[发明专利]一种含闭环双驱动子链的三自由度可折叠并联运动台

说明书

本发明公开了一种闭环双驱动子链的三自由度可折叠并联运动台，包括运动输出平台、人字安装架和三条双输入复合驱动分支，且三条所述双输入复合驱动分支呈圆周均布；所述双输入复合驱动分支包括安装在所述人字安装架上的闭环复合双驱动子链、中间的传动支杆和顶部与所述运动输出平台连接的联动轴承，所述闭环复合双驱动子链的顶部通过所述传动支杆与所述联动轴承连接在一起。本发明具有两转一移三个输出自由度，通过闭环双驱动子链的作用，可实现不同性质驱动的分离输入，以及在各个输出自由度上不同性质运动成分的叠加输出。

技术领域

本发明涉及并联机构领域，尤其涉及一种含闭环双驱动子链的三自由度可折叠并联运动台。

背景技术

调姿隔振技术是航空航天、国防军工、车辆、船舶等众多重大工程领域的关键技术。所谓调姿隔振，是载体针对同一输出自由度上两种或多种不同性质扰动叠加的综合消除技术，一般通过专门设计的机构装置来实现。并联机构因其占用比较小，驱动出力均匀化，刚度大，更容易在驱动中引入隔振环节等特点，更适合作为未来运载体用调姿隔振装置。位姿调整一般对应低频大幅值扰动，隔振对应高频小幅值扰动，现有调节装置往往只突出单一功能，要想既实现调姿又实现隔振，经常需要两套装置共同来完成，使系统级设计十分复杂。在同一装置中同时实现调姿与隔振功能更符合实际需求，国内外也有大量研究，主要方法是在原有调姿机构的驱动分支内直接串联隔振装置，这种方法简单直观，然而却使分支运动链增长，机构的动力学性能较差。

近年来，通过在并联机构的分支中引入闭环子链的方法来解决机构的驱动性能、工作空间、动力学性能等问题受到人们关注，相似的发明成果也较多。中国专利CN108214467A提出一种具有空间双驱动折叠分支的六自由度并联机构，在分支中构造局部空间闭环机构，将六个驱动简化到三个分支当中，并实现机构六自由度的运动输出和折叠功能，通过局部闭环使机构形式紧凑简洁，动力学性能较好。中国专利CN109648543B提出一种含平面双驱动分支和SP驱动分支三自由度并联机构，将一个2RPR型的平面六杆子闭环引入一个分支，并在子闭环中设置了机构的两个驱动，使机构的灵活性和工作空间得以改善；中国专利CN109773754A提出一种含平面四连杆子闭环折叠分支的三自由度并联运动平台，在并联机构的分支中增加平面四杆子闭环，使得在同样的驱动条件下，机构伸缩比和动力学性能都得到提升。以上专利通过增设局部闭环子链使机构综合性能得到提高，但并没有运用子闭环结构实现双输入的叠加。中国专利CN107575518A提出一种主被动并行输入并联调姿隔振平台，通过在分支中引入平面四杆子链形成被动隔振单元，实现了主被动双输入的叠加，改善了被动隔振的动力学性能；中国专利CN105738062B提出一种可变结构的高低频混合输出并联三维运动台，该机构在分支中引入双子闭环，分别是驱动子闭环和传动子闭环，驱动子闭环的形式为一个RRPRP五杆机构，双输入并置于子闭环中且连于机架，驱动性能良好，传动子闭环为一空间四杆机构，主要用来提高结构刚度；中国专利CN104308838B、CN104458169B和CN104390755B分别提出一种高低频复合驱动六自由度并联运动台、高低频复合驱动二维转动平台和高低频复合驱动并联三自由度运动台，通过在分支中引入平面五杆机构及其变种形式，实现多种双输入复合驱动设计，结合不同约束形式的并联分支构成一类复合驱动并联平台，机构的自由度是输出自由度的二倍，双输入在子闭环中并联设置且连于基础，机构动力学性能良好。

综上所述，现有机构通过引入四杆机构或五杆机构，虽然可实现不同性质运动的叠加，并改善动力特性，但驱动输出行程较小，机构整体的工作空间受限。本发明通过在分支中引入六杆机构，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种含闭环双驱动子链的三自由度可折叠并联运动台，通过新形式的闭环子链使双重驱动分离输入，并增加折叠分支的伸缩比，在两转一移自由度上，机构可实现较大范围位的位姿与振动的叠加输出。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：