[实用新型]低空间双杆导向式三自由度运动平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低空间双杆导向式三自由度运动平台，属于多自由度运动模拟器技术领域。 

背景技术

三自由度运动平台通常指可模拟空间三个自由度的运动平台，例如模拟在空间Z轴向的平移运动和绕着X、Y轴的旋转运动。该种平台在模拟驾驶、影剧院虚拟现实、游戏人机交互、兵器、船舶、航天、航空、电子等国防工业部门和地震、交通等民用工业部门广泛应用，相对于六自由度运动平台性价比较高，容易市场推广，且维护使用成本低，易于应用。 

三自由度运动平台包括三组执行机构，可以采用液压、气动或电动方式，结构上分串联、并联和混合运动机构，并联机构平台具有负荷大、结构刚性好、简单可靠的特点，随着现代电力传动技术的发展，并联机构平台逐渐由液压驱动转为采用伺服电机电动驱动方式，具有功耗低、低噪音、无污染、精度高、小负荷动态性能高的特点。 

传统并联三自由度运动平台典型结构如图1所示，主要由上刚性平台、下刚性平台、三只倾斜向上或垂直的直线执行器（每只执行器上下各设一只铰链与上下平台连接）、独立的前后左右和偏航约束机构组成，由于倾斜或垂直安装的直线执行器每单位直线行程至少需要2倍单位直线行程以上的执行器结构体积，所以传统并联三自由度运动平台垂直方向的空间利用率较低，无法满足低空间平台应用。   

但在低位平台游戏人机交互应用领域，在小高度空间模拟驾驶领域，传统的一种低空间双杆导向式三自由度运动平台因其上下驱动结构特点很难将平台总高度控制在300mm以下，指承载大于300KG以上，支撑分布圆大于600mm，上下行程大于100mm的运动平台。目前市场上的产品，其垂直的作动器的设计只能在低运动范围低速低载荷低精度运行，不能实现连续空间控制，不能满足高性能低空间三自由度运动平台需要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直方向的空间利用率较高，满足低空间平台应用的三自由度运动平台。 

本实用新型的技术方案是： 

一种低空间双杆导向式三自由度运动平台，包括三组双杆水平导向式执行器、下平台刚性结构件、上平台刚性结构件，每组双杆水平导向式执行器包括设置在下固定组件上的动力源及其连接的传动组件，传动组件两端分别穿过左轴承及固定式轴承座副、右轴承及固定式轴承座副连接左、右丝杆传动装置，左、右丝杆传动装置分别包括左丝杆及左丝杆螺母副、右丝杆及右丝杆螺母副，左、右丝杆螺旋方向相反，左丝杆螺母副及右丝杆螺母副上分别连接有左定长杆下铰链和右定长杆下铰链，左定长杆下铰链和右定长杆下铰链分别连接左定长杆和右定长杆的下端，左定长杆和右定长杆的上端通过左定长杆上铰链和右定长杆上铰链连接上固定组件，左丝杆螺母副及右丝杆螺母副的下方分别设置有左导轨滑块和右导轨滑块，左导轨滑块和右导轨滑块可在下固定组件上设置的左直线导轨和右直线导轨内滑动，

三组双杆水平导向式执行器安装并连接支撑上平台刚性结构件和下平台刚性结构件。

每组双杆水平导向式执行器，传动组件是同步带同步轮组件或蜗轮蜗杆组件或链传动组件或齿轮箱组件。 

每组双杆水平导向式执行器，动力源是电机或液压马达或气动马达。 

每组双杆水平导向式执行器，定长杆上铰链为分别设置的左定长杆上铰链和右定长杆上铰链。 

有益效果：本实用新型是一种低空间双杆导向式三自由度运动平台采用三组双杆水平导向式执行器驱动，每组双杆水平导向式执行器是一种下边长度变化的空间运动梯形，或一种下边长度变化的空间运动三角形，无论是运动梯形还是运动三角形，利用其下边水平运动变化的运动特点使得单组双杆水平导向式执行器垂直空间高度利用率大大提高。这意味着该型三自由度运动平台可应用在低位、低空间平台游戏人机交互领域，小高度空间模拟驾驶领域，该型平台是并联六自由度运动平台的衍生简化机构版本，可以在满足低空间应用的同时实现高性价比、高精度、大行程、高速度、高加速度、低高度空间的可靠运行。 

附图说明

图1是现有的三自由度运动平台示意图； 

图2是本实用新型的单组双杆水平导向式执行器的结构示意图；

图3是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。