[发明专利]一种气囊承载式串并混联多自由度调姿平台

说明书

一种气囊承载式串并混联多自由度调姿平台，其包括定平台、动平台、连接定平台与动平台的六个结构相同的驱动分支、四个气囊承载装置、翻转台、翻转台驱动装置和支承辊，其中，定平台固定在地面上，驱动分支为电动缸，其两端分别通过球铰与定平台和动平台连接，气囊承载装置对称地固定在定平台上，其上端通过xy随动台与动平台的四角连接，翻转台驱动装置设在动平台的一端，翻转台设在动平台的框架内，翻转台的底部两侧均设有齿圈，支承辊固定连接在动平台上，通过支承辊接触支撑翻转台。本发明能够减小电动缸所需的承载力，满足对高度有限制的工件的调姿要求，同时能够减小姿态调整时每个驱动分支所承受的最大载荷，保证调姿平台动作灵活性。

技术领域

本发明涉及一种串并联机构，特别是一种调姿平台。

背景技术

现有的串并混联调姿平台可用在航天产品的对接和装配上，而伴随着航天事业的发展，设备朝大型、大载荷发展。因为环境和空间的限制，某些场合不能用液压缸，只能用电动缸进行驱动，由于电动缸的最大驱动力有限，从而动力会出现相对匮乏，导致调姿平台承载能力不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减小电动缸所需的承载力，满足对高度有限制的工件的调姿要求，同时能够减小姿态调整时每个驱动分支所承受的最大载荷，并能保证调姿平台动作灵活性的气囊承载式串并混联多自由度调姿平台。

本发明包括定平台、动平台、连接定平台与动平台的六个结构相同的驱动分支、四个气囊承载装置、翻转台、翻转台驱动装置和支承辊，其中，定平台固定在地面上，驱动分支为电动缸，其两端分别通过球铰与定平台和动平台连接，气囊承载装置对称地固定在定平台上，其上端通过xy随动台与动平台的四角连接，翻转台驱动装置设在动平台的一端，翻转台设在动平台的框架内，翻转台的底部两侧均设有齿圈，支承辊固定连接在动平台上，通过支承辊接触支撑翻转台；

所述气囊承载装置包括气囊座、气囊和气囊上端盖，其中气囊座固定在下平台上，气囊设在气囊座上，气囊上端设有气囊上端盖，气囊上端盖通过xy随动台与动平台连接。每个气囊承载装置上均设有带控制阀的进气口和排气口，通过控制阀控制充气和排气，从而控制气囊充气的启停；气囊与气囊之间的进气口和排气口通过软管以串联的方式依次连接，软管的一端为进气口，其另一端为排气口，气泵与软管进气口的一端连接，通过增压和排气，气囊可以实现承载的作用。

所述xy随动台为设在动平台底面的二维台，是为了实现气囊随动平台调姿过程中始终保持对动平台提供支撑力，xy随动台包括x向滑槽、x向移动块、y向滑槽、y向移动块、挡块、活动内球和活动球套，其中x向滑槽设在动平台底面上，y向滑槽设在x向移动块上，x向滑槽和y向滑槽内均设有导轨，导轨上分别设有x向移动块和y向移动块，x向滑槽和y向滑槽内的导轨上均设有挡块，活动内球固定在y向移动块上，活动内球外设有活动球套，活动内球与活动球套构成球副连接，活动球套的下端座与上述气囊上端盖通过螺栓固连；

所述翻转台驱动装置包括伺服电机、鼓形齿式联轴器、电磁抱闸、蜗轮蜗杆减速器、梅花型弹性联轴器、传动轴、齿轮和齿轮座，其中伺服电机通过鼓形齿式联轴器与蜗轮蜗杆减速器连接，电磁抱闸设在鼓形齿式联轴器上，传动轴通过梅花型弹性联轴器与蜗轮蜗杆减速器连接，传动轴两端设有齿轮，该齿轮通过齿轮支座固定在动平台上。

本发明在初始状态时，动平台放置在定平台上的固定支撑座上，此时，电动缸和气囊均不承载；在工作状态时，通过气泵对气囊进行充气，充气过程中气囊膨胀，此过程中通过气囊膨胀涨紧实现对动平台的支撑。气囊充气向上顶起活动球套下端座，安装在气囊上端的活动球套与活动内球形成球副连接，活动内球与xy随动台固连，xy随动台相对动平台可实现x、y方向的移动；通过调整气囊气压计算气囊对平台施加的支撑力，达到预定值后反馈给控制器，进而通过调节控制阀控制气泵对气囊进行调节和平衡，达到对动平台施加支撑力的作用，之后通过调节驱动分支实现对工件的位姿调整。

本发明与现有技术相比具有如下优点：