[发明专利]一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统

说明书

一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，涉及大型设备在有限空间内的转运和装配对接技术领域；包括全向移动平台、三自由度并联调姿装置、辅助支撑装置和载荷安装平台；其中，全向移动平台为水平放置的长方体车体结构；载荷安装平台为水平放置的矩形板状结构；载荷安装平台设置在全向移动平台的竖直上方；三自由度并联调姿装置和辅助支撑装置均安装在全向移动平台和载荷安装平台之间；其中，三自由度并联调姿装置设置在全向移动平台和载荷安装平台之间的中心位置；辅助支撑装置设置在全向移动平台和载荷安装平台之间的四边位置；本发明实现了载荷的空间6自由度精确调整，满足载荷厂房内长距离转运及装调一体化的需求。

技术领域

本发明涉及一种大型设备在有限空间内的转运和装配对接技术领域，特别是一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统。

背景技术

全向移动模块具备原地转向、纵向、横向平移，或沿平面内任意曲线移动的特点，特别适用于轨道交通、航空、航天、船舶、国防等领域大型产品及设备在有限空间内的转运和装配对接。该类设备的生产、装配过程需要进行转运、多自由度姿态调整等。常见的剪叉式升降模块可满足设备升降需求，如要求调整俯仰、滚转等自由度，需额外增加转动环节。但通过串联方式实现多个自由度运动，其执行末端刚度差、承载力较小；此外由于多自由度串联机构复杂，导致系统体积、重量增加。并联机构结构紧凑、承载能力强、运动平稳的特点。经典的Stewart并联机构为6支链形式，可提供空间6自由度，控制系统成熟，但成本较高；经典的Stewart并联机构为6支链形式，可提供空间6自由度，缺点是控制系统相对复杂、运动行程相对较小，并且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，实现了载荷的空间6自由度精确调整，满足载荷厂房内长距离转运及装调一体化的需求。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，包括全向移动平台、三自由度并联调姿装置、辅助支撑装置和载荷安装平台；其中，全向移动平台为水平放置的长方体车体结构；载荷安装平台为水平放置的矩形板状结构；载荷安装平台设置在全向移动平台的竖直上方；三自由度并联调姿装置和辅助支撑装置均安装在全向移动平台和载荷安装平台之间；其中，三自由度并联调姿装置设置在全向移动平台和载荷安装平台之间的中心位置；辅助支撑装置设置在全向移动平台和载荷安装平台之间的四边位置；外部载荷固定安装在载荷安装平台上表面的中心位置。

在上述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，所述的全向移动平台包括车体、4个旋转吊环、麦克纳姆轮轮组和4个地撑支腿；其中，车体为全向移动平台的壳体结构；4个旋转吊环两两对称设置在车体相对的两个侧壁上；全向移动平台通过旋转吊环实现被外部吊挂设备进行吊挂升降；麦克纳姆轮轮组固定安装在车体的底部，实现带动车体水平移动；4个地撑支腿分别设置在车体四个角处内部；当车体移动到指定位置后；地撑支腿从车体内部向下伸出支撑地面，实现对车体的限位。

在上述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，所述全向移动平台实现3自由度移动，包括在移动平台坐标系oxyz下沿x方向水平平移、沿y方向水平平移和以z轴为中心轴水平旋转。

在上述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，移动平台坐标系oxyz的建立方法为：以全向移动平台底平面中心点为原点o；平行于麦克纳姆轮轮组轴线方向为y方向；竖直向上方向为z方向，由右手定则确定x方向。

在上述的一种基于全向移动模块的六自由度调姿系统，所述三自由度并联调姿装置包括3根调姿支杆和构型保持架；其中，构型保持架为等边三角形框架结构；构型保持架水平固定安装在载荷安装平台下表面的中部；3根调姿支杆的轴向一端分别与三角形构型保持架的三个顶点对接；3根调姿支杆的轴向另一端均固定安装在全向移动平台的上表面。