本實(shí)用新型涉及空間動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷飛速發(fā)展，空間多自由度運(yùn)動(dòng)的動(dòng)感平臺(tái)逐漸滲入到了人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)加工領(lǐng)域的多自由度機(jī)床、工業(yè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、具有虛擬動(dòng)感的賽車(chē)飛行游戲以及與影視相關(guān)的動(dòng)感平臺(tái)等，這些動(dòng)感平臺(tái)給生產(chǎn)制造業(yè)帶來(lái)便利，給我們的生活帶來(lái)了真實(shí)的體驗(yàn)感。

現(xiàn)有的動(dòng)感平臺(tái)通常采用多個(gè)液壓缸或氣缸分別直接驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的不同點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)多個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。在液壓缸或氣缸的工作過(guò)程中，由于其本身的特性，其控制精度較低，從而影響整個(gè)動(dòng)感平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的精確度。同時(shí)現(xiàn)有平臺(tái)的液壓缸或氣缸直接驅(qū)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，一方面可靠性差，另一方面也增大了運(yùn)動(dòng)部分的慣量，導(dǎo)致響應(yīng)速度慢。此外，由于缸體包含了驅(qū)動(dòng)部件，相對(duì)比較粗大，易導(dǎo)致相互運(yùn)動(dòng)干涉，從而限制了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，能夠精確控制其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，增大運(yùn)動(dòng)范圍，并且響應(yīng)更快，可靠性更高。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，自下而上依次包括底座、連桿和頂板。

所述連桿至少有3組，且每?jī)筛鲞B桿為一組；每根所述連桿的上端通過(guò)上連接件與所述頂板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同組兩根所述連桿的下端均通過(guò)下連接件轉(zhuǎn)動(dòng)連接在同一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置上，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置安裝在所述底座上，一個(gè)所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置至少連接一個(gè)電機(jī)。

所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置至少有3個(gè)，一個(gè)所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組所述連桿的下端作水平直線運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，同組兩根所述連桿的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡平行或共線，相鄰組的所述連桿的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡相交。

作為優(yōu)選，所述上連接件設(shè)有6個(gè)，所述連桿設(shè)有6根，各所述連桿的上端通過(guò)不同的所述上連接件與所述頂板轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

或者，所述上連接件設(shè)有3個(gè)，所述連桿設(shè)有6根，同組的兩根所述連桿的上端通過(guò)同一個(gè)所述上連接件與所述頂板轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)有3個(gè)，一個(gè)所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組所述連桿運(yùn)動(dòng)，各組所述連桿的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為多邊形或Y形的三個(gè)邊。

作為優(yōu)選，所述連桿為直桿、彎桿或S形桿。

作為優(yōu)選，所述上連接件和所述下連接件均包括U形框和位于所述U形框的兩個(gè)側(cè)壁之間的方形框；所述方形框的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁向內(nèi)設(shè)有同軸線的內(nèi)軸，所述內(nèi)軸與所述連桿的上端或下端樞接，所述方形框的另外兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁向外設(shè)有同軸線的外軸，所述內(nèi)軸與所述外軸相垂直，所述外軸與所述U形框的兩個(gè)側(cè)壁樞接；所述上連接件的所述U形框與所述頂板固接或樞接，所述下連接件的所述U形框與所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置固接或樞接。

或者，所述上連接件和所述下連接件為球面副組件。

作為優(yōu)選，在所述上連接件中，所述U形框的底面向外固設(shè)有U形框凸軸或U形框套筒，所述頂板固設(shè)有與所述U形框凸軸相匹配樞接的頂板套筒或與所述U形框套筒相匹配樞接的頂板凸軸。

或/和，在所述下連接件中，所述U形框的底面向外固設(shè)有U形框凸軸或U形框套筒，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置固設(shè)有與所述U形框凸軸相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)套筒或與所述U形框套筒相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)凸軸。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括：與所述下連接件的U形框底面相連接的滑座、與所述滑座固定連接的滑塊和絲母，所述滑塊可滑動(dòng)地安裝在滑軌上，所述滑軌固接在所述底座上，所述絲母匹配安裝在絲杠上，所述絲杠的兩端樞接在所述底座上，且所述絲杠的一端與相應(yīng)的所述電機(jī)連接，所述電機(jī)固接在所述底座上；所述滑座、所述滑塊和所述絲母均設(shè)有兩個(gè)，所述滑軌至少設(shè)有一個(gè)且相平行；所述絲杠設(shè)有兩個(gè)且均與所述滑軌相平行，或者所述絲杠設(shè)有一個(gè)且其兩側(cè)的螺紋旋向相反并與所述滑軌相平行。

或，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括：帶動(dòng)所述下連接件運(yùn)動(dòng)的皮帶、與所述皮帶相匹配的帶輪及帶動(dòng)所述帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的所述電機(jī)；

或，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括：帶動(dòng)所述下連接件運(yùn)動(dòng)的齒條、與所述齒條相匹配的齒輪及帶動(dòng)所述齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的所述電機(jī)；

或，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括：帶動(dòng)所述下連接件運(yùn)動(dòng)的氣缸、液壓缸或直線電機(jī)。

作為優(yōu)選，所述底座包括固接在一起的底板和支座，所述滑軌固接在所述底板上，所述絲杠的兩端分別樞接在所述支座上，所述電機(jī)固接在所述支座上。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置還包括減速器，所述減速器的輸入端連接所述電機(jī)的輸出端，所述減速器的輸出端連接所述絲杠。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型所述的多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中，由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置至少有3個(gè)，連桿至少有3組，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組連桿運(yùn)動(dòng)，每組連桿的上端與頂板連接，所以頂板至少有3個(gè)受力點(diǎn)。由于連桿的上端與頂板之間通過(guò)上連接件為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿的下端與動(dòng)力傳動(dòng)裝置之間通過(guò)下連接件也為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所以頂板在其受力點(diǎn)相對(duì)于相應(yīng)連桿能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿相對(duì)于相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置能自由擺動(dòng)。

該多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作過(guò)程中，各電機(jī)將動(dòng)力傳遞給相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，各動(dòng)力傳動(dòng)裝置再分別帶動(dòng)相應(yīng)的一組連桿的下端作水平直線運(yùn)動(dòng)，以改變相應(yīng)連桿的下端的移動(dòng)位置，同時(shí)使相應(yīng)連桿的傾斜角度發(fā)生變化，即連桿發(fā)生擺動(dòng)現(xiàn)象，并使連桿的上端的豎直高度發(fā)生變化，進(jìn)而改變?cè)撨B桿的上端對(duì)應(yīng)的頂板受力點(diǎn)的高度，使頂板的空間位置狀態(tài)發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)頂板的前后、左右、上下、俯仰、滾轉(zhuǎn)及不同朝向等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。在頂板的多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于頂板的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于其上的受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受力點(diǎn)越多，頂板的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越精確，而本實(shí)用新型所述的多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中頂板的受力點(diǎn)不少于3個(gè)，其受力點(diǎn)較多，且頂板上各受力點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及速度分別實(shí)現(xiàn)各受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)頂板的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的精確控制。

此外，在本實(shí)用新型所述的多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中，由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置并沒(méi)有直接驅(qū)動(dòng)頂板運(yùn)動(dòng)，而是通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于連桿不包含驅(qū)動(dòng)部件，相對(duì)較細(xì)，不易發(fā)生相互運(yùn)動(dòng)干涉，因此增大了頂板的運(yùn)動(dòng)范圍；由于連桿的重量比較輕，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣量較低，運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度較快，進(jìn)而提高了頂板的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度；由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置及電機(jī)均安裝在底座上，并未直接驅(qū)動(dòng)頂板運(yùn)動(dòng)，而是通過(guò)連桿間接驅(qū)動(dòng)頂板運(yùn)動(dòng)，在頂板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所施加的作用力直接作用在連桿上，并未直接作用在動(dòng)力傳動(dòng)裝置及電機(jī)上，使得動(dòng)力傳動(dòng)裝置及電機(jī)不易發(fā)生因受力過(guò)大而失效的現(xiàn)象，從而提高整個(gè)多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的主視示意圖；

圖2是圖1中多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的第一視角立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的第二視角立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖2中A處上連接件與頂板和連桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3中B處下連接件與動(dòng)力傳動(dòng)裝置和連桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖4或圖5中方框的主視示意圖；

圖7是圖5中方框的E-E向的剖視示意圖；

圖8是圖4或圖5中U形框的主視示意圖；

圖9是圖8中U形框的F-F向的剖視示意圖；

圖10是實(shí)施例一中連桿為直桿時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是實(shí)施例一中連桿為彎桿時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是實(shí)施例一中連桿為S形桿時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是實(shí)施例一中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為三邊形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖14是實(shí)施例一中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為四邊形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖15是實(shí)施例一中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為Y形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖16是本實(shí)用新型實(shí)施例二多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為三邊形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖17是實(shí)施例二中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為四邊形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖18是實(shí)施例二中各組連桿下端運(yùn)動(dòng)軌跡分別為Y形的三個(gè)邊時(shí)的原理圖；

圖19是本實(shí)用新型實(shí)施例三多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20是圖19中C處上連接件分別與頂板和連桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21是圖19中D處下連接件分別與動(dòng)力傳動(dòng)裝置和連桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-頂板，2-上連接件，3-連桿，4-下連接件，5-動(dòng)力傳動(dòng)裝置，6-底座，7-電機(jī)；

101-頂板凸軸；

201-方形框，202-U形框，203-U形框套筒，204-內(nèi)軸，205-外軸；

501-滑座，502-絲母，503-絲杠，504-滑塊，505-滑軌；

601-支座，602-底板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例一

如圖1-圖3所示，本實(shí)施例是一種多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，自下而上依次包括底座6、連桿3和頂板1，連桿3有3組，且每?jī)筛B桿3為一組；每根連桿3的上端通過(guò)上連接件2與頂板1轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同組兩根連桿3的下端均通過(guò)下連接件4轉(zhuǎn)動(dòng)連接在同一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5上，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5安裝在底座6上，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5至少連接一個(gè)電機(jī)7；動(dòng)力傳動(dòng)裝置5有3個(gè)，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組連桿3的下端作水平直線運(yùn)動(dòng)。

以同組兩根連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡平行或共線、相鄰組的連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡相交為例，如圖1-圖3所示。需要注意的是，連桿3還可以多于3組，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5還可以多于3個(gè)，同組兩根連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡也可以相交，相鄰組的連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡也可以平行，只要能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型實(shí)施例一所能實(shí)現(xiàn)的功能、解決本實(shí)用新型所能解決的技術(shù)問(wèn)題的相似結(jié)構(gòu)均在本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍之內(nèi)。

本實(shí)施例所述的多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中，如圖1-圖3所示，由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置5有3個(gè)，連桿3有3組，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組連桿3運(yùn)動(dòng)，每組連桿3的上端與頂板1連接，所以當(dāng)各連桿3分別樞接在不同的上連接件2時(shí)頂板1有6個(gè)受力點(diǎn)；當(dāng)每?jī)筛B桿3均連接在同一上連接件2時(shí)，頂板1有3個(gè)受力點(diǎn)(見(jiàn)下述實(shí)施例二和實(shí)施例三)；除此之外，頂板1將有4個(gè)或5個(gè)受力點(diǎn)；連桿3多于3組時(shí)頂板1的受力點(diǎn)可多于6個(gè)。由于連桿3的上端與頂板1之間通過(guò)上連接件2為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿3的下端與動(dòng)力傳動(dòng)裝置5之間通過(guò)下連接件4也為轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所以頂板1在其受力點(diǎn)相對(duì)于相應(yīng)連桿3能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿3相對(duì)于相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置5能自由擺動(dòng)。

在該多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)工作過(guò)程中，各電機(jī)7將動(dòng)力傳遞給相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置5，各動(dòng)力傳動(dòng)裝置5再分別帶動(dòng)相應(yīng)的一組連桿3的下端作水平直線運(yùn)動(dòng)，以改變相應(yīng)連桿3的下端的移動(dòng)位置，同時(shí)使相應(yīng)連桿3的傾斜角度發(fā)生變化，即連桿3發(fā)生擺動(dòng)現(xiàn)象，并使連桿3的上端的豎直高度發(fā)生變化，進(jìn)而改變?cè)撨B桿3的上端對(duì)應(yīng)的頂板1受力點(diǎn)的高度，使頂板1的空間位置發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)頂板1的前后、左右、上下、俯仰、滾轉(zhuǎn)及不同朝向等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。在頂板1的多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于其上的受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受力點(diǎn)越多，頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越精確，而本實(shí)施例中頂板1的受力點(diǎn)不少于3個(gè)，其受力點(diǎn)較多，且頂板1上各受力點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是由電機(jī)7驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)控制電機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及速度分別實(shí)現(xiàn)各受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制，從而實(shí)現(xiàn)頂板的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的精確控制。

在本實(shí)施例中，由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置5通過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿3的運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)頂板1的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)行控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于連桿3的兩端均能運(yùn)動(dòng)，因此增大了頂板1的運(yùn)動(dòng)范圍；由于連桿3的重量比較輕，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣量較低，運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度較快，進(jìn)而提高了頂板1的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)速度；由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置5及電機(jī)7均安裝在底座6上，并未直接驅(qū)動(dòng)頂板1運(yùn)動(dòng)，而是通過(guò)連桿3間接驅(qū)動(dòng)頂板1運(yùn)動(dòng)，在頂板1運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所施加的作用力直接作用在連桿3上，并未直接作用在動(dòng)力傳動(dòng)裝置5及電機(jī)7上，使得動(dòng)力傳動(dòng)裝置5及電機(jī)7不易發(fā)生因受力過(guò)大而失效的現(xiàn)象，從而提高整個(gè)多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)可靠性。

此外，由于采用電機(jī)7驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5帶動(dòng)連桿3運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂板1的多自由度運(yùn)動(dòng)，具有噪音小、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。

具體的，如圖1和圖2所示，上連接件2設(shè)有6個(gè)，連桿3設(shè)有6根，各連桿3的上端通過(guò)不同的上連接件2分別與頂板1轉(zhuǎn)動(dòng)連接。如此設(shè)置，上連接件2設(shè)有6個(gè)且分別與6根連桿3相對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，這樣使頂板1具有6個(gè)受力點(diǎn)，其中兩個(gè)受力點(diǎn)為一組，并與同組連桿3的上端相對(duì)應(yīng)，由圖可知，同組的兩根連桿3及與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置5和頂板1圍成一個(gè)四邊形結(jié)構(gòu)，同組的兩根連桿3的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠控制與之對(duì)應(yīng)的頂板1上受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同理，三組連桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠控制整個(gè)頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其中，各連桿3的長(zhǎng)度關(guān)系不受限制。

本實(shí)施例中，如圖1、圖3和圖13所示，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5設(shè)有3個(gè)，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5對(duì)應(yīng)帶動(dòng)一組連桿3運(yùn)動(dòng)，各組連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡為三邊形的三個(gè)邊，即將動(dòng)力傳動(dòng)裝置5設(shè)在了三邊形的三個(gè)邊上。除此之外，如圖14和圖15所示，各組連桿3的下端的運(yùn)動(dòng)軌跡還可以為四邊形等多邊形的三個(gè)邊或Y形的三個(gè)邊上。將動(dòng)力傳動(dòng)裝置5設(shè)在多邊形或Y形的三個(gè)邊上時(shí)，可以將各動(dòng)力傳動(dòng)裝置5、連桿3設(shè)計(jì)成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更加容易控制；此外，可以分散頂板1的受力點(diǎn)，進(jìn)而使頂板1、上連接件2、連桿3、下連接件4和動(dòng)力傳動(dòng)裝置5在工作過(guò)程中受力更加均勻，不會(huì)因?yàn)槟承┝悴考捎谑芰^(guò)大而失效，從而延長(zhǎng)各零部件的使用壽命。

本實(shí)施例中，連桿3可以為多種形狀結(jié)構(gòu)，如圖10所示，連桿3為直桿；如圖11所示，連桿3為彎桿；如圖12所示，連桿3為S形桿。當(dāng)連桿3為彎桿或S形桿時(shí)，可以增大連桿3的運(yùn)動(dòng)角度范圍，從而增大頂板1的空間運(yùn)動(dòng)范圍。

本實(shí)施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)多方向轉(zhuǎn)動(dòng)的上連接件2和下連接件4具有多種結(jié)構(gòu)，具體的，如圖4和圖5所示，上連接件2和下連接件4均包括U形框202和位于U形框202兩個(gè)側(cè)壁之間的方形框201；其中，如圖6和圖7所示，方形框201的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁向內(nèi)設(shè)有同軸線的內(nèi)軸204，內(nèi)軸204與連桿3的上端或下端樞接，方形框201的另外兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁向外設(shè)有同軸線的外軸205，內(nèi)軸204與外軸205相垂直，外軸205與U形框202的兩個(gè)側(cè)壁樞接；如圖8和圖9所示，U形框202的兩個(gè)側(cè)壁設(shè)有用于樞接外軸205的軸孔。連桿3的上端或下端能繞內(nèi)軸204轉(zhuǎn)動(dòng)，外軸205相對(duì)于U形框202的兩個(gè)側(cè)壁轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使連桿3相對(duì)于U形框202實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

再者，如圖4所示，在上連接件2中，U形框202的底面向外固設(shè)有U形框套筒203，頂板1固設(shè)有與U形框套筒203相匹配樞接的頂板凸軸101(如實(shí)施例三中的圖20所示)，這樣可以實(shí)現(xiàn)U形框202相對(duì)于頂板1一個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)頂板1相對(duì)于連桿3三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即頂板1在其受力點(diǎn)可以進(jìn)行空間360°自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；蛘?，上連接件2的U形框202的底面向外固設(shè)有U形框凸軸，頂板1固設(shè)有與U形框凸軸相匹配樞接的頂板套筒(圖中未示出)，同樣可以實(shí)現(xiàn)U形框202相對(duì)于頂板1一個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，且還可以實(shí)現(xiàn)頂板1相對(duì)于連桿3三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在下連接件4中，U形框202與相應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置5固接，可以實(shí)現(xiàn)連桿3相對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)裝置5兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。由于動(dòng)力傳動(dòng)裝置5可以帶動(dòng)下連接件4作直線運(yùn)動(dòng)，從而使與下連接件4對(duì)應(yīng)連接的連桿3的下端實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，由此可知，連桿3相對(duì)于底座6能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及一個(gè)方向的滑動(dòng)共三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。

除此之外，雖然圖中未示出，但是可以將上連接件2的U形框202與頂板固接，下連接件4中的U形框202的底面向外固設(shè)有U形框凸軸或U形框套筒203，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5固設(shè)有與U形框凸軸相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)套筒或與U形框套筒203相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)凸軸，實(shí)現(xiàn)頂板1相對(duì)于連桿3兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使連桿3相對(duì)于底座6實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及一個(gè)方向的滑動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。

再者，雖然圖中未示出，但是還可以將上連接件2和下連接件4的U形框202的底面均向外固設(shè)有U形框凸軸或U形框套筒203，相應(yīng)的，頂板1固設(shè)有與U形框套筒203相匹配樞接的頂板凸軸101或與U形框凸軸相匹配樞接的頂板套筒，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5固設(shè)有與U形框凸軸相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)套筒或與U形框套筒203相匹配樞接的動(dòng)力傳動(dòng)凸軸，從而實(shí)現(xiàn)頂板1相對(duì)于連桿3三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，并使連桿3相對(duì)于底座6實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及一個(gè)方向的滑動(dòng)共四個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。由此可知，本實(shí)施例中的上連接件2和下連接件4的結(jié)構(gòu)相配合能夠使頂板1相對(duì)于底座6實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，從而使頂板1的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更加多樣、準(zhǔn)確。

由上述上連接件2和下連接件4的結(jié)構(gòu)可知，頂板1可實(shí)現(xiàn)空間六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂板1的前后、左右、上下、俯仰、滾轉(zhuǎn)及不同朝向等多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。其中，連桿3的上端或下端施加給上連接件2或下連接件4的作用力直接作用到方形框201的內(nèi)軸204上，內(nèi)軸204將其受到的作用力施加到相應(yīng)的方形框201的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上，方形框201的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁再將其受到的作用力通過(guò)其另外兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁傳遞給兩個(gè)外軸205，外軸205再將其受到的作用力傳遞給U形框202，由此可知，方形框201的四個(gè)側(cè)壁均受力，從而減小甚至消除了應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生，此外，方形框201的結(jié)構(gòu)還具有剛度高的優(yōu)良特性，能夠承受更大的作用力。

除此之外，上連接件2和下連接件4的結(jié)構(gòu)還可以為球面副組件，均能實(shí)現(xiàn)空間各維度的360°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，如圖3和圖5所示，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5包括：與下連接件4的U形框202底面相連接的滑座501、與滑座501固定連接的滑塊504和絲母502，滑塊504可滑動(dòng)地安裝在滑軌505上，滑軌505固接在底座6上，絲母502匹配安裝在絲杠503上，絲杠503的兩端樞接在底座6上，且絲杠503的一端與相應(yīng)的電機(jī)7連接，電機(jī)7固接在底座6上。滑座501將滑塊504、絲母502和U形框202固接到一起，使四者實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；電機(jī)7驅(qū)動(dòng)絲杠503轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠503 帶動(dòng)絲母502作直線運(yùn)動(dòng)，絲母502再帶動(dòng)滑座501、滑塊504和下連接件4一起作直線運(yùn)動(dòng)，下連接件4帶動(dòng)與之連接的連桿3的下端作直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)連桿3的自由擺動(dòng)。其中，滑塊504在滑軌505上滑動(dòng)，可以起導(dǎo)向作用。

具體的，如圖3所示，在每個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5中，滑座501、滑塊504和絲母502均設(shè)有兩個(gè)，絲杠503設(shè)有兩個(gè)且平行，滑軌505設(shè)有一個(gè)且與絲杠503平行，每個(gè)絲杠503均連接電機(jī)7。這樣設(shè)置可以使一個(gè)電機(jī)7驅(qū)動(dòng)一個(gè)絲杠503轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各連桿3的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，根據(jù)各連桿3的相互獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使頂板1實(shí)現(xiàn)空間的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。兩個(gè)絲杠503還可以共軸線設(shè)置，圖中未示出?；?05還可以設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)且相平行布置，以分擔(dān)滑座501所施加的作用力，使滑塊504和滑軌505導(dǎo)向更加順滑，延長(zhǎng)其使用壽命。

另外，絲杠503也可以設(shè)置一個(gè)，兩個(gè)絲母502均旋在同一絲杠503上，即一個(gè)電機(jī)7同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)絲母運(yùn)動(dòng)，使同組的兩根連桿3同時(shí)向頂板1施加作用力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頂板1的各個(gè)方向的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

本實(shí)施例中，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5還可以采用其他結(jié)構(gòu)，例如，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5包括帶動(dòng)下連接件4運(yùn)動(dòng)的皮帶、與皮帶相匹配的帶輪及帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)7，或者，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5包括帶動(dòng)下連接件4運(yùn)動(dòng)的齒條、與齒條相匹配的齒輪及帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)7，或者，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5包括帶動(dòng)下連接件4運(yùn)動(dòng)的氣缸、液壓缸或直線電機(jī)。

如圖3所示，底座6包括固接在一起的底板602和支座601，滑軌505固接在底板602上，絲杠503的兩端樞接在支座601上，電機(jī)7固接在支座601上。這樣只需將板狀支座601固定在底板602上就能使絲杠503平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)，使電機(jī)7固定不動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

此外，本實(shí)施例中，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5還可以設(shè)置減速器(圖中未示出)，減速器的輸入端連接電機(jī)7的輸出端，減速器的輸出端連接絲杠503。減速器的設(shè)置可以合理地對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)裝置5進(jìn)行調(diào)速，使其運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。動(dòng)力傳動(dòng)裝置5還可以設(shè)置用來(lái)感應(yīng)滑塊504、絲母502、滑座501或下連接件4直線運(yùn)動(dòng)位移的傳感器，該傳感器將相應(yīng)的位移信號(hào)反饋給電機(jī)7，使電機(jī)7根據(jù)控制信號(hào)做出反應(yīng)，從而更加精確地使頂板1實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)多自由度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

為了使頂板1空間運(yùn)動(dòng)時(shí)更加自由靈活，在頂板1與U形框202、U形框202與方形框201、方形框201與連桿3的上端及方形框201與連桿3的下端的樞接部均設(shè)有軸承，其中，在頂板1與U形框202的樞接部設(shè)有直推軸承，以承受更大的軸向推力。

在本實(shí)施例中，電機(jī)7可以采用伺服電機(jī)，通過(guò)精確控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及速度更加精確地控制頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

實(shí)施例二

本實(shí)施例也是一種多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，與上述實(shí)施例一所述的多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處如下所述。

本實(shí)施例中，如圖16-圖18所示，上連接件2設(shè)有3個(gè)，連桿3設(shè)有6根，同組的兩根連桿3的上端通過(guò)同一個(gè)上連接件2與頂板1轉(zhuǎn)動(dòng)連接。這樣可以使頂板1具有3個(gè)受力點(diǎn)，每個(gè)受力點(diǎn)與同組連桿3的上端相對(duì)應(yīng)，由圖可知，同組的兩根連桿3及與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置5圍成一個(gè)三邊形結(jié)構(gòu)，同組的兩根連桿3的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠控制與之對(duì)應(yīng)的頂板1受力點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，同理，三組連桿3的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠控制整個(gè)頂板1的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其中，各連桿3長(zhǎng)度關(guān)系不受限制。

具體的，動(dòng)力傳動(dòng)裝置5帶動(dòng)連桿3下端的運(yùn)動(dòng)軌跡可以為如圖16-圖18所示的三邊形、四邊形等多邊形或Y形的三個(gè)邊上。可以根據(jù)最終平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍要求來(lái)優(yōu)化配置三邊的相互角度以及頂板1和上連接件2的相對(duì)位置。

實(shí)施例三

本實(shí)施例也為多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，與上述實(shí)施例一和實(shí)施例二中多自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處如下所述。

本實(shí)施例中，如圖19-圖21所示，在各動(dòng)力傳動(dòng)裝置5中，滑座501、滑塊504和絲母502均設(shè)有兩個(gè)，滑軌505、絲杠503均設(shè)有一個(gè)，絲杠503與電機(jī)7連接；滑軌505和絲杠503相平行，絲杠503兩側(cè)的螺紋旋向相反。這樣可以使一個(gè)電機(jī)7同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)絲母502向相向或相反方向運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)連桿3同時(shí)發(fā)生擺動(dòng)，進(jìn)而頂板1的相應(yīng)受力點(diǎn)實(shí)現(xiàn)空間多自由度運(yùn)動(dòng)；當(dāng)三個(gè)電機(jī)7同時(shí)工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)頂板1的空間多自由度運(yùn)動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，易操作的優(yōu)點(diǎn)。

具體的，如圖19和圖20所示，同組兩根連桿3均樞接在同一個(gè)上連接件2上，與上述實(shí)施例二相同；除此之外，同組兩根連桿3還可以分別樞接在不同的上連接件2上，與上述實(shí)施例一相同(圖中未示出)。

另外，本實(shí)用新型中描述的頂板1、底板602等都是相對(duì)而言的，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以整體調(diào)整姿態(tài)(包括倒掛、側(cè)放等)放置，以實(shí)現(xiàn)不同方位的運(yùn)動(dòng)需求。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為了清楚說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。