[发明专利]一种可防止支腿自转的6‑SPS构型六自由度并联平台

说明书

技术领域

本发明属于机构学技术领域，具体涉及一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台。

背景技术

6-SPS构型(S代表球铰链，P代表直线驱动组件)六自由度并联平台相比其他构型的并联平台具有结构简单、刚度高等优势，因此得到广泛应用。但是该构型的并联平台具有12个自由度，除去平台需要的6个自由度之外，还存在6个绕支腿自身旋转的冗余自由度。一般应用场合下，这6个冗余自由度对平台位姿精度的影响可以忽略不计，因此不对其做特殊处理。然而，当应用在高精度的场合下，由于6个支腿自转产生的位姿误差就不能忽略了，必须采取相应措施防止支腿自转引起的精度损失。若该六自由度平台只是使用在地面，虽然可以再次标定恢复精度，但是操作复杂，费时费力。若该六自由度平台在空间载荷上使用，一旦发生支腿自转影响精度的问题，我们将束手无策，严重的将最终影响航天任务的完成。因此，由支腿自转带来SPS构型六自由度的精度损失问题必须得到重视，急需研发一种可以防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台，解决现有技术存在的由于冗余自由度引起的精度损失问题。

本发明的一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台包括：

静平台；

与所述静平台同轴平行设置的动平台；

设置在静平台和动平台之间的六个直线驱动组件，每个直线驱动组件两端通过球铰链分别与动平台下端面和静平台上端面连接；

以及固定在静平台上端面的六个结构相同的锁紧机构，每个锁紧机构和一个直线驱动组件连接；所述锁紧机构包括固定在静平台上端面的支座、固定在支座上端的电磁铁、和所述电磁铁配合的衔铁、和衔铁外壁滑动配合并固定在直线驱动组件上的套筒以及连接在直线驱动组件与衔铁之间的恢复机构；衔铁和电磁铁的吸附或松开实现每个锁紧机构对相应的直线驱动组件的锁紧或释放，所述恢复机构在释放状态下带动衔铁退回到套筒中。

所述恢复机构包括和所述衔铁固定连接的衔铁挂钩、和直线驱动组件螺纹连接的直线驱动组件挂钩以及拉簧；所述拉簧一端和衔铁挂钩连接，另一端和直线驱动组件挂钩连接，释放状态下，拉簧处于收缩状态。

所述套筒和所述衔铁配合的一端端口处内壁设置有挡环，所述衔铁和所述套筒配合一端端口处外壁设置有挡环，保证衔铁和套筒不脱离。

所述电磁铁为电永磁铁。

所述支座通过螺钉固定在静平台上，所述电磁铁通过螺钉固定在支座上，所述套筒通过螺钉固定在直线驱动组件上。

本发明的有益效果为：本发明的一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台是在现有的6-SPS并联平台的基础上附加锁紧机构，将六个支腿锁紧，防止支腿在运输、发射过载或者其他形式的外界作用力时引起的支腿自转。

本发明的每个锁紧机构锁紧一条支腿。本发明所述锁紧机构的基本原理是利用电磁铁与衔铁之间的吸附力将支腿锁紧，等到并联平台需要工作的时候，将电磁铁和衔铁释放开来。优选的锁紧机构主要由电磁铁、衔铁、套筒、拉簧、支腿挂钩、衔铁挂钩、支座及螺钉等部件组成。电磁铁安装在支座上，通过螺钉进行连接。衔铁安装在套筒内，内部设置有衔铁挂钩，用于连接拉簧。拉簧的另一侧连接在支腿挂钩上，支腿挂钩通过螺纹连接在支腿上。套筒通过螺钉与支腿进行连接。拉簧在自由状态下是收缩状态，将衔铁拉入到套筒内。当电磁铁带磁性之后，将衔铁吸出，紧紧贴在电磁铁表面，从而达到锁紧的目的。当支腿需要运动时，再次将电磁体控制到无磁状态即可。

本发明的新型6-SPS六自由度并联平台由于添加了锁紧机构，解决了六个冗余自由度带来的精度损失问题。本发明所述的锁紧机构原理清晰，结构简单，成本低，可以通过选用不同类型的电磁铁工作于不同的应用场合下，增加了其使用范围。本发明特别适用于精度要求很高的场合，尤其适用于长途运输、发射过载或者其他具有较大干扰力的场合下的高精度六自由度并联平台的应用场合。

附图说明

图1为本发明的一种可防止支腿自转的6-SPS构型六自由度并联平台结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为锁紧机构结构剖视图；

图4为锁紧机构结构示意图；

其中：1、静平台，2、球铰链，3、直线驱动组件，4、动平台，5、锁紧机构，5-1、电磁铁，5-2、衔铁，5-3、套筒，5-4、拉簧，5-5、直线驱动组件挂钩，5-6、螺钉，5-7、衔铁挂钩，5-8、支座。