一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台的制作方法

本发明涉及并联机构技术领域，具体为一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台。

背景技术：

并联机构是一种由多个并行支链构成的闭环系统，与传统的串联机构相比，具有高刚度、高精度、高承载力、结构简单易实现高速运动等特点，其应用涉及了现代尖端技术的各个领域，推动了技术了发展。因此，对并联机构的研究具有重要的意义。

当前，一些多自由度并联试验平台的动平台高度相对固定，只能进行小范围的变化，难以完成高度需要大范围调整的任务，在一些指定的场合难以得到应用。在并联机构中，将丝杠导轨和液压缸相结合，可以大范围的调整动平台的高度，同时也可以保证试验机的控制性和精度，使得试验机可以解决更为多样化的实际问题，这些优点使其在一些特殊场合具有良好的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，包括动平台、静平台、六个结构相同的伺服模组和六个结构相同的运动支链，且动平台与静平台之间通过一一对应连接的伺服模组和运动支链连接，所述伺服模组包括伺服电机、直线模组、传动齿轮和两个齿轮轴，且直线模组包括设置于静平台顶部的直线滑台、三个并列设置于直线滑台内的滚珠丝杠以及与滚珠丝杠、直线滑台相适配的丝杠滑块，所述伺服电机设置于直线滑台的一端，且伺服电机的电机轴通过第一联轴器与中间的滚珠丝杠相连，两个所述齿轮轴并列设置于伺服电机的电机轴两侧，且传动齿轮套接于伺服电机的电机轴上，所述传动齿轮与伺服电机的电机轴同步转动，且通过传动齿轮与齿轮轴的配合实现伺服电机的电机轴与两侧齿轮轴的传动，且两侧所述齿轮轴分别通过第二联轴器与两侧的滚珠丝杠相连，所述运动支链包括与动平台底部相连的球铰链、伸缩液压缸、虎克铰和虎克铰底座，且伸缩液压缸的活塞杆通过第三联轴器与球铰链相连，所述伸缩液压缸的液压缸体通过法兰盘与虎克铰相连，且虎克铰通过虎克铰底座设置于对应的丝杠滑块上。

优选的，所述直线滑台上设置有激光位移传感器。

优选的，所述第一联轴器与第二联轴器为一体式。

优选的，所述静平台呈正六边形，六个所述伺服模组沿静平台的六条边均匀分布，且相邻的伺服模组两两分为三组，每组所述伺服模组中的直线模组上未安装伺服电机的一端相靠。

优选的，所述动平台呈圆形，且三组伺服模组相对应的三组运动支链的球铰链沿动平台的圆周方向均匀分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，结构简单，使用方便，工作稳定，通过三个滚珠丝杠的协同驱动，有效提高了试验平台的控制精度，且每条运动支链引入液压系统，有效提高了试验平台的承载能力；并通过激光位移传感器反馈丝杠滑块的位移数据，通过伺服模组改变运动支链的位置，可实现动平台高度的大范围调整，具有较强的适应能力，使用六条并联运动支链构成并联实验平台，能够在较大运动范围内实现高精度、高刚度、高响应速度的六自由度运动。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明伺服模组的局部结构示意图；

图3为本发明运动支链的局部结构示意图；

图4为本发明试验平台的未工作状态示意图；

图5为本发明试验平台的工作状态示意图。

图中：1动平台、2球铰链、3第三联轴器、4活塞杆、5伸缩液压缸、6液压缸体、7法兰盘、8虎克铰、9十字轴、10虎克铰底座、11丝杠滑块、12直线滑台、13激光位移传感器、14伺服电机、15静平台、16滚珠丝杠、17第一联轴器、18第二联轴器、19电机轴、20传动齿轮、21齿轮轴、22运动支链、23伺服模组、24直线模组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，包括动平台1、静平台15、六个结构相同的伺服模组23和六个结构相同的运动支链22，且动平台1与静平台15之间通过一一对应连接的伺服模组23和运动支链22连接，所述伺服模组23包括伺服电机14、直线模组24、传动齿轮20和两个齿轮轴21，且直线模组24包括设置于静平台15顶部的直线滑台12、三个并列设置于直线滑台12内的滚珠丝杠16以及与滚珠丝杠16、直线滑台12相适配的丝杠滑块11，所述伺服电机14设置于直线滑台12的一端，且伺服电机14的电机轴19通过第一联轴器17与中间的滚珠丝杠16相连，两个所述齿轮轴21并列设置于伺服电机14的电机轴19两侧，且传动齿轮20套接于伺服电机14的电机轴19上，所述传动齿轮20与伺服电机14的电机轴19同步转动，且通过传动齿轮20与齿轮轴21的配合实现伺服电机14的电机轴19与两侧齿轮轴21的传动，且两侧所述齿轮轴21分别通过第二联轴器18与两侧的滚珠丝杠16相连，所述运动支链22包括与动平台1底部相连的球铰链2、伸缩液压缸5、虎克铰8和虎克铰底座10，且伸缩液压缸5的活塞杆4通过第三联轴器3与球铰链2相连，所述伸缩液压缸5的液压缸体6通过法兰盘7与虎克铰8相连，且虎克铰8通过虎克铰底座10设置于对应的丝杠滑块11上，所述直线滑台12上设置有激光位移传感器13，所述第一联轴器17与第二联轴器18为一体式，所述静平台15呈正六边形，六个所述伺服模组23沿静平台15的六条边均匀分布，且相邻的伺服模组23两两分为三组，每组所述伺服模组23中的直线模组24上未安装伺服电机14的一端相靠，所述动平台1呈圆形，且三组伺服模组23相对应的三组运动支链22的球铰链2沿动平台1的圆周方向均匀分布。

工作原理：具体使用时，如图4所示，试验平台未工作时，所述直线滑台12上的丝杠滑块11位于直线滑台12靠近伺服电机14的一端，同时运动支链22中的活塞杆4尽量伸缩进液压缸体6内，因此动平台1处于最低的位置。如图5所示，试验平台工作时，所述伺服模组23中的伺服电机14通过齿轮传动机构带动三个滚珠丝杠16的转动，从而驱动丝杠滑块11位移到指定位置，以改变运动支链22的位置，实现动平台1高度的大范围调整；然后通过试验平台的外部的泵站驱动活塞杆4的伸缩，并通过与其相连的球铰链2将运动传递到动平台上1上，实现动平台1的进一步运动，六个运动支链22协同工作，改变运动支链22的长度和位姿，从而使得动平台1获得三个转动三个平动共六个自由度，最终完成指定位姿。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，包括动平台、静平台、六个结构相同的伺服模组和六个结构相同的运动支链，所述伺服模组包括伺服电机、直线模组、传动齿轮和两个齿轮轴，且直线模组包括设置于静平台顶部的直线滑台、三个并列设置于直线滑台内的滚珠丝杠以及与滚珠丝杠、直线滑台相适配的丝杠滑块，所述运动支链包括与动平台底部相连的球铰链、伸缩液压缸、虎克铰和虎克铰底座。本动平台高度可大范围调整的六自由度并联试验平台，结构简单，使用方便，工作稳定，通过三个滚珠丝杠的协同驱动，有效提高了试验平台的控制精度，且每条运动支链引入液压系统，有效提高了试验平台的承载能力。

技术研发人员：孙浩宇;程刚;徐庭钰;唐艳艳
受保护的技术使用者：安徽千一智能设备股份有限公司
技术研发日：2017.10.17
技术公布日：2018.03.06