一种无角位移隔振装置及其支链的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及无角位移隔振装置及其支链，支链包括轴线相互垂直的第一转动副、第二转动副和轴线相互垂直的第三转动副、第四转动副，第一转动副与动平台相连，第四转动副与定平台相连，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，各支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副和第六转动副，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行。本实用新型提供了一种能够将角位移转化为线位移的无角位移隔振装置和该无角位移隔振装置中使用的支链。
【专利说明】一种无角位移隔振装置及其支链
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隔振领域中的无角位移隔振装置及其支链。
【背景技术】
[0002]随着航空技术的发展，对光电成像系统的分辨率要求越来越高，在许多高分辨率的航空光电成像系统中，尽管使用了高质量的传感器，但获得的像质并不理想，限制高分辨率成像的主要因素往往不是因电学或光学系统引起的，这种图像模糊退化主要是航空振动引起的。光电平台是安装在航空飞行器或车辆上的用于光电设备稳瞄、侦察及搜索营救等用途的装置，光电平台以航空飞行器或车辆为载体，航空飞行器或车辆通常都处于高频振动、姿态变化、风阻力矩以及起降冲击等一系列复杂的、随机的振动环境中，飞行器或车辆的振动会通过光电平台传到光学系统，影响光学系统的成像质量。相对于线振动来说，角振动会成倍地加大摄像系统的像移量，使像质下降，降低光学系统的分辨率，因此角振动对成像质量的影响远比线振动大的多，不仅如此，振动引起光电平台的转动会导致光电平台坐标系相对于飞行器坐标系发生旋转，使具有测量功能的光电平台测量不准确，带来较大的测量误差。所以研制既能隔离中高频(20Hz)以上又能避免光电平台相对载体产生角振动和角位移的无角位移隔振装置将具有重要的意义。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种能够将角位移转化为线位移的无角位移隔振装置；本实用新型的目的还在于提供一种该无角位移隔振装置中使用的支链。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型中支链的技术方案为:
[0005]无角位移传动装置的支链，包括轴线相互垂直的第一转动副和第二转动副，还包括轴线相互垂直的第三转动副和第四转动副，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副和第六转动畐0，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行。
[0006]第二转动副的轴线与第六转动副的轴线之间的距离和第六转动副的轴线与第三转动副的轴线之间的距离相同。
[0007]所述第三连杆与第四连杆之间设置有弹性元件。
[0008]所述弹性元件与第四连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离与所述弹性元件与第三连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离相同。
[0009]所述第一连杆与第二连杆之间设置有阻尼元件。
[0010]本实用新型中无角位移减振装置的技术方案为:
[0011]无角位移传动装置，包括动平台和定平台，动、定平台之间设置有至少两个结构形式相同的支链，所述支链包括轴线相互垂直的第一转动副、第二转动副和轴线相互垂直的第三转动副、第四转动副，第一转动副与动平台相连，第四转动副与定平台相连，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，各支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副和第六转动副，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行。
[0012]第二转动副的轴线与第六转动副的轴线之间的距离和第六转动副的轴线与第三转动副的轴线之间的距离相同。
[0013]所述第三连杆与第四连杆之间设置有弹性元件。
[0014]所述弹性元件与第四连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离与所述弹性元件与第三连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离相同。
[0015]其特征在于:所述第一连杆与第二连杆之间设置有阻尼元件。
[0016]本实用新型的有益效果为:第一、第二、第三、第四连杆和第二、第六、第三、第五转动副一起构成平行四边形连杆机构，通过平行四边形连杆机构将角位移转化成线位移，所以能使安装在动平台上的光电设备不产生附加的角位移，实现无角位移隔振效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型中无角位移隔振装置的一个实施例的结构示意图；
[0018]图2是图1的结构原理图；
[0019]图3是图1中支链的结构示意图，同时也是本实用新型中支链的一个实施例的结构示意图；
[0020]图4是图1中动、定平台与支链的配合示意图；
[0021]图5表示η与ξ、λ之间的关系曲线。
【具体实施方式】
[0022]无角位移隔振装置的实施例如图1?4所示:包括动平台I和定平台3，动、定平台通过四个支链2连接，四个支链周向均匀布置，各支链的结构均相同，下面仅对其中一个支链的结构进行描述。支链包括轴线相互垂直的第一转动副R6、第二转动副R5和轴线相互垂直的第三转动副R2、第四转动副R1，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，第一、第二转动副构成第一虎克铰，第三、第四转动副构成第二虎克铰，四个支链的各第四转动副Rl绕定平台的周向连接于定平台的外缘，四个支链的各第一转动副R6绕动平台的周向连接于动平台的外缘，各支链的第一转动副R6所在圆周的半径小于各第四转动副Rl所在圆周的半径。各支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副R3和第六转动副R4，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆8、第二连杆9、第三连杆10和第四连杆7连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行，第二转动副R5的轴线与第六转动副R4的轴线之间的距离和第六转动副R4的轴线与第三转动副R2的轴线之间的距离相同，第一、第二、第三、第四连杆和第二、第六、第三、第五转动副一起构成平行四边形连杆机构，第一、第二、第三、第四连杆的长度均为I。所述第三连杆与第四连杆之间设置有弹性元件5，弹性元件为弹簧，弹性元件与第三连杆、第四连杆通过球副(或转动畐IJ)连接，弹性元件与第四连杆之间的连接点与第五转动副的轴线之间的距离与所述弹性元件与第三连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离相同，且均为Pk。所述第一连杆与第二连杆之间设置有阻尼元件4，阻尼元件与第一、第二连杆通过球副6 (或转动副)连接，阻尼元件与第一连杆之间的连接点与第六转动副R4的轴线之间的距离与阻尼元件与第二连杆之间的连接点与第六转动副的轴线之间的距离相同，且均为P。。
[0023]如图4所示:当支链处于非奇异位形(非奇异位形是直第五、第六转动副不重合，
且第二、第三转动副不重合)，支链对动平台将产生两个约束力偶N、^因为这两个力偶
皆垂直于Rl、R2以及R5、R6，因此这两个力偶相互平行。关于本无角位移隔振装置的运动自由度的分析如图4所示:令动、定平台两平台平行，按图1所示的联接方式将支链一端的虎克副均布于动平台平面内半径为rm的圆周之上，而另一端的虎克副则均布于定平台平面内半径为rb (rb>rm)的圆周之上，这样就构建成了并联机构，图4为并联机构的示意图。
[0024]在并联机构的定平台上设置连体坐标系Ob-XbYbZb，其Xb、Yb轴在定平台平面内，Xb轴指向定平台上虎克副的中心点BI，坐标原点位于定平台中心，B2、B3、B4分别表示定平台上其它虎克副的中心点，Ml、M2、M3和M4则表示动平台上对应虎克副的中心点。假设隔振装置的所有支链皆处于非奇异位形下，则所有支链对动平台共产生2η (η表示支链的个数)个约束力偶，由于初始时动、定平台平行，且rb>rm，因此在动、定平台平面不重合的情况下，这2n个约束力偶既不会平行于同一平面，也不会平行于同一直线，所以这2n个约束力偶必然存在3个独立的基Sf、Sr和Sf，可分别表示为
【权利要求】
1.无角位移隔振装置的支链，其特征在于:包括轴线相互垂直的第一转动副和第二转动副，还包括轴线相互垂直的第三转动副和第四转动副，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副和第六转动副，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行。
2.根据权利要求1所述的无角位移隔振装置的支链，其特征在于:第二转动副的轴线与第六转动副的轴线之间的距离和第六转动副的轴线与第三转动副的轴线之间的距离相同。
3.根据权利要求1所述的无角位移隔振装置的支链，其特征在于:所述第三连杆与第四连杆之间设置有弹性元件。
4.根据权利要求3所述的无角位移隔振装置的支链，其特征在于:所述弹性元件与第四连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离与所述弹性元件与第三连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离相同。
5.根据权利要求1?4任意一项所述的无角位移隔振装置的支链，其特征在于:所述第一连杆与第二连杆之间设置有阻尼元件。
6.无角位移隔振装置，包括动平台和定平台，其特征在于:动、定平台之间设置有至少两个结构形式相同的支链，所述支链包括轴线相互垂直的第一转动副、第二转动副和轴线相互垂直的第三转动副、第四转动副，第一转动副与动平台相连，第四转动副与定平台相连，第二、第三转动副的轴线相互平行，第一、第四转动副的轴线相互平行，各支链还包括轴线与第二转动副相平行的第五转动副和第六转动副，第二转动副、第六转动副、第三转动副和第五转动副之间顺次通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆连接，第二转动副的轴线与第六转动副的轴线所在平面和第三转动副的轴线与第五转动副的轴线所在平面平行。
7.根据权利要求6所述的无角位移隔振装置，其特征在于:第二转动副的轴线与第六转动副的轴线之间的距离和第六转动副的轴线与第三转动副的轴线之间的距离相同。
8.根据权利要求6所述的无角位移隔振装置，其特征在于:所述第三连杆与第四连杆之间设置有弹性元件。
9.根据权利要求8所述的无角位移隔振装置，其特征在于:所述弹性元件与第四连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离与所述弹性元件与第三连杆之间的连接点与所述第五转动副的轴线之间的距离相同。
10.根据权利要求6?9任意一项所述的无角位移隔振装置，其特征在于:其特征在于:所述第一连杆与第二连杆之间设置有阻尼元件。
【文档编号】F16F15/04GK203717777SQ201420070409
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】刘延斌, 韩秀英, 马佳佳, 尹晨旭 申请人:河南科技大学