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CN103116362A - 一种全解耦动态平衡装置 - Google Patents

一种全解耦动态平衡装置 Download PDF

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CN103116362A CN2012105769232A CN201210576923A CN103116362A CN 103116362 A CN103116362 A CN 103116362A CN 2012105769232 A CN2012105769232 A CN 2012105769232A CN 201210576923 A CN201210576923 A CN 201210576923A CN 103116362 A CN103116362 A CN 103116362A
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Zhejiang University of Technology ZJUT
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Abstract

一种全解耦动态平衡装置，所述平衡装置包括基座和工作台，所述工作台底面安装第一直线导轨，所述动平台的顶面安装第二直线导轨，十字轴滑块的顶面可滑动地安装在第一直线导轨上，所述十字轴滑块的底面可滑动地安装在第二直线导轨上，所述工作台通过用以驱动动平台沿着第一直线导轨移动的X轴移动支链、用于驱动动平台沿着第二直线导轨移动的Y轴移动支链与基座连接；所述动平台底部通过Z轴升降支链与基座连接，所述动平台还通过X轴旋转支链、Y轴旋转支链和Z轴旋转支链与基座连接。本发明提供一种加工和装配工艺良好、有效消除运动耦合的全解耦动态平衡装置。

Description

一种全解耦动态平衡装置
技术领域
本发明涉及一种平衡装置，尤其是一种动态平衡装置。
背景技术
动态平衡装置在航海航空等领域有着广泛的应用。目前，空间动态平衡装置的机构形式主要采用串联机构和并联机构。其中，串联机构具有结构复杂运动惯性大等不足之处，导致实时性差，很难达到实时平衡；并联机构具有结构简单、运动惯性小等优点，可实时动态平衡。并联动态平衡装置多数采用Stewart并联机构为原型，具有加工与装配工艺性差、运动耦合等不足之处。如，谢志江提出了六自由度并联解耦机构(CN201010563130.8)，该机构承在能力比较小，主要用于多自由度测量方面；张帆提出了解耦的六自由度并联机构(CN201020520076.4)，该机构结构太复杂且安装不方便；沈慧平提出了一种六自由度全解析部分解耦并联操作机构(CN201210060035.5)，该机构具有机构运动耦合等不足之处。
发明内容
为了克服已有动态平衡装置的加工与装配工艺性差、运动耦合的不足，本发明提供一种加工和装配工艺良好、有效消除运动耦合的全解耦动态平衡装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种全解耦动态平衡装置，所述平衡装置包括基座和工作台，所述工作台底面安装第一直线导轨，所述动平台的顶面安装第二直线导轨，十字轴滑块的顶面可滑动地安装在第一直线导轨上，所述十字轴滑块的底面可滑动地安装在第二直线导轨上，所述工作台通过用以驱动动平台沿着第一直线导轨移动的X轴移动支链、用于驱动动平台沿着第二直线导轨移动的Y轴移动支链与基座连接；所述动平台底部通过Z轴升降支链与基座连接，所述动平台还通过X轴旋转支链、Y轴旋转支链和Z轴旋转支链与基座连接；
所述X轴移动支链、Y轴移动支链、X轴旋转支链、Y轴旋转支链和Z轴旋转支链均为第一运动支链，所述第一运动支链包括第一伺服电机、第一直线移动副、第一球铰链和第一定长杆，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与所述第一定长杆的下端连接，所述第一定长杆的上端与动平台与工作台连接；
Z轴升降支链为第二运动支链，所述第二运动支链包括第一伺服电机、第一直线移动副和第一球铰链，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与动平台的底部连接。
本发明的有益效果主要表现在：加工和装配工艺良好、有效消除运动耦合。
附图说明
图1是全解耦动态平衡装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种全解耦动态平衡装置，所述平衡装置包括基座1和工作台7，所述工作台7底面安装第一直线导轨，动平台6的顶面安装第二直线导轨，十字轴滑块8的顶面可滑动地安装在第一直线导轨上，所述十字轴滑块8的底面可滑动地安装在第二直线导轨上，所述工作台7通过用以驱动动平台沿着第一直线导轨移动的X轴移动支链9、用于驱动动平台沿着第二直线导轨移动的Y轴移动支链10与基座1连接；所述动平台6底部通过Z轴升降支链2与基座1连接，所述动平台还通过X轴旋转支链3、Y轴旋转支链4和Z轴旋转支链5与基座1连接；
所述X轴移动支链9、Y轴移动支链10、X轴旋转支链3、Y轴旋转支链4和Z轴旋转支链5均为第一运动支链，所述第一运动支链包括第一伺服电机31、第一直线移动副32、第一球铰链33和第一定长杆34，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与所述第一定长杆的下端连接，所述第一定长杆的上端与动平台与工作台连接；
Z轴升降支链2为第二运动支链，所述第二运动支链包括第一伺服电机、第一直线移动副和第一球铰链，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与动平台的底部连接。
本实施例中，工作台7两端通过X轴移动支链9和Y轴移动支链10与基座1相连，构成解耦结构；工作台7下方通过十字轴滑块8与动平台6相连，工作台7和动平台6上安装直线导轨，十字轴滑块8可以沿着这两条导轨滑动。动平台6通过四条运动支链Z轴升降支链2、X轴旋转支链3、Y轴旋转支链4和Z轴旋转支链5与基座1相连，构成解耦结构。
其中，Z轴升降支链2可实现动平台7的竖直方向移动，X轴移动支链9和Y轴移动支链10分别可实现动平台7的另外两个方向的移动，Z轴旋转支链5可实现动平台7的自转，X轴旋转支链3、Y轴旋转支链4分别可实现动平台7的另外两个方向的转动，实现动平台7的6个方向运动的全解耦。这种全解耦动态平衡装置具有结构简单、承载能力强、运动全解耦、运动惯性小、加工与装配工艺性好等优点。

Claims (1)

1.一种全解耦动态平衡装置，其特征在于：所述平衡装置包括基座和工作台，所述工作台底面安装第一直线导轨，动平台的顶面安装第二直线导轨，十字轴滑块的顶面可滑动地安装在第一直线导轨上，所述十字轴滑块的底面可滑动地安装在第二直线导轨上，所述工作台通过用以驱动动平台沿着第一直线导轨移动的X轴移动支链、用于驱动动平台沿着第二直线导轨移动的Y轴移动支链与基座连接；所述动平台底部通过Z轴升降支链与基座连接，所述动平台还通过X轴旋转支链、Y轴旋转支链和Z轴旋转支链与基座连接；
所述X轴移动支链、Y轴移动支链、X轴旋转支链、Y轴旋转支链和Z轴旋转支链均为第一运动支链，所述第一运动支链包括第一伺服电机、第一直线移动副、第一球铰链和第一定长杆，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与所述第一定长杆的下端连接，所述第一定长杆的上端与动平台与工作台连接；
所述Z轴升降支链为第二运动支链，所述第二运动支链包括第一伺服电机、第一直线移动副和第一球铰链，所述第一伺服电机安装在基座上，第一伺服电机与第一直线移动副连接，所述第一直线移动副与所述第一球铰链连接，所述第一球铰链与动平台的底部连接。
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