右倾面可以一体折弯成型或分体对接焊接而成。另外，由于前板及后板的最高处存在高度差，前板101、后板103和上板102形成内腔通透、且屋顶向一侧倾斜的屋型结构；具体的，上板左倾面1021和右倾面1022间夹角为95?175°，上板前后方向夹角线104倾角为5?40°。为便于铰支座和万向铰连接，本实施例中上板的左倾面1021和右倾面1022上均设置有紧固件安装孔105。
[0019]结合图3，本优选实施例的平台2，平台设置为六面体，且中心部位设有减轻重量的圆型工艺孔201。出于用材经济性考虑，在三角形板材的基础上，截去三个尖角成六面体板材。
[0020]结合图4，所述铰支座I呈120°均布设置在平台2上，具体设置在六面体两长边所夹的短边对应位置处，且铰支座内倾于平台中心。
[0021]应用时，万向铰的法兰盘与铰支座I的左倾面1021和右倾面1022分别贴合，紧固件穿过法兰盘及左倾面1021和右倾面1022上的安装孔连接紧固铰支座和万向铰。
[0022]结合图5，结合铰支座I的多轴并联机构，上平台21、下平台22相向设置，直线执行器3设置在上平台、下平台间，直线执行器3两端通过万向铰4与上平台21、下平台22上的铰支座I连接。
[0023]由于上板呈现两侧向外倾斜且整体向平台中心倾斜的结构，特别的，左倾面和右倾面夹角优化为100?150°，进一步优化为110?135°时；左倾面和右倾面形成的夹角线前后方向倾角优化为10?36°，进一步优化为18?32°时；可以使多轴并联机构在中位时，其直线执行器3的轴线方向与左倾面1021或右倾面1022接近或处于垂直状态，此时万向铰4摆动角度为接近0°或为0°。由于在直线执行器3伸缩过程中，万向铰4的摆动角度为从0°向正负两个方向变化，从而最大化利用万向铰的摆角。相比于直连于上下平台上的万向铰，由于直线执行器3处于中位时万向铰就已经有一定的角度值，在直线执行器3伸缩过程中，万向铰的摆动角度是以此角度为基础再累加或减小，特别是向一个方向累加时，为保证多轴并联机构的最大运动幅度，要按对应的最大摆角参数的万向铰配置，造成万向铰有的摆角角度一直不能到达，导致角度的浪费。
[0024]综上，采用本发明创造的技术方案，多轴并联机构选用较小角度的万向铰，也能满足运动要求，从而降低设备经济成本。
[0025]应了解前述描述仅是示意性的，本领域的技术人员可以设计各种替代和修改。例如，各从属权利要求中引述的特征可以以任何适当的组合形式彼此组合。另外，上述不同实施例中的特征可选择性的结合成新实施例。因此，本描述意于包含落在附属权利要求中的所有替代、修改和变异。
【主权项】
1.一种多轴并联机构的铰支座，其特征是:包括并行排列的前板(101)、后板(103)和设置在前板及后板上的上板(102)，形成内腔通透的屋型结构；所述上板包括左倾面(1021)和右倾面(1022)，且所述左倾面和右倾面夹角为95?175°，所述左倾面和右倾面形成的夹角线(104)前后方向倾角为5?40° ;所述左倾面和右倾面上均设置有紧固件安装孔(105) ο
2.根据权利要求1所述的多轴并联机构的铰支座，其特征是:所述左倾面(1021)和右倾面(1022)设置为一体或分体结构。
3.根据权利要求1所述的多轴并联机构的铰支座，其特征是:所述左倾面和右倾面夹角为100?150°。
4.根据权利要求3所述的多轴并联机构的铰支座，其特征是:所述左倾面和右倾面夹角为110?135。ο
5.根据权利要求1所述的多轴并联机构的铰支座，其特征是:所述左倾面和右倾面形成的夹角线(104)前后方向倾角为10?36°。
6.根据权利要求5所述的多轴并联机构的铰支座，其特征是:所述左倾面和右倾面形成的夹角线(104)前后方向倾角为18?32°。
7.一种多轴并联机构的平台，其特征是:所述平台(2)设置为多面体，且中心部位设有减轻重量的工艺孔(201);权利要求1-6所述的铰支座(I)呈120°均布设置在平台上，且低位朝向平台中心。
8.—种多轴并联机构，包括相向设置的上平台(21)、下平台(22)，设置在上平台、下平台间的直线执行器(3)，其特征是:所述上平台(21)、下平台(22)为权利要求7所述的平台(2)，所述直线执行器(3)两端通过万向铰(4)与所述平台上的铰支座(I)连接。
【专利摘要】本实用新型公开一种多轴并联机构的铰支座、平台及该多轴并联机构，其中，铰支座由并行排列的前板(101)、后板(103)和设置在其上的上板(102)构成，形成内腔通透的屋型结构；上板包括左倾面(1021)和右倾面(1022)，且所述左倾面和右倾面夹角为95～175°，所述左倾面和右倾面形成的夹角线(104)前后方向倾角为5～40°；所述左倾面和右倾面上均设置有紧固件安装孔(105)。上述铰支座设置在平台上，该多轴并联机构的直线执行器两端通过万向铰与平台上的铰支座连接。由于上板呈现两侧向外倾斜且整体向平台中心倾斜的结构，可以使多轴并联机构在中位时，直线执行器的轴线方向与左倾面或右倾面接近或处于垂直状态，使万向铰摆动角度为接近或为0°，从而最大化利用万向铰的角度。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204347622
【申请号】CN201520015346
【发明人】王飞, 张国梁, 王永昌, 武明超, 刘成栋, 李涛, 闫守维, 李永涛
【申请人】洛阳博智自动控制技术有限公司, 李永涛
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月9日