[实用新型]基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置

说明书

基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置，包括定平台、动平台以及连接定平台和动平台的三条分支运动链；第一分支运动链包括从定平台到动平台依次连接的第一移动副、第二转动副Ⅰ、第三移动副Ⅰ和第四万向节Ⅰ；第二分支运动链包括从定平台到动平台依次连接的第一弧形移动副、第二转动副Ⅱ、第三移动副Ⅱ和第四万向节Ⅱ；第三分支运动链包括轴线垂直相交的第一转动副和第二转动副Ⅲ；三条分支运动链末端转动轴线平行于动平台平面，且相互平行。第一分支运动链和第二分支运动链分别对动平台上的天线仰角和方位角调整。该装置解决现有技术中用于卫星天线姿态调整的并联机构强运动耦合性所导致的运动学求解复杂，控制设计困难等问题。

技术领域

本实用新型涉及机构学与机器人领域，具体的是一种基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置。

背景技术

随着机器人技术的深度发展，机器代人成为未来机器人领域的发展导向。并联机器人作为机器人领域的一个分支，其负载能力强，运动精度高，且机构的种类繁多，因此并联机器人机构成为机构学甚至机器人领域的研究热点。并联机构的研究成果也得到了大范围的应用，如应用于高速分拣机器人的Delta机构、应用于飞行模拟器的Stewart平台、应用于天眼馈源装置的绳索式并联机构。然而多数并联机构因其强运动耦合性，在推广应用时受到阻碍，而无耦合并联机构恰好解决了这一难题。对于无耦合并联机构其速度雅可比矩阵为对角阵，机构的输入输出一一对应，互不干涉，极大的减少了控制设计的工作量。

无线电技术革命引发了人们对天空信号传输的探索，天线作为人们探索天空的千里眼顺风耳，其应用几乎无处不在。在天线工作过程中，解调器对信号的质量要求较高，因此需要实时对天线的姿态进行调整，使得信号接收装置得到信号最强。传统的天线的姿态调整因素包括天线的仰角和方位角。

申请公布日为2014年12月17日，公开号为CN104218301A的一篇实用新型专利公开了一篇3-UPU二转一移型并联机构天线结构系统；申请公布日为2015年06月03日，公开号为CN101924266A的实用新型专利公开了一篇3-RPS三维转动型并联机构天线座。上述实用新型专利在不同方面极大的改善了天线的姿态调整问题，然而，所采用的机构类型具有较强的运动耦合性。机构动平台的一个输出运动需要多个动力输入来协调，运动学求解复杂，控制设计困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置，通过无耦合三分支两转动并联机构解决现有技术中并联机构强运动耦合性所导致的运动学求解复杂，控制设计困难等问题，改善天线的姿态调整问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置，包括定平台、动平台和设置在定平台和动平台之间的分支运动链，所述分支运动链包括第一分支运动链、第二分支运动链和第三分支运动链，以组成无耦合三分支两转动并联机构；

所述的第一分支运动链包括从定平台到动平台依次连接的第一移动副、第二转动副Ⅰ、第三移动副Ⅰ和第四万向节Ⅰ，第一移动副具有设置于定平台的直线导轨，第一移动副的移动方向垂直于定平台平面，第一移动副和第三移动副Ⅰ的一端通过第二转动副Ⅰ连接，第三移动副Ⅰ的另一端和第四万向节Ⅰ的一条转轴连接，第四万向节Ⅰ通过另一条转轴和动平台连接，第二转动副Ⅰ的转动轴线、第四万向节Ⅰ中连接第三移动副Ⅰ的转轴的轴线平行且垂直于定平台平面，第四万向节Ⅰ用于连接动平台的转轴轴线平行于动平台平面，第三移动副Ⅰ的移动方向垂直于其两端的转轴轴线和转动轴线；