專利名稱：一種折疊式靜載平衡并聯調姿平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種并聯機構，特別是一種并聯平臺。
背景技術：
隨著機構學及地面運動模擬仿真技術的應用與發展，很多在太空、空中及海洋中進行的實驗、訓練都改在陸地上進行，地面實驗安全可靠又節省資金。并聯穩定平臺因其具有剛度大，結構穩定，承載能力強，精度高，運動慣性小，正解困難而反解容易等優點更適用于飛機、艦船、汽車等的運動模擬。目前絕大多數并聯穩定平臺有六個自由度，其制造成本高、控制技術高，一般大負載的并聯機構都采用液壓缸，成本高，不易維護，而且許多實驗并不需要6個自由度，因此自由度數少于6的由電機驅動的并聯機器人成為了目前并聯機器人領域研究的熱點。由于電動缸較液壓缸承載能力小，因此如何提高少自由并聯機器人的承載能力成為研究少自由度并聯機器人的一個關鍵問題。專利CN201010136427. 6提出了一種兩自由度轉動解耦并聯機器人機構，該機構動平臺的轉動完全解耦，但裝配精度不易保證；專利CN201110283398. O提出了一種含閉環子鏈的兩自由度并聯機構，該發明通過閉環子鏈控制平臺運動，這就導致其工作空間較小；專利CN201110160345. X提出的兩自由度并聯機構可實現一維轉動和一維移動，結構簡單，但其承載能力較低。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單、工作空間大、承載能力強、可實現空間兩個方向轉動的折疊式靜載平衡并聯調姿平臺。本發明的技術方案如下
本發明主要包括動平臺、定平臺以及連接這兩個平臺的四條分支，其中三條為結構相同的分布在周圍的SUR驅動分支，另一條為UP中間約束分支。每條SUR驅動分支均由球鉸、第一萬向鉸和轉動副組成,轉動副固定在動平臺上，三條分支的球鉸在動平臺上成正三角形布置；該球鉸通過上連桿與萬向鉸連接，該萬向鉸通過下連桿與轉動副連接，該轉動副與固定在定平臺上的電機連接，三條分支的轉動副在定平臺上成正三角形布置；UP中間約束分支位于動平臺與定平臺中心連線上，該分支的第二萬向鉸的一端與動平臺固連，該第二萬向鉸的另一端與帶有彈簧的移動副連接。設在上述移動副內的彈簧套在固定在定平臺上的導向軸上，在上述移動副的外側設有支撐套管。處于工作位置空載時，彈簧處于壓縮狀態，其彈簧反力除抵消上平臺自重外給動平臺向上的推力，在給動平臺一定載荷時，中間分支彈簧仍處于壓縮狀態，其彈簧反力平衡動平臺及負載鉛垂方向的靜載荷，從而使電機所受的負載減小。三個驅動分支驅動上平臺繞X、Y軸轉動，含有冗余驅動，克服奇異位形。本發明與現有技術相比具有如下優點1、結構簡單，占用體積小，工作空間大，可實現三維轉動，含有冗余驅動，克服奇異位形。
2、能最大限度增加平臺負載能力、減小驅動電機扭矩和功率的作用。3、在工作空間內性能穩定，在承受負載時仍具有較高的動態響應，易于安裝和維護。4、二個自由度，易于控制，在很多領域有廣泛的應用前景。
圖1為本發明實施例1的立體結構示意簡 圖2為本發明實施例1的中間分支剖視 圖3為本發明實施例2的立體結構示意簡圖。
具體實施例方式實施例1
在圖1所示的折疊式靜載平衡并聯調姿平臺結構示意簡圖中，三條結構相同的SUR驅動分支中的球鉸2固定在動平臺I上，該三條SUR驅動分支的球鉸在動平臺上成正三角形布置；上述球鉸通過上連桿3與萬向鉸4連接，該萬向鉸通過下連桿5與轉動副6連接，該轉動副與固定在定平臺8上的電機7連接，三條SUR驅動分支的轉動副在定平臺上成正三角形布置；該三條SUR驅動分支均向內側彎曲。UP中間約束分支位于動平臺與定平臺中心連線上，其第二萬向鉸9的一端與動平臺相連，其另一端與帶有彈簧的移動副10連接。如圖2所示，設在上述移動副內的彈簧12套在固定在定平臺上的導向軸13上，在上述移動副的外側設有支撐套管11。實施例2
在圖3所示的折疊式靜載平衡并聯調姿平臺結構示意簡圖中，三條SUR驅動分支均向外側彎曲，其它部件和連接關系與實施例1相同。
權利要求
1.一種折疊式靜載平衡并聯調姿平臺，其主要包括動平臺、定平臺以及連接這兩個平臺的四條分支，其中三條為結構相同的分布在周圍的SUR驅動分支，另一條為UP中間約束分支，其特征在于每條SUR驅動分支中的球鉸固定在動平臺上，三條分支的球鉸在動平臺上成正三角形布置；該球鉸通過上連桿與萬向鉸連接，該萬向鉸通過下連桿與轉動副連接，該轉動副與固定在定平臺上的電機連接，三條分支的轉動副在定平臺上成正三角形布置；UP中間約束分支位于動平臺與定平臺中心連線上,該分支中的第二萬向鉸的一端與動平臺固連，該第二萬向鉸的另一端與帶有彈簧的移動副連接，設在上述移動副內的彈簧套在固定在定平臺上的導向軸上，在上述移動副的外側設有支撐套管。
全文摘要
一種折疊式靜載平衡并聯調姿平臺，其包括動平臺、定平臺以及連接這兩個平臺的四條分支，其中三條為結構相同的分布在周圍的SUR驅動分支，另一條為UP中間約束分支，每條SUR驅動分支均由球鉸、第一萬向鉸和轉動副組成，轉動副與固定在定平臺上的電機連接，UP中間約束分支位于動平臺與定平臺中心連線上，該分支由第二萬向鉸和帶有彈簧的移動副組成，設在上述移動副內的彈簧套在固定在定平臺上的導向軸上，在上述移動副的外側設有支撐套管。本發明結構簡單、占用體積小、工作空間較大，通過中間分支平衡靜載，增大平臺負載能力，降低電機扭矩和功率；驅動形式為電機，可廣泛應用于穩定艦載、車載裝置以及運動模擬。
文檔編號B25J9/00GK103029120SQ20121052997
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者趙鐵石, 唐啟敬, 黃志影 申請人:燕山大學