本发明专利涉及运动模拟器领域,特别是3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构。
背景技术:
并联机构是一种动静平台通过两条或多条支链联接,有两自由度及以上的闭环机构,具有高刚度、高精度、高负载能力及无误差累积等优点。并联机构广泛应用于运动模拟器,常见的有6-ups六自由度运动模拟器和3-rps三自由度运功模拟器。尤其6-ups六自由度运动模拟器具有全自由度模拟能力、刚度高、承载能力强等优点,大量应用在飞行运动模拟或赛车运动模拟上。但其工作空间小,尤其是转动空间小,这也限制了它的应用范围。3-rps三自由度运动模拟器结构紧凑、成本低,也有大量应用,但其模拟能力较弱,无法模拟负责的运动。本发明设计出了采用两个三自由度并联机构串联在一起的结构,使得末端平台具有模拟六自由度运动的能力,该执行机构具有高刚度、高承载能力和大工作空间,尤其在绕z轴的转动方向具有整周转动的能力。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构,解决了一般六自由度并联机构转动范围小的问题,具有高刚度、高精度、大工作空间的优点。
3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构,包括机架(1)、3-rrr机构和3-rps机构。
所述3-rrr机构由第一连杆(3)、第二连杆(5)、第三连杆(8)、第四连杆(10)、第五连杆(13)、第六连杆(15)和第一动平台(17)组成。第一连杆(3)通过第一转动副(2)与机架(1)联接,第一连杆(3)通过第二转动副(4)与第二连杆(5)联接,第二连杆(5)通过第三转动副(6)与第一动平台(17)联接,第三连杆(8)通过第四转动副(7)与机架(1)联接,第三连杆(8)通过第五转动副(9)第四连杆(10)联接,第四连杆(10)通过第六转动副(11)与第一动平台(17)联接,第五连杆(13)通过第七转动副(12)与机架(1)联接,第五连杆(13)通过第八转动副(14)与第六连杆(15)联接,第六连杆(15)通过第九转动副(16)与第一动平台(17)联接。
所述3-rps机构由第一伸缩杆(21)、第二伸缩杆(23)、第三伸缩杆(25)、第四伸缩杆(27)、第五伸缩杆(29)、第六伸缩杆(31)和第二动平台(33)组成。第一伸缩杆(21)通过第十转动副(18)与第一动平台(17)联接,第一伸缩杆(21)通过第一移动副(22)与第二伸缩杆(23)联接,第二伸缩杆(23)通过第一球铰(24)与第二动平台(33)联接,第三伸缩杆(25)通过第十一转动副(19)与第一动平台(17)联接,第三伸缩杆(25)通过第二移动副(26)与第四伸缩杆(27)联接,第四伸缩杆(27)通过第二球铰(28)与第二动平台(33)联接,第五伸缩杆(29)通过第十二转动副(20)与第一动平台(17)联接,第五伸缩杆(29)通过第三移动副(30)与第六伸缩杆(31)联接,第六伸缩杆(31)通过第三球铰(32)与第二动平台(33)联接。
所述第一转动副(2)、第四转动副(7)和第七转动副(12)同轴。
本发明的突出优点在于:
1、3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构具有大工作空间与绕z轴整周转动的能力。
附图说明
图1为本发明所述3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构第一结构示意图。
图2为本发明所述3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构第二结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
对照图1和图2,3-rrr+3-rps型六自由度运动模拟器执行机构,包括机架(1)、3-rrr机构和3-rps机构。
所述3-rrr机构由第一连杆(3)、第二连杆(5)、第三连杆(8)、第四连杆(10)、第五连杆(13)、第六连杆(15)和第一动平台(17)组成。第一连杆(3)通过第一转动副(2)与机架(1)联接,第一连杆(3)通过第二转动副(4)与第二连杆(5)联接,第二连杆(5)通过第三转动副(6)与第一动平台(17)联接,第三连杆(8)通过第四转动副(7)与机架(1)联接,第三连杆(8)通过第五转动副(9)第四连杆(10)联接,第四连杆(10)通过第六转动副(11)与第一动平台(17)联接,第五连杆(13)通过第七转动副(12)与机架(1)联接,第五连杆(13)通过第八转动副(14)与第六连杆(15)联接,第六连杆(15)通过第九转动副(16)与第一动平台(17)联接。
所述3-rps机构由第一伸缩杆(21)、第二伸缩杆(23)、第三伸缩杆(25)、第四伸缩杆(27)、第五伸缩杆(29)、第六伸缩杆(31)和第二动平台(33)组成。第一伸缩杆(21)通过第十转动副(18)与第一动平台(17)联接,第一伸缩杆(21)通过第一移动副(22)与第二伸缩杆(23)联接,第二伸缩杆(23)通过第一球铰(24)与第二动平台(33)联接,第三伸缩杆(25)通过第十一转动副(19)与第一动平台(17)联接,第三伸缩杆(25)通过第二移动副(26)与第四伸缩杆(27)联接,第四伸缩杆(27)通过第二球铰(28)与第二动平台(33)联接,第五伸缩杆(29)通过第十二转动副(20)与第一动平台(17)联接,第五伸缩杆(29)通过第三移动副(30)与第六伸缩杆(31)联接,第六伸缩杆(31)通过第三球铰(32)与第二动平台(33)联接。
所述第一转动副(2)、第四转动副(7)和第七转动副(12)同轴。
所述第一转动副(2)、第四转动副(7)、第七转动副(12)、第一移动副(22)、第二移动副(26)和第三移动副(30)为主动运动副,第一转动副(2)、第四转动副(7)和第七转动副(12)的运动可实现第一动平台(17)沿x、y轴平动和绕z轴整周转动,第一移动副(22)、第二移动副(26)和第三移动副(30)的运动可实现第二动平台(33)沿z轴平动和绕x、y轴转动。
所述第二动平台(33)最终运动为六自由度运动。