【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及六自由度平臺，具體為一種高精度低磨損的六自由度平臺。
技術介紹
1、stewart平臺指的是六自由度運動平臺，支腿采用可伸縮設計，平臺可以根據實際需求進行快速調整，從而實現對負載的精確控制。在結構方面，stewart平臺采用并聯機構設計，相較于串聯機構，其誤差積累較小，因此具有更高的精度。此外，平臺還采用了對稱型結構，使得各向同性良好，進一步提高了其運動性能。由于六自由度的stewart平臺的剛度大、承載能力強、定位精度高并且在空間中擁有各個方向的全自由度，因此被廣泛地應用在車輛運動模擬、艦船平臺模擬器、飛機及航天器、精密制造系統等大型仿真試驗裝備中。
2、盡管通過一些先進的算法和精確的建模方式提高了傳統stewart平臺的定位精度，但其在進行定位操作時難免會產生偏差導致定位結果不盡人意。例如：1)在運動過程中stewart平臺會產生三處摩擦：定平臺與作動機構間的虎克鉸、作動機構本身、作動機構與動平臺間的虎克鉸；這三部分摩擦的誤差累積，造成平臺精度提升受限，從而進一步導致測量結果存在一定的誤差；2)虎克鉸在振動的環境下，作動機構與動平臺之間的連接穩定性將大大降低，從而導致系統的定位精度降低；3)在運動過程中由于摩擦的存在會對stewart平臺的內部結構產生一定的磨損，從而影響其使用壽命。所以為了有效解決以上問題，專利技術了一種柔性虎克鉸及應用其的高精度stewart平臺，可以有效提高系統的定位精度以及隔離摩擦帶來的定位影響。
技術實現思路
1、基于此，本專
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種高精度低磨損的六自由度平臺，包括實驗臺、頂部平臺、動桿、伺服電動缸和位移檢測器，所述動桿與頂部平臺之間連接有柔性虎克鉸，且柔性虎克鉸包括兩個柔性連接塊，兩個柔性連接塊內部均通過上軸承連接有上銷軸，且兩個上銷軸之間連接有上萬向節連接塊；所述位移檢測器包括應變片，所述動桿外表面安裝有讀數頭，所述伺服電動缸一側連接有磁柵尺。
3、通過采用上述技術方案，一個伸縮桿在伸縮的同時會帶動讀數頭位移，此時通過讀數頭對應磁柵尺測量反饋頂部平臺的宏移動，但由于結構存在摩擦，因此讀數頭配合磁柵尺反饋的位移并不是頂部平臺的實際位移，因此將傳統剛性虎克鉸及伸縮桿上的摩擦轉化為柔性虎克鉸的彈性變形，并通過應變片檢測柔性連接塊的變形量，隔離了各部分摩擦力帶來的影響，便于能量儲存和轉化，從而實現準確度摩擦補償，再結合磁柵尺與讀數頭位移反饋，最終實現平臺的精準定位。
4、進一步的，所述柔性連接塊采用pom塑料、彈簧鋼或不銹鋼材料制作而成，且柔性連接塊一側開設有多個通孔。
5、通過采用上述技術方案，由于柔性連接塊的側面開設有多個通孔使柔性連接塊較為薄弱，在力矩作用下可以產生較明顯的彈性變形，從而將傳統剛性虎克鉸及伸縮桿上的摩擦轉化為柔性虎克鉸的彈性變形，隔離了各部分摩擦力帶來的影響，便于能量儲存和轉化，實現準確度摩擦補償。
6、進一步的，所述上萬向節連接塊通過上軸承和上銷軸與柔性連接塊轉動連接。
7、通過采用上述技術方案，兩個柔性連接塊之間通過上萬向節連接塊連接，從而使伸縮桿能夠向xyz三個方向的移動和轉動，以便于支持頂部平臺六個自由角度。
8、進一步的，所述實驗臺頂部連接有底座，且底座頂部連接有剛性虎克鉸，所述剛性虎克鉸頂部連接有伸縮桿，且伸縮桿頂部通過柔性虎克鉸連接有頂部平臺。
9、通過采用上述技術方案，伸縮桿啟動后驅動頂部平臺的一個角上移或下移，同時通過柔性虎克鉸和剛性虎克鉸適配伸縮桿和頂部平臺轉動，從而實現頂部平臺六個自由度運動。
10、進一步的，所述剛性虎克鉸包括連接于底座頂部和連接于伸縮桿底部的剛性連接塊，且兩個剛性連接塊內部均通過下軸承連接有下銷軸，兩個所述下銷軸之間連接有下萬向節連接塊。
11、通過采用上述技術方案，通過兩個剛性連接塊之間通過下萬向節連接塊連接，從而使伸縮桿能夠向xyz三個方向的移動和轉動，以便于支持頂部平臺六個自由角度。
12、進一步的，所述下萬向節連接塊通過下軸承和下銷軸與剛性連接塊轉動連接。
13、通過采用上述技術方案，便于伸縮桿轉動時能夠向xyz三個方向的移動和轉動，從而實現六個自由度運動。
14、進一步的，所述伸縮桿包括安裝于剛性虎克鉸頂部的定桿，且定桿外部安裝有伺服電動缸，所述定桿頂部連接有動桿。
15、通過采用上述技術方案，伺服電動缸啟動后將旋轉運動轉化為直線運動，從而使動桿從頂桿中伸出，進而驅動頂部平臺的一個角上移或下移。
16、進一步的，所述伸縮桿為電缸、氣缸和液壓缸中的一種。
17、通過采用上述技術方案，根據不同工況和工作環境，可將電缸式的伸縮桿改為液壓式或氣動式的伸縮桿。
18、進一步的，所述剛性虎克鉸、伸縮桿和柔性虎克鉸均設置有六個，兩個為一組，共分為三組，且三組剛性虎克鉸、伸縮桿和柔性虎克鉸均呈環形陣列狀分布。
19、通過采用上述技術方案，通過六個由定桿、動桿和伺服電動缸組成電缸式伸縮桿進行獨立伸縮運動，從而調節頂部平臺三個角的高度。
20、進一步的，所述伸縮桿頂端通過柔性虎克鉸與頂部平臺轉動連接，且伸縮桿底端通過剛性虎克鉸與底座轉動連接。
21、通過采用上述技術方案，通過六個由定桿、動桿和伺服電動缸組成電缸式伸縮桿進行獨立伸縮運動，配合剛性虎克鉸和柔性虎克鉸使伸縮桿與底座和頂部平臺之間能夠轉動，從而實現頂部平臺六個自由度運動。
22、綜上所述，本專利技術主要具有以下有益效果：
23、本專利技術通過位移檢測器和柔性虎克鉸的設置，一個伸縮桿在伸縮的同時會帶動讀數頭位移，此時通過讀數頭對應磁柵尺測量反饋頂部平臺的宏移動，但由于結構存在摩擦，因此讀數頭配合磁柵尺反饋的位移并不是頂部平臺的實際位移，因此將傳統剛性虎克鉸及伸縮桿上的摩擦轉化為柔性虎克鉸的彈性變形，并通過應變片檢測柔性連接塊的變形量，隔離了各部分摩擦力帶來的影響，便于能量儲存和轉化，從而實現準確度摩擦補償，再結合磁柵尺與讀數頭位移反饋，最終實現平臺的精準定位；提高驅動及傳動效率。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種高精度低磨損的六自由度平臺，包括實驗臺(1)、頂部平臺(7)、動桿(402)、伺服電動缸(403)和位移檢測器(5)，其特征在于：所述動桿(402)與頂部平臺(7)之間連接有柔性虎克鉸(6)，且柔性虎克鉸(6)包括兩個柔性連接塊(601)，兩個柔性連接塊(601)內部均通過上軸承(602)連接有上銷軸(603)，且兩個上銷軸(603)之間連接有上萬向節連接塊(604)；所述位移檢測器(5)包括應變片(503)，所述動桿(402)外表面安裝有讀數頭(502)，所述伺服電動缸(403)一側連接有磁柵尺(501)。
2.根據權利要求1所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述柔性連接塊(601)采用POM塑料、彈簧鋼或不銹鋼材料制作而成，且柔性連接塊(601)一側開設有多個通孔。
3.根據權利要求2所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述上萬向節連接塊(604)通過上軸承(602)和上銷軸(603)與柔性連接塊(601)轉動連接。
4.根據權利要求1所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述實驗臺(1)頂部連接有底座
5.根據權利要求4所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述剛性虎克鉸(3)包括連接于底座(2)頂部和連接于伸縮桿(4)底部的剛性連接塊(301)，且兩個剛性連接塊(301)內部均通過下軸承(302)連接有下銷軸(303)，兩個所述下銷軸(303)之間連接有下萬向節連接塊(304)。
6.根據權利要求5所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述下萬向節連接塊(304)通過下軸承(302)和下銷軸(303)與剛性連接塊(301)轉動連接。
7.根據權利要求4所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述伸縮桿(4)包括安裝于剛性虎克鉸(3)頂部的定桿(401)，且定桿(401)外部安裝有伺服電動缸(403)，所述定桿(401)頂部連接有動桿(402)。
8.根據權利要求7所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述伸縮桿(4)為電缸、氣缸和液壓缸中的一種。
9.根據權利要求4所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述剛性虎克鉸(3)、伸縮桿(4)和柔性虎克鉸(6)均設置有六個，兩個為一組，共分為三組，且三組剛性虎克鉸(3)、伸縮桿(4)和柔性虎克鉸(6)均呈環形陣列狀分布。
10.根據權利要求9所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述伸縮桿(4)頂端通過柔性虎克鉸(6)與頂部平臺(7)轉動連接，且伸縮桿(4)底端通過剛性虎克鉸(3)與底座(2)轉動連接。
...【技術特征摘要】
1.一種高精度低磨損的六自由度平臺，包括實驗臺(1)、頂部平臺(7)、動桿(402)、伺服電動缸(403)和位移檢測器(5)，其特征在于：所述動桿(402)與頂部平臺(7)之間連接有柔性虎克鉸(6)，且柔性虎克鉸(6)包括兩個柔性連接塊(601)，兩個柔性連接塊(601)內部均通過上軸承(602)連接有上銷軸(603)，且兩個上銷軸(603)之間連接有上萬向節連接塊(604)；所述位移檢測器(5)包括應變片(503)，所述動桿(402)外表面安裝有讀數頭(502)，所述伺服電動缸(403)一側連接有磁柵尺(501)。
2.根據權利要求1所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述柔性連接塊(601)采用pom塑料、彈簧鋼或不銹鋼材料制作而成，且柔性連接塊(601)一側開設有多個通孔。
3.根據權利要求2所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述上萬向節連接塊(604)通過上軸承(602)和上銷軸(603)與柔性連接塊(601)轉動連接。
4.根據權利要求1所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征在于：所述實驗臺(1)頂部連接有底座(2)，且底座(2)頂部連接有剛性虎克鉸(3)，所述剛性虎克鉸(3)頂部連接有伸縮桿(4)，且伸縮桿(4)頂部通過柔性虎克鉸(6)連接有頂部平臺(7)。
5.根據權利要求4所述的高精度低磨損的六自由度平臺，其特征...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。