專利名稱：三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及一種運(yùn)動(dòng)學(xué)式機(jī)械振 動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)。該發(fā)明屬于對(duì)機(jī)電元件進(jìn)行耐振強(qiáng)度和耐振穩(wěn)定性 試驗(yàn)或模擬其它振動(dòng)環(huán)境的試驗(yàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
并聯(lián)機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi) 外學(xué)者的重視，在機(jī)械加工、航天航空和仿生等領(lǐng)域等到了廣泛的應(yīng) 用。將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，充分發(fā)揮了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)， 也為振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域提供了 一種新的試驗(yàn)平臺(tái)。
中國(guó)專利公開號(hào)CN 1614376A，
公開日2005年5月11日，發(fā)明 創(chuàng)造的名稱為三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該申請(qǐng)案公開了一 種將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于對(duì)機(jī)電元件進(jìn)行耐振強(qiáng)度和耐振穩(wěn)定性試驗(yàn)或 模擬其它振動(dòng)環(huán)境的三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其不足之處 是由于靜平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)通過(guò)三對(duì)分布在三個(gè)垂直面上相互垂直的運(yùn) 動(dòng)支鏈連接，因此單個(gè)分支承載某個(gè)方向上的力較大，導(dǎo)致其承載能 力相對(duì)較弱，并且每組剛性支架通過(guò)球鉸直接連接在滑塊，滑塊套在 導(dǎo)軌上，運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛性支架和導(dǎo)軌容易發(fā)生碰撞，導(dǎo)致工作空間較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要克服現(xiàn)有三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上述缺 點(diǎn)，提出一種適用于振動(dòng)試驗(yàn)領(lǐng)域，承載能力更好、加工裝配工藝性更佳、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高和剛度大的三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平 臺(tái)°
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
三自由度振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)，包括基座、振動(dòng)臺(tái)，所述的振動(dòng)臺(tái) 鉸支在第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈上。
第一支鏈由第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第一平行四邊形支架構(gòu)成，第二 支鏈由第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二平行四邊形支架構(gòu)成；所述的第一、 第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述的基座底面上；所述的第一、第二平行 四邊形支架的上桿鉸接于所述的振動(dòng)臺(tái)，下桿以平行于所述的第一、 第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸的方式鉸接于所述的第一、第 二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)端，所述第一、第二平行四邊形支架的四條桿 相互鉸接，所述的第一、第二平行四邊形支架所在的平面平行于所述 的第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向。
所述的第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)與第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向相互 垂直。所述的第一支鏈與振動(dòng)臺(tái)鉸接處和振動(dòng)臺(tái)中心的連線、與第二 支鏈與振動(dòng)臺(tái)鉸接處和振動(dòng)臺(tái)中心的連線相互垂直。
第三支鏈由第三直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)、定長(zhǎng)桿組成，所述第三直線動(dòng)力 機(jī)構(gòu)垂直安裝在基座的底面上，通過(guò)球鉸與定長(zhǎng)桿相連，所述的定長(zhǎng) 桿通過(guò)球鉸與所述的振動(dòng)臺(tái)相連。
第三支鏈處于第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)與第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方 向所構(gòu)成的直角的角平分線上。
進(jìn)一步，所述的第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一伺服電機(jī)、第一導(dǎo)向桿，第一滾珠絲杠螺母副、第一移動(dòng)滑塊，所述的第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu) 包括第二伺服電機(jī)、第二導(dǎo)向桿、第二滾珠絲杠螺母副、第二移動(dòng)滑 塊，所述第一、第二伺服電機(jī)、第一、第二導(dǎo)向桿均安裝在所述基座 的底面上，第一、第二滾珠絲杠螺母副的絲杠與第一、第二伺服電機(jī) 相連，螺母與第一、第二移動(dòng)滑塊相連，第一、第二的移動(dòng)滑塊作為 所述第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)端鉸接于所述第一、第二平行四 邊形支架的底部連桿中間部位。
所述的第三直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第三伺服電機(jī)，所述第三伺服電機(jī) 安裝在基座的底面上，第三滾珠絲杠螺母副的絲杠與第三伺服電機(jī)相 連，第三滾珠絲杠螺母副的螺母通過(guò)球鉸與定長(zhǎng)桿相連。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為本發(fā)明是對(duì)專利公開號(hào)CN 1614376A中 公布的三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一種改進(jìn)。公開號(hào)CN 1614376A中的三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺(tái)其承載能力相對(duì)較 差，運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛性支架和導(dǎo)軌容易發(fā)生碰撞，工作空間較小。本發(fā)明 的運(yùn)動(dòng)支鏈從下向上延伸支撐著振動(dòng)臺(tái)，承載能力更好，運(yùn)動(dòng)空間相 對(duì)較大，基本上使用轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈進(jìn)行鉸接，加工工藝性好，在裝配時(shí) 先裝配運(yùn)動(dòng)支鏈2， 3,再裝配運(yùn)動(dòng)支鏈4，裝配容易。振動(dòng)臺(tái)5在第 一、第二、第三伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，可實(shí)現(xiàn)所述振動(dòng)臺(tái)在空間任意方 向的振動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于對(duì)機(jī)電元件進(jìn)行耐振強(qiáng)度和 耐振穩(wěn)定性試驗(yàn)或模擬其它振動(dòng)環(huán)境，承載能力更好、加工裝配工藝 性更佳、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、剛度大和運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)較大。


圖1為三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D1和2:三自由度振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)由基座1、振動(dòng)臺(tái)5
及鉸支在兩者之間的第一運(yùn)動(dòng)支鏈2、第二運(yùn)動(dòng)支鏈3和第三運(yùn)動(dòng)支 鏈4，其中，第一運(yùn)動(dòng)支鏈2和第二運(yùn)動(dòng)支鏈3分別由第一伺服電機(jī) 6和第二伺服電機(jī)15、第一導(dǎo)向桿21和第二導(dǎo)向桿14、第一滾珠絲 杠螺母副22和第二滾珠絲杠螺母副13、第一移動(dòng)滑塊20和第二移 動(dòng)滑塊12、第一連桿18和第二連桿10、第一定長(zhǎng)桿19和第二定長(zhǎng) 桿11、第一動(dòng)連桿17和第二動(dòng)連桿16組成。第一伺服電機(jī)6和第 二伺服電機(jī)15、第一導(dǎo)向桿21和第二導(dǎo)向桿14均安裝在基座1的 底面上，第一滾珠絲杠螺母副22和第二滾珠絲杠螺母副13的絲杠分 別與第一伺服電機(jī)6和第二伺服電機(jī)15相連，螺母分別與第一移動(dòng) 滑塊20和第二移動(dòng)滑塊12相連，第一移動(dòng)滑塊20和第二移動(dòng)滑塊 12以平行于第一導(dǎo)向桿21和第二導(dǎo)向桿14的移動(dòng)方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸的 方式鉸接于第一連桿18和第二連桿10的中間部位，第一動(dòng)連桿17 和第二動(dòng)連桿16的中間部位分別鉸接于振動(dòng)臺(tái)5。第一連桿18、第 一定長(zhǎng)桿19和第一動(dòng)連桿17相互鉸接，在空間組成一個(gè)平行四邊形。 第二連桿10、第二定長(zhǎng)桿11和第二動(dòng)連桿16相互鉸接，在空間組 成另一個(gè)平行四邊形。所述兩個(gè)平行四邊形所在的兩個(gè)平面分別平行于第一導(dǎo)向桿21和第二導(dǎo)向桿14的移動(dòng)方向。第一導(dǎo)向桿21和第 二導(dǎo)向桿14的移動(dòng)方向相互垂直。
第一運(yùn)動(dòng)支鏈2與振動(dòng)臺(tái)5鉸接處和振動(dòng)臺(tái)5中心的連線、與第 二運(yùn)動(dòng)支鏈3與振動(dòng)臺(tái)5鉸接處和振動(dòng)臺(tái)5中心的連線相互垂直。
第三運(yùn)動(dòng)支鏈4由第三伺服電機(jī)9、第三滾珠絲杠螺母副8、第 三定長(zhǎng)桿7組成，第三伺服電機(jī)9安裝在基座1上，第三滾珠絲杠螺 母副8的絲杠與第三伺服電機(jī)9相連，垂直于基座1，第三滾珠絲杠 螺母副8的螺母通過(guò)球鉸與第三定長(zhǎng)桿7相連，第三定長(zhǎng)桿7通過(guò)球 鉸與振動(dòng)臺(tái)5相連。
第三運(yùn)動(dòng)支鏈4處于第一導(dǎo)向桿21和第二導(dǎo)向桿14的移動(dòng)方向 所構(gòu)成的直角的角平分線上。
該振動(dòng)臺(tái)在第一、第二、第三伺服電機(jī)6、 15和9的驅(qū)動(dòng)下，可 實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)5在空間任意方向的振動(dòng)。
本說(shuō)明書實(shí)施例所述內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思所實(shí)現(xiàn)形式的列舉， 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)僅局限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu) 思所能想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1、三自由度振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)，包括基座、振動(dòng)臺(tái)，其特征在于所述的振動(dòng)臺(tái)鉸支在第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈上；第一支鏈由第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第一平行四邊形支架構(gòu)成，第二支鏈由第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)和第二平行四邊形支架構(gòu)成；所述的第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述的基座底面上；所述的第一、第二平行四邊形支架的上桿鉸接于所述的震動(dòng)臺(tái)，下桿以平行于所述的第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸的方式鉸接于所述的第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)端，所述第一、第二平行四邊形支架的四條桿相互鉸接，所述的第一、第二平行四邊形支架所在的平面平行于所述的第一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向；所述的第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)與第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向相互垂直；所述的第一支鏈與振動(dòng)臺(tái)鉸接處和振動(dòng)臺(tái)中心的連線、與第二支鏈與振動(dòng)臺(tái)鉸接處和振動(dòng)臺(tái)中心的連線相互垂直；第三支鏈由第三直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)、定長(zhǎng)桿組成，所述第三直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)垂直安裝在基座的底面上，通過(guò)球鉸與定長(zhǎng)桿相連，所述的定長(zhǎng)桿通過(guò)球鉸與所述的振動(dòng)臺(tái)相連；第三支鏈處于第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)與第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向所構(gòu)成的直角的角平分線上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)；其特征在于所述的第一直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一伺服電機(jī)、第一導(dǎo)向桿，第 一滾珠絲杠螺母副、第一移動(dòng)滑塊，所述的第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第 二伺服電機(jī)、第二導(dǎo)向桿、第二滾珠絲杠螺母副、第二移動(dòng)滑塊，所 述第一、第二伺服電機(jī)、第一、第二導(dǎo)向桿均安裝在所述基座的底面 上，第一、第二滾珠絲杠螺母副的絲杠與第一、第二伺服電機(jī)相連， 螺母與第一、第二移動(dòng)滑塊相連，第一、第二的移動(dòng)滑塊作為所述第 一、第二直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)的移動(dòng)端鉸接于所述第一、第二平行四邊形支 架的底部連桿中間部位；所述的第三直線動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第三伺服電機(jī)安裝在基座的底面 上，第三滾珠絲杠螺母副的絲杠與第三伺服電機(jī)相連，螺母通過(guò)球鉸 與定長(zhǎng)桿相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三自由度機(jī)械式振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)平臺(tái)，涉及振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)領(lǐng)域?；?和振動(dòng)臺(tái)5由運(yùn)動(dòng)支鏈2、3和4相連，其中，運(yùn)動(dòng)支鏈2和3分別由伺服電機(jī)6和15、導(dǎo)向桿21和14、滾珠絲桿螺母副22和13、移動(dòng)滑塊20和12、連桿18和10、定長(zhǎng)桿19和11、動(dòng)連桿17和16組成；運(yùn)動(dòng)支鏈4由伺服電機(jī)9、滾珠絲杠螺母副8、定長(zhǎng)桿7組成。本試驗(yàn)臺(tái)在伺服電機(jī)6、15和9的驅(qū)動(dòng)下，可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)5在空間任意方向的振動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于對(duì)機(jī)電元件進(jìn)行耐振強(qiáng)度和耐振穩(wěn)定性試驗(yàn)或模擬其它振動(dòng)環(huán)境，承載能力更好、加工裝配工藝性更佳、結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、剛度大和運(yùn)動(dòng)空間相對(duì)較大。
文檔編號(hào)G01M7/00GK101441127SQ20081016251
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者李研彪, 計(jì)時(shí)鳴, 都明宇, 高建設(shè) 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)