專利名稱:三自由度機械式振動環(huán)境試驗平臺的制作方法
三自由度機械式振動環(huán)境試驗平臺(一) 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及振動環(huán)境試驗領(lǐng)域，特別是涉及一種運動學式機 械振動環(huán)境試驗平臺。該實用新型屬于對機電元件進行耐振強度和耐 振穩(wěn)定性試驗或模擬其它振動環(huán)境的試驗設(shè)備。(二) 背景技術(shù)并聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、精度高等優(yōu)點，受到了國內(nèi) 外學者的重視，在機械加工、航天航空和仿生等領(lǐng)域等到了廣泛的應 用。將并聯(lián)機構(gòu)應用于振動試驗領(lǐng)域，充分發(fā)揮了并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點， 也為振動試驗領(lǐng)域提供了 一種新的試驗平臺。中國專利公開號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械式振動環(huán)境實驗平臺，該申請案公開了一 種將并聯(lián)機構(gòu)應用于對機電元件進行耐振強度和耐振穩(wěn)定性試驗或 模擬其它振動環(huán)境的三自由度機械式振動環(huán)境實驗平臺。其不足之處 是由于靜平臺和動平臺通過三對分布在三個垂直面上相互垂直的運 動支鏈連接，因此單個分支承載某個方向上的力較大，導致其承載能 力相對較弱，并且每組剛性支架通過球鉸直接連接在滑塊，滑塊套在 導軌上，運動時，剛性支架和導軌容易發(fā)生碰撞，導致工作空間較小。(三)
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要克服現(xiàn)有三自由度機械式振動環(huán)境實驗平臺的上 述缺點，提出一種適用于振動試驗領(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械式振動環(huán)境實 驗平臺。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 三自由度振動環(huán)境試驗平臺，包括基座、振動臺，所述的振動臺鉸支在第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈上。第一支鏈由第一直線動力機構(gòu)和第一平行四邊形支架構(gòu)成，第二支鏈由第二直線動力機構(gòu)和第二平行四邊形支架構(gòu)成；所述的第一、第二直線動力機構(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臺，下桿以平行于所述的第一、 第二直線動力機構(gòu)的移動方向為旋轉(zhuǎn)軸的方式鉸接于所述的第一、第 二直線動力機構(gòu)的移動端，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、第二直線動力機構(gòu)的移動方向。所述的第一直線動力機構(gòu)與第二直線動力機構(gòu)的移動方向相互 垂直。所述的第一支鏈與振動臺鉸接處和振動臺中心的連線、與第二 支鏈與振動臺鉸接處和振動臺中心的連線相互垂直。第三支鏈由第三直線動力機構(gòu)、定長桿組成，所述第三直線動力 機構(gòu)垂直安裝在基座的底面上，通過球鉸與定長桿相連，所述的定長 桿通過球鉸與所述的振動臺相連。第三支鏈處于第一直線動力機構(gòu)與第二直線動力機構(gòu)的移動方 向所構(gòu)成的直角的角平分線上。進一步，所述的第一直線動力機構(gòu)包括第一伺服電機、第一導向桿，第一滾珠絲杠螺母副、第一移動滑塊，所述的第二直線動力機構(gòu) 包括第二伺服電機、第二導向桿、第二滾珠絲杠螺母副、第二移動滑 塊，所述第一、第二伺服電機、第一、第二導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 相連，螺母與第一、第二移動滑塊相連，第一、第二的移動滑塊作為 所述第一、第二直線動力機構(gòu)的移動端鉸接于所述第一、第二平行四 邊形支架的底部連桿中間部位。所述的第三直線動力機構(gòu)包括第三伺服電機，所述第三伺服電機 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相 連，第三滾珠絲杠螺母副的螺母通過球鉸與定長桿相連。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為本實用新型是對專利公開號CN1614376A中公布的三自由度機械式振動環(huán)境實驗平臺的一種改進。 公開號CN 1614376A中的三自由度機械式振動環(huán)境實驗平臺其承載 能力相對較差，運動時，剛性支架和導軌容易發(fā)生碰撞，工作空間較 小。本實用新型的運動支鏈從下向上延伸支撐著振動臺，承載能力更 好，運動空間相對較大，基本上使用轉(zhuǎn)動副鉸鏈進行鉸接，加工工藝 性好，在裝配時先裝配運動支鏈2， 3，再裝配運動支鏈4，裝配容易。 振動臺5在第一、第二、第三伺服電機的驅(qū)動下，可實現(xiàn)所述振動臺 在空間任意方向的振動。本實用新型的優(yōu)點是將并聯(lián)機構(gòu)應用于對機電元件進行耐振強 度和耐振穩(wěn)定性試驗或模擬其它振動環(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、剛度大和運動空間相對較大。


圖1為三自由度機械式振動環(huán)境試驗平臺的立體圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的詳細描述。 參照圖1和2:三自由度振動環(huán)境試驗平臺由基座1、振動臺5 及鉸支在兩者之間的第一運動支鏈、第二運動支鏈和第三運動支鏈，其中，第一運動支鏈和第二運動支鏈分別由第一伺服電機6和第二伺 服電機15、第一導向桿21和第二導向桿14、第一滾珠絲杠螺母副 22和第二滾珠絲杠螺母副13、第一移動滑塊20和第二移動滑塊12、 第一連桿18和第二連桿10、第一定長桿19和第二定長桿11、第一 動連桿17和第二動連桿16雖或。第一伺服電機6和第二伺服電機 15、第一導向桿21和第二導向桿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6和第二伺服電機15相連，螺母分別與第一移動滑塊20和第二 移動滑塊12相連，第一移動滑塊20和第二移動滑塊12以平行于第 一導向桿21和第二導向桿14的移動方向為旋轉(zhuǎn)軸的方式鉸接于第一 連桿18和第二連桿10的中間部位，第一動連桿17和第二動連桿 16的中間部位分別鉸接于振動臺5。第一連桿18、第一定長桿19和 第一動連桿17相互鉸接，在空間組成一個平行四邊形。第二連桿10、 第二定長桿ll'和第二動連桿16相互鉸接，在空間組成另一個平行四 邊形。所述兩個平行四邊形所在的兩個平面分別平行于第一導向桿21和第二導向桿14的移動方向。第一導向桿21和第二導向桿14的移動方向相互垂直。第一運動支鏈與振動臺5鉸接處和振動臺5中心的連線、與第二 運動支鏈與振動臺5鉸接處和振動臺5中心的連線相互垂直。第三運動支鏈由第三伺服電機9、第三滾珠絲杠螺母副8、第三 定長桿7組成，第三伺服電機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9相連，垂直于基座l，第三滾珠絲杠螺 母副8的螺母通過球鉸與第三定長桿7相連，第三定長桿7通過球鉸 與振動臺5相連。第三運動支鏈處于第一導向桿21和第二導向桿14的移動方向所 構(gòu)成的直角的角平分線上。該振動臺在第一、第二、第三伺服電機6、 15和9的驅(qū)動下，可 實現(xiàn)振動臺5在空間任意方向的振動。本說明書實施例所述內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思所實現(xiàn)形式的列舉， 本實用新型的保護范圍不應當僅局限于實施例所陳述的具體形式，本 實用新型的保護范圍及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的技術(shù)構(gòu) 思所能想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1、三自由度振動環(huán)境試驗平臺，包括基座、振動臺，其特征在于
所述的振動臺鉸支在第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈上；
第一支鏈由第一直線動力機構(gòu)和第一平行四邊形支架構(gòu)成，第二支鏈由第二直線動力機構(gòu)和第二平行四邊形支架構(gòu)成；所述的第一、第二直線動力機構(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臺，下桿以平行于所述的第一、第二直線動力機構(gòu)的移動方向為旋轉(zhuǎn)軸的方式鉸接于所述的第一、第二直線動力機構(gòu)的移動端，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、第二直線動力機構(gòu)的移動方向；
所述的第一直線動力機構(gòu)與第二直線動力機構(gòu)的移動方向相互垂直；
所述的第一支鏈與振動臺鉸接處和振動臺中心的連線、與第二支鏈與振動臺鉸接處和振動臺中心的連線相互垂直；
第三支鏈由第三直線動力機構(gòu)、定長桿組成，所述第三直線動力機構(gòu)垂直安裝在基座的底面上，通過球鉸與定長桿相連，所述的定長桿通過球鉸與所述的振動臺相連；
第三支鏈處于第一直線動力機構(gòu)與第二直線動力機構(gòu)的移動方向所構(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環(huán)境試驗平臺，其特征在于所述的第一直線動力機構(gòu)包括第一伺服電機、第一導向桿，第 一滾珠絲杠螺母副、第一移動滑塊，所述的第二直線動力機構(gòu)包括第 二伺服電機、第二導向桿、第二滾珠絲杠螺母副、第二移動滑塊，所 述第一、第二伺服電機、第一、第二導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、第二伺服電機相連， 螺母與第一、第二移動滑塊相連，第一、第二的移動滑塊作為所述第 一、第二直線動力機構(gòu)的移動端鉸接于所述第一、第二平行四邊形支 架的底部連桿中間部位；所述的第三直線動力機構(gòu)包括第三伺服電機安裝在基座的底面 上，第三滾珠絲杠螺母副的絲杠與第三伺服電機相連，螺母通過球鉸 與定長桿相連。
專利摘要
本實用新型公開了一種三自由度機械式振動環(huán)境試驗平臺，涉及振動環(huán)境試驗領(lǐng)域?；?和振動臺5由運動支鏈2、3和4相連，其中，運動支鏈2和3分別由伺服電機6和15、導向桿21和14、滾珠絲桿螺母副22和13、移動滑塊20和12、連桿18和10、定長桿19和11、動連桿17和16組成；運動支鏈4由伺服電機9、滾珠絲杠螺母副8、定長桿7組成。本試驗臺在伺服電機6、15和9的驅(qū)動下，可實現(xiàn)振動臺5在空間任意方向的振動。本實用新型的優(yōu)點是將并聯(lián)機構(gòu)應用于對機電元件進行耐振強度和耐振穩(wěn)定性試驗或模擬其它振動環(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、剛度大和運動空間相對較大。
文檔編號G01M7/06GKCN201364233SQ200820171045
公開日2009年12月16日 申請日期2008年12月11日
發(fā)明者李研彪, 計時鳴, 都明宇, 高建設(shè) 申請人:浙江工業(yè)大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan