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
技術領域：
本發(fā)明涉及振動環(huán)境試驗領域，特別是涉及一種運動學式機械振 動環(huán)境試驗平臺。該發(fā)明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)境的試驗設備。
背景技術：
并聯(lián)機器人具有結構緊湊、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域等到了廣泛的應 用。將并聯(lián)機構應用于振動試驗領域，充分發(fā)揮了并聯(lián)機構的優(yōu)點， 也為振動試驗領域提供了 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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要克服現(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域，承載能力更好、加工裝配工藝性更佳、結構緊湊、精度高和剛度大的三自由度機械式振動環(huán)境實驗平 臺°
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是
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和第一平行四邊形支架構成，第二 支鏈由第二直線動力機構和第二平行四邊形支架構成；所述的第一、 第二直線動力機構設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、 第二直線動力機構的移動方向為旋轉軸的方式鉸接于所述的第一、第 二直線動力機構的移動端，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、第二直線動力機構的移動方向。
所述的第一直線動力機構與第二直線動力機構的移動方向相互 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、定長桿組成，所述第三直線動力 機構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與第二直線動力機構的移動方 向所構成的直角的角平分線上。
進一步，所述的第一直線動力機構包括第一伺服電機、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 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。
本發(fā)明的技術構思為本發(fā)明是對專利公開號CN 1614376A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。本發(fā)明 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、第三伺服電機的驅動下，可實現(xiàn)所述振動臺在空間任意方 向的振動。
本發(fā)明的優(yōu)點是將并聯(lián)機構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、結構緊湊、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)境試驗平臺的結構圖。
圖2為三自由度機械式振動環(huán)境試驗平臺的立體圖。
具體實施例方式
下面結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2、第二運動支鏈3和第三運動支 鏈4，其中，第一運動支鏈2和第二運動支鏈3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組成。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11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2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3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4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1，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4處于第一導向桿21和第二導向桿14的移動方向 所構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域技術人員根據(jù)本實用新型的技術構 思所能想到的等同技術手段。
權利要求
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和第一平行四邊形支架構成，第二支鏈由第二直線動力機構和第二平行四邊形支架構成；所述的第一、第二直線動力機構設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、第二直線動力機構的移動方向為旋轉軸的方式鉸接于所述的第一、第二直線動力機構的移動端，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、第二直線動力機構的移動方向；所述的第一直線動力機構與第二直線動力機構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、定長桿組成，所述第三直線動力機構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與第二直線動力機構的移動方向所構成的直角的角平分線上。
2、 根據(jù)權利要求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。
全文摘要
本發(fā)明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)境試驗領域。基座1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的驅動下，可實現(xiàn)振動臺5在空間任意方向的振動。本發(fā)明的優(yōu)點是將并聯(lián)機構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、結構緊湊、精度高、剛度大和運動空間相對較大。
文檔編號G01M7/00GK101441127SQ20081016251
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權日2008年11月19日
發(fā)明者李研彪, 計時鳴, 都明宇, 高建設 申請人:浙江工業(yè)大學