一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，包括上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、下平臺(tái)、拽引系統(tǒng)、XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)和Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)；三個(gè)平臺(tái)之間通過(guò)柔索和滑輪實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，且動(dòng)平臺(tái)上下的鉸接點(diǎn)關(guān)于動(dòng)平臺(tái)的局部坐標(biāo)系對(duì)稱且距原點(diǎn)距離相等；在動(dòng)平臺(tái)相同鉸接位置的兩根柔索形成一個(gè)曵引循環(huán)系統(tǒng)，共組成兩個(gè)曳引循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明簡(jiǎn)化了正、逆并聯(lián)機(jī)構(gòu)的計(jì)算過(guò)程，控制柔索的位移實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的擺動(dòng)，使實(shí)際中計(jì)算更快、控制更加容易；滾珠直線電機(jī)能以較小的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)柔索運(yùn)動(dòng)；整體平臺(tái)加有配重系統(tǒng)，Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力也大大減小，提高了設(shè)備的工作效率；同時(shí)，上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和下平臺(tái)均中部開(kāi)孔，增大了設(shè)備的擺動(dòng)空間。
【專利說(shuō)明】—種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，尤其適用于模擬船用電梯橫搖、縱搖和垂蕩空間三自由度的工況模擬。

【背景技術(shù)】
[0002]并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有:無(wú)累積誤差，精度較高；驅(qū)動(dòng)裝置可置于上平臺(tái)的位置，這樣運(yùn)動(dòng)部分重量輕，速度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好；結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大；完全對(duì)稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性，工作空間小等特點(diǎn)，在需要高剛度、高精度或者大載荷而無(wú)須很大工作空間的領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，其出現(xiàn)在工業(yè)、軍事等多個(gè)個(gè)領(lǐng)域。
[0003]并聯(lián)機(jī)構(gòu)受到運(yùn)動(dòng)副的約束、支鏈干涉、奇異位形、位姿耦合等因素影響。Stewart并聯(lián)六自由搖擺臺(tái)，作為一種典型的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)空間六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，在應(yīng)用中具有重要地位。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中存在運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解計(jì)算非常復(fù)雜，六個(gè)液壓缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在耦合現(xiàn)象，控制算法復(fù)雜、提供液壓泵站功率大，影響液壓缸協(xié)同運(yùn)行工作的可靠性和穩(wěn)定性，導(dǎo)致設(shè)備響應(yīng)速度慢，動(dòng)作完成時(shí)間較長(zhǎng)；六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備成本高，設(shè)備的安裝與調(diào)試工作量大；六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間較小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操控容易。
[0005]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，包括上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、下平臺(tái)、拽引系統(tǒng)、XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)和Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)；
[0007]所述上平臺(tái)和下平臺(tái)位置水平，周側(cè)通過(guò)桁架固定以保持相對(duì)位置始終不變，動(dòng)平臺(tái)位于上平臺(tái)和下平臺(tái)之間；初始位置時(shí)，以上平面的形心為原點(diǎn)O1定義三維坐標(biāo)系X1Y1Z1,以動(dòng)平臺(tái)的形心為原點(diǎn)O2定義三維坐標(biāo)系X2Y2Z2,以下平面的形心為原點(diǎn)O3定義三維坐標(biāo)系X3Y3Z3, X1軸、X2軸和X3軸平行，Y1軸、Y2軸和Y3平行，Z1軸、Z2軸和Z3軸在同一條豎直線上，平面X1O1Y1和平面X2O2Y2的間距與平面X3O3Y3和平面X2O2Y2的間距相等；
[0008]所述上平臺(tái)包括上平臺(tái)支架，在上平臺(tái)支架上設(shè)置有XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)、YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)、X滾珠直線電機(jī)和Y滾珠直線電機(jī)；
[0009]所述XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 XZ上導(dǎo)向滑輪、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪、第三XZ上導(dǎo)向滑輪、第四XZ上導(dǎo)向滑輪、第五XZ上導(dǎo)向滑輪、第六XZ上導(dǎo)向滑輪、第七XZ上導(dǎo)向滑輪和第八XZ上導(dǎo)向滑輪，相對(duì)Y1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 XZ上導(dǎo)向滑輪和第八XZ上導(dǎo)向滑輪設(shè)置在上平臺(tái)支架的下表面，第二 XZ上導(dǎo)向滑輪、第三XZ上導(dǎo)向滑輪、第四XZ上導(dǎo)向滑輪、第五XZ上導(dǎo)向滑輪、第六XZ上導(dǎo)向滑輪和第七XZ上導(dǎo)向滑輪設(shè)置在上平臺(tái)支架的上表面，第一 XZ上導(dǎo)向滑輪、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪、第七XZ上導(dǎo)向滑輪和第八XZ上導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面X1Z1內(nèi)，第三XZ上導(dǎo)向滑輪、第四XZ上導(dǎo)向滑輪、第五XZ上導(dǎo)向滑輪和第六XZ上導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型；
[0010]所述YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 YZ上導(dǎo)向滑輪、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪、第三YZ上導(dǎo)向滑輪、第四YZ上導(dǎo)向滑輪、第五YZ上導(dǎo)向滑輪、第六YZ上導(dǎo)向滑輪、第七YZ上導(dǎo)向滑輪和第八YZ上導(dǎo)向滑輪，相對(duì)X1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 YZ上導(dǎo)向滑輪和第八YZ上導(dǎo)向滑輪設(shè)置在上平臺(tái)支架的下表面，第二 YZ上導(dǎo)向滑輪、第三YZ上導(dǎo)向滑輪、第四YZ上導(dǎo)向滑輪、第五YZ上導(dǎo)向滑輪、第六YZ上導(dǎo)向滑輪和第七YZ上導(dǎo)向滑輪設(shè)置在上平臺(tái)支架的上表面，第一 YZ上導(dǎo)向滑輪、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪、第七YZ上導(dǎo)向滑輪和第八YZ上導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面Y1Z1內(nèi)，第三YZ上導(dǎo)向滑輪、第四YZ上導(dǎo)向滑輪、第五YZ上導(dǎo)向滑輪和第六YZ上導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型；
[0011]所述動(dòng)平臺(tái)包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架的上、下表面上以原點(diǎn)O2為中心均均勻設(shè)置有四個(gè)球鉸，上表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝簧锨蜚q、第二上球鉸、第三上球鉸和第四上球鉸，下表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝幌虑蜚q、第二下球鉸、第三下球鉸和第四下球鉸；第一上球鉸和第一下球鉸位置相對(duì)，第二上球鉸和第二下球鉸位置相對(duì)，第三上球鉸和第三下球鉸位置相對(duì)，第四上球鉸和第四下球鉸位置相對(duì)；
[0012]所述下平臺(tái)包括下平臺(tái)支架，在下平臺(tái)支架上設(shè)置有XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)；
[0013]所述XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)Y3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪和第七XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面X3Z3內(nèi)，第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪和第六XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型；
[0014]所述YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)X3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪和第七YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面Y3Z3內(nèi)，第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪和第六YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型；
[0015]所述拽引系統(tǒng)包括X拽引循環(huán)系統(tǒng)和Y拽引循環(huán)系統(tǒng)，X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)，所述Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)；
[0016]所述上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第二拽引柔索和XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第二拽引柔索的一端與第一上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 XZ上導(dǎo)向滑輪、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪、第三XZ上導(dǎo)向滑輪、第四XZ上導(dǎo)向滑輪、第五XZ上導(dǎo)向滑輪、第六XZ上導(dǎo)向滑輪、第七XZ上導(dǎo)向滑輪和第八XZ上導(dǎo)向滑輪后，與第三上球鉸相連；
[0017]所述上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第一拽引柔索和YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第一拽引柔索的一端與第四上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 YZ上導(dǎo)向滑輪、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪、第三YZ上導(dǎo)向滑輪、第四YZ上導(dǎo)向滑輪、第五YZ上導(dǎo)向滑輪、第六YZ上導(dǎo)向滑輪、第七YZ上導(dǎo)向滑輪和第八YZ上導(dǎo)向滑輪后，與第二上球鉸相連；
[0018]在上平臺(tái)支架上開(kāi)上通孔，避免上平臺(tái)支架對(duì)第二拽引柔索和第一拽引柔索的干涉；
[0019]所述下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第四拽引柔索和XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第四拽引柔索的一端與第一下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪后，與第三下球鉸相連；
[0020]所述下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第三拽引柔索和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第三拽引柔索的一端與第四下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪后，與第二下球鉸相連；
[0021]在下平臺(tái)支架上開(kāi)下通孔，避免下平臺(tái)支架對(duì)第四拽引柔索和第三拽引柔索的干涉;
[0022]所述XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)包括X滾珠直線電機(jī)和Y滾珠直線電機(jī)；所述X滾珠直線電機(jī)設(shè)置在第四XZ上導(dǎo)向滑輪和第五XZ上導(dǎo)向滑輪之間，對(duì)第二拽引柔索進(jìn)行拽弓I;所述Y滾珠直線電機(jī)設(shè)置在第四YZ上導(dǎo)向滑輪和第五YZ上導(dǎo)向滑輪之間，對(duì)第一拽引柔索進(jìn)行拽引；
[0023]所述Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)包括直線電機(jī)、兩根柔索、動(dòng)滑輪組、配重系統(tǒng)和豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)，所述配重系統(tǒng)包括配重塊；所述兩根柔索的一端與上平臺(tái)連接，共同繞過(guò)動(dòng)滑輪組后分開(kāi)成兩路，一路與直線電機(jī)相連，另一路與配重塊相連，通過(guò)直線電機(jī)或配重塊驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)沿著豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)。
[0024]Y拽引循環(huán)系統(tǒng)控制動(dòng)平臺(tái)繞著局部坐標(biāo)系X2O2Y2的Y2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，X拽引循環(huán)系統(tǒng)的控制動(dòng)平臺(tái)繞著局部坐標(biāo)系X2O2Y2的X2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)使上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和下平臺(tái)沿著Z2軸移動(dòng)，總體實(shí)現(xiàn)三自由度搖擺系統(tǒng)。
[0025]優(yōu)選的，所述上平臺(tái)的中心開(kāi)設(shè)上平臺(tái)方孔，所述動(dòng)平臺(tái)的中心開(kāi)設(shè)動(dòng)平臺(tái)方孔方孔，所述下平臺(tái)的中心開(kāi)設(shè)下平臺(tái)方孔。開(kāi)方孔可以增加設(shè)備的擺動(dòng)空間。
[0026]優(yōu)選的，所述上平臺(tái)支架的上通孔為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向下彎折出下翼板，同時(shí)形成上通孔，所述下翼板用于安裝位于上平臺(tái)支架下表面的導(dǎo)向滑輪；所述下平臺(tái)支架的下通孔為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向上彎折出上翼板，同時(shí)形成下通孔，所述上翼板用于安裝位于下平臺(tái)支架上表面的導(dǎo)向滑輪。
[0027]優(yōu)選的，所述導(dǎo)向滑輪包括A型導(dǎo)向滑輪和B型導(dǎo)向滑輪；所述A型導(dǎo)向滑輪包括滑輪和滑輪支架，所述滑輪安裝在滑輪支架上；所述B型導(dǎo)向滑輪包括A型導(dǎo)向滑輪和角架，滑輪支架固定在角架上。
[0028]優(yōu)選的，所述第一拽引柔索、第二拽引柔索、第三拽引柔索、第四拽引柔索和柔索均為鋼絲索。
[0029]優(yōu)選的，所述球鉸為球形鉸或虎克鉸。
[0030]Y拽引循環(huán)系統(tǒng)控制動(dòng)平臺(tái)繞著局部坐標(biāo)系X2O2Y2的Y2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，X拽引循環(huán)系統(tǒng)的控制動(dòng)平臺(tái)繞著局部坐標(biāo)系X2O2Y2的X2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)使上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和下平臺(tái)沿著Z2軸移動(dòng)，總體實(shí)現(xiàn)三自由度搖擺系統(tǒng)。
[0031]有益效果:本發(fā)明提供的并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、采用柔索代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓缸控制動(dòng)平臺(tái)位姿，柔索形成曳引循環(huán)系統(tǒng)，在上平臺(tái)上設(shè)置滾珠直線電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)柔索繞著局部坐標(biāo)系X1O1Y1的X1軸或者1軸一個(gè)軸向或者兩個(gè)軸向同時(shí)運(yùn)動(dòng)，Z直線電機(jī)系統(tǒng)控制整體平臺(tái)上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Z軸移動(dòng)自由度，總體實(shí)現(xiàn)三自由搖擺系統(tǒng)；2、可以將配重系統(tǒng)安裝在上平臺(tái)的四個(gè)角點(diǎn)，以減小Z直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力；3、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間大、易拆裝、可重組、模塊化程度高、負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)；驅(qū)動(dòng)裝置只要以很小的驅(qū)動(dòng)力就能控制動(dòng)平臺(tái)的位姿變化；4、動(dòng)平臺(tái)的球鉸安裝位置關(guān)于動(dòng)平臺(tái)的局部坐標(biāo)系坐標(biāo)軸對(duì)稱，且距離坐標(biāo)原點(diǎn)的長(zhǎng)度相等；全對(duì)稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性，Y曳引循環(huán)系統(tǒng)控制動(dòng)平臺(tái)的局部坐標(biāo)系的Y2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，X曳引循環(huán)系統(tǒng)控制動(dòng)平臺(tái)的局部坐標(biāo)系的X2軸轉(zhuǎn)動(dòng)，Z直線電機(jī)控制整體平臺(tái)上下垂蕩運(yùn)動(dòng)；三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，運(yùn)動(dòng)方程無(wú)耦合，控制系統(tǒng)容易設(shè)計(jì)，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、而且工作空間大、價(jià)格低廉的新一代機(jī)構(gòu)，具有深遠(yuǎn)的理論意義和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為上平臺(tái)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5為上平臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為動(dòng)平臺(tái)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7為動(dòng)平臺(tái)的俯視結(jié)示意圖；
[0039]圖8為B型導(dǎo)向滑輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖9為G型分布圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0042]一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)，包括上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、下平臺(tái)、拽引系統(tǒng)、XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)和Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)；柔索的一端與動(dòng)平臺(tái)球鉸鉸接或虎克鉸鉸接，并有序地繞過(guò)布置在上平臺(tái)多個(gè)滑輪導(dǎo)向單元，另一端與動(dòng)平臺(tái)在一端鉸接處相對(duì)稱的位置通過(guò)球鉸鉸接或虎克鉸鉸接。動(dòng)平臺(tái)上下的鉸接點(diǎn)關(guān)于動(dòng)平臺(tái)的局部坐標(biāo)系對(duì)稱且距原點(diǎn)距離相等。在動(dòng)平臺(tái)相同鉸接位置的兩根柔索形成一個(gè)曳引循環(huán)系統(tǒng)，共組成兩個(gè)曳引循環(huán)系統(tǒng)。曳引循環(huán)系統(tǒng)中的柔索在滾珠直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下一定范圍內(nèi)移動(dòng)引起動(dòng)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)左右、前后的兩個(gè)自由度擺動(dòng)。Z直線電機(jī)系統(tǒng)帶動(dòng)整體平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)垂蕩自由度。本發(fā)明簡(jiǎn)化了正、逆并聯(lián)機(jī)構(gòu)的計(jì)算過(guò)程，控制柔索的位移實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的擺動(dòng)，使實(shí)際中計(jì)算更快、控制更加容易。滾珠直線電機(jī)能以較小的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)柔索運(yùn)動(dòng)；整體平臺(tái)加有配重系統(tǒng)，Z直線電機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力也大大減小，提高了設(shè)備的工作效率。同時(shí)，上平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)和下平臺(tái)均中部開(kāi)孔，增大了設(shè)備的擺動(dòng)空間。下面就本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)加以說(shuō)明。
[0043]如圖1、圖2、圖3所示為一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)1，包括上平臺(tái)30、動(dòng)平臺(tái)40、下平臺(tái)50、拽引系統(tǒng)60、XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)70和Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)80。
[0044]所述上平臺(tái)30和下平臺(tái)50位置水平，周側(cè)通過(guò)桁架100固定以保持相對(duì)位置始終不變，動(dòng)平臺(tái)40位于上平臺(tái)30和下平臺(tái)50之間；初始位置時(shí)，以上平面30的形心為原點(diǎn)O1定義三維坐標(biāo)系X1Y1Z1,以動(dòng)平臺(tái)40的形心為原點(diǎn)O2定義三維坐標(biāo)系X2Y2Z2,以下平面50的形心為原點(diǎn)O3定義三維坐標(biāo)系X3Y3Z3, X1軸、X2軸和X3軸平行，Y1軸、Y2軸和Y3平行，Z1軸、Z2軸和Z3軸在同一條豎直線上，平面X1O1Y1和平面X2O2Y2的間距與平面X3O3Y3和平面X2O2Y2的間距相等。
[0045]如圖4、圖5所示，所述上平臺(tái)30包括上平臺(tái)支架31，在上平臺(tái)支架31上設(shè)置有XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)10、YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)20、X滾珠直線電機(jī)71和Y滾珠直線電機(jī)72。
[0046]所述XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)10包括第一 XZ上導(dǎo)向滑輪11、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪12、第三XZ上導(dǎo)向滑輪13、第四XZ上導(dǎo)向滑輪14、第五XZ上導(dǎo)向滑輪15、第六XZ上導(dǎo)向滑輪16、第七XZ上導(dǎo)向滑輪17和第八XZ上導(dǎo)向滑輪18，相對(duì)Y1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 XZ上導(dǎo)向滑輪11和第八XZ上導(dǎo)向滑輪18設(shè)置在上平臺(tái)支架31的下表面，第二 XZ上導(dǎo)向滑輪12、第三XZ上導(dǎo)向滑輪13、第四XZ上導(dǎo)向滑輪14、第五XZ上導(dǎo)向滑輪15、第六XZ上導(dǎo)向滑輪16和第七XZ上導(dǎo)向滑輪17設(shè)置在上平臺(tái)支架31的上表面，第一 XZ上導(dǎo)向滑輪11、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪12、第七XZ上導(dǎo)向滑輪17和第八XZ上導(dǎo)向滑輪18的滑輪面位于豎直平面X1Z1內(nèi)，第三XZ上導(dǎo)向滑輪13、第四XZ上導(dǎo)向滑輪14、第五XZ上導(dǎo)向滑輪15和第六XZ上導(dǎo)向滑輪16的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型。
[0047]所述YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)20包括第一 YZ上導(dǎo)向滑輪21、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪22、第三YZ上導(dǎo)向滑輪23、第四YZ上導(dǎo)向滑輪24、第五YZ上導(dǎo)向滑輪25、第六YZ上導(dǎo)向滑輪26、第七YZ上導(dǎo)向滑輪27和第八YZ上導(dǎo)向滑輪28，相對(duì)X1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 YZ上導(dǎo)向滑輪21和第八YZ上導(dǎo)向滑輪28設(shè)置在上平臺(tái)支架31的下表面，第二 YZ上導(dǎo)向滑輪22、第三YZ上導(dǎo)向滑輪23、第四YZ上導(dǎo)向滑輪24、第五YZ上導(dǎo)向滑輪25、第六YZ上導(dǎo)向滑輪26和第七YZ上導(dǎo)向滑輪27設(shè)置在上平臺(tái)支架31的上表面，第一 YZ上導(dǎo)向滑輪21、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪22、第七YZ上導(dǎo)向滑輪27和第八YZ上導(dǎo)向滑輪28的滑輪面位于豎直平面Y1Z1內(nèi)，第三YZ上導(dǎo)向滑輪23、第四YZ上導(dǎo)向滑輪24、第五YZ上導(dǎo)向滑輪25和第六YZ上導(dǎo)向滑輪26的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型。
[0048]如圖6、圖7所示,所述動(dòng)平臺(tái)40包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架42,在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架42的上、下表面上以原點(diǎn)O2為中心均均勻設(shè)置有四個(gè)球鉸41，上表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝簧锨蜚q、第二上球鉸、第三上球鉸和第四上球鉸，下表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝幌虑蜚q、第二下球鉸、第三下球鉸和第四下球鉸；第一上球鉸和第一下球鉸位置相對(duì)，第二上球鉸和第二下球鉸位置相對(duì)，第三上球鉸和第三下球鉸位置相對(duì)，第四上球鉸和第四下球鉸位置相對(duì)。
[0049]所述下平臺(tái)50結(jié)構(gòu)設(shè)置與上平臺(tái)30相似，包括下平臺(tái)支架，在下平臺(tái)支架上設(shè)置有XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)。
[0050]所述XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)Y3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪和第七XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面X3Z3內(nèi)，第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪和第六XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型。
[0051]所述YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)X3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪和第七YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面Y3Z3內(nèi)，第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪和第六YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型。
[0052]所述拽引系統(tǒng)60包括X拽引循環(huán)系統(tǒng)9和Y拽引循環(huán)系統(tǒng)8, X拽引循環(huán)系統(tǒng)9包括上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)，所述Y拽引循環(huán)系統(tǒng)8包括上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)。
[0053]所述上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第二拽引柔索62和XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)10，所述第二拽引柔索62的一端與第一上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 XZ上導(dǎo)向滑輪11、第二XZ上導(dǎo)向滑輪12、第三XZ上導(dǎo)向滑輪13、第四XZ上導(dǎo)向滑輪14、第五XZ上導(dǎo)向滑輪15、第六XZ上導(dǎo)向滑輪16、第七XZ上導(dǎo)向滑輪17和第八XZ上導(dǎo)向滑輪18后，與第三上球鉸相連。
[0054]所述上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第一拽引柔索61和YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)20，所述第一拽引柔索61的一端與第四上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 YZ上導(dǎo)向滑輪21、第二YZ上導(dǎo)向滑輪22、第三YZ上導(dǎo)向滑輪23、第四YZ上導(dǎo)向滑輪24、第五YZ上導(dǎo)向滑輪25、第六YZ上導(dǎo)向滑輪26、第七YZ上導(dǎo)向滑輪27和第八YZ上導(dǎo)向滑輪28后，與第二上球鉸相連。
[0055]在上平臺(tái)支架31上開(kāi)上通孔312，避免上平臺(tái)支架31對(duì)第二拽引柔索62和第一拽引柔索61的干涉。
[0056]所述下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第四拽引柔索64和XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第四拽引柔索64的一端與第一下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪后，與第三下球鉸相連。
[0057]所述下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第三拽引柔索63和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第三拽引柔索63的一端與第四下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪后，與第二下球鉸相連。
[0058]在下平臺(tái)支架上開(kāi)下通孔，避免下平臺(tái)支架對(duì)第四拽引柔索64和第三拽引柔索63的干涉。
[0059]所述XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)70包括X滾珠直線電機(jī)71和Y滾珠直線電機(jī)72 ;所述X滾珠直線電機(jī)71設(shè)置在第四XZ上導(dǎo)向滑輪14和第五XZ上導(dǎo)向滑輪15之間，對(duì)第二拽引柔索62進(jìn)行拽弓I ;所述Y滾珠直線電機(jī)72設(shè)置在第四YZ上導(dǎo)向滑輪24和第五YZ上導(dǎo)向滑輪25之間，對(duì)第一拽引柔索61進(jìn)行拽引。
[0060]所述Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)80包括直線電機(jī)82、兩根柔索65、動(dòng)滑輪組81、配重系統(tǒng)90和豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)110，所述配重系統(tǒng)90包括配重塊91 ;所述兩根柔索65的一端與上平臺(tái)30連接，通過(guò)繞過(guò)動(dòng)滑輪組81后分開(kāi)成兩路，一路與直線電機(jī)82相連，另一路與配重塊90相連，通過(guò)直線電機(jī)82或配重塊90驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)30沿著豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)110往復(fù)移動(dòng)；通過(guò)豎直導(dǎo)軌系統(tǒng)防止整個(gè)裝置在運(yùn)動(dòng)中的不平衡擺動(dòng)，動(dòng)滑輪組81安裝在上平臺(tái)30正上方的四個(gè)對(duì)應(yīng)角點(diǎn)位置。
[0061]所述上平臺(tái)30的中心開(kāi)設(shè)上平臺(tái)方孔311，所述動(dòng)平臺(tái)40的中心開(kāi)設(shè)動(dòng)平臺(tái)方孔方孔43，所述下平臺(tái)50的中心開(kāi)設(shè)下平臺(tái)方孔。
[0062]所述上平臺(tái)支架31的上通孔312為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向下彎折出下翼板313，同時(shí)形成上通孔312，所述下翼板313用于安裝位于上平臺(tái)支架31下表面的導(dǎo)向滑輪；所述下平臺(tái)支架的下通孔為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向上彎折出上翼板，同時(shí)形成下通孔，所述上翼板用于安裝位于下平臺(tái)支架上表面的導(dǎo)向滑輪。
[0063]如圖8所示，所述導(dǎo)向滑輪包括A型導(dǎo)向滑輪6和B型導(dǎo)向滑輪7 ;所述A型導(dǎo)向滑輪6包括滑輪4和滑輪支架3，所述滑輪4安裝在滑輪支架3上；所述B型導(dǎo)向滑輪7包括A型導(dǎo)向滑輪6和角架5，滑輪支架3固定在角架5上。
[0064]所述第一拽引柔索61、第二拽引柔索62、第三拽引柔索63、第四拽引柔索64和柔索65均為鋼絲索。
[0065]本結(jié)構(gòu)中，Y拽引循環(huán)系統(tǒng)8中的第一拽引柔索61與X拽引循環(huán)系統(tǒng)9中的第二拽引柔索62作為位姿控制的控制者，第一拽引柔索61在X滾珠直線電機(jī)71的驅(qū)動(dòng)下沿著X1軸一定范圍內(nèi)按指定運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第一拽引柔索61移動(dòng)過(guò)程中造成上平臺(tái)30與動(dòng)平臺(tái)40的之間的第一拽引柔索61長(zhǎng)度不一致，引起動(dòng)平臺(tái)40的左右偏擺，控制動(dòng)平臺(tái)40繞著Y2軸一定角度范圍按設(shè)計(jì)要求運(yùn)動(dòng)規(guī)律內(nèi)擺動(dòng)；第二拽引柔索62在Y滾珠直線電機(jī)72的驅(qū)動(dòng)下沿著Y1軸一定范圍內(nèi)按指定運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第二拽引柔索62移動(dòng)過(guò)程中造成上平臺(tái)30與動(dòng)平臺(tái)40的之間的第二拽引柔索62長(zhǎng)度不一致，引起動(dòng)平臺(tái)40的前后偏擺，控制動(dòng)平臺(tái)40繞著X2軸一定角度范圍按設(shè)計(jì)要求運(yùn)動(dòng)規(guī)律內(nèi)擺動(dòng)?？稍谙缕脚_(tái)50安裝兩套柔索張緊裝置，以適應(yīng)動(dòng)平臺(tái)40擺動(dòng)過(guò)程中第三拽引柔索63和第四拽引柔索64的長(zhǎng)度變化響應(yīng)。Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)80工作，使上平臺(tái)30、動(dòng)平臺(tái)40和下平臺(tái)50沿著Z2軸移動(dòng)，總體實(shí)現(xiàn)三自由搖擺系統(tǒng)。
[0066]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)(I)，其特征在于:包括上平臺(tái)(30)、動(dòng)平臺(tái)(40)、下平臺(tái)(50)、拽引系統(tǒng)(60)、XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)(70)和Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)(80)； 所述上平臺(tái)(30)和下平臺(tái)(50)位置水平，周側(cè)通過(guò)桁架(100)固定以保持相對(duì)位置始終不變，動(dòng)平臺(tái)(40)位于上平臺(tái)(30)和下平臺(tái)(50)之間；初始位置時(shí)，以上平面(30)的形心為原點(diǎn)O1定義三維坐標(biāo)系X1Y1Z1,以動(dòng)平臺(tái)(40)的形心為原點(diǎn)O2定義三維坐標(biāo)系X2Y2Z2,以下平面(50)的形心為原點(diǎn)O3定義三維坐標(biāo)系X3Y3Z3, X1軸、X2軸和X3軸平行，Y1軸、Y2軸和Y3平行，Z1軸、Z2軸和Z3軸在同一條豎直線上，平面X1O1Y1和平面X2O2Y2的間距與平面X3O3Y3和平面X2O2Y2的間距相等； 所述上平臺(tái)(30)包括上平臺(tái)支架(31)，在上平臺(tái)支架(31)上設(shè)置有XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(10)、YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(20)、X滾珠直線電機(jī)(71)和Y滾珠直線電機(jī)(72)； 所述XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(10)包括第一 XZ上導(dǎo)向滑輪(11)、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪(12)、第三XZ上導(dǎo)向滑輪(13)、第四XZ上導(dǎo)向滑輪(14)、第五XZ上導(dǎo)向滑輪(15)、第六XZ上導(dǎo)向滑輪(16)、第七XZ上導(dǎo)向滑輪(17)和第八XZ上導(dǎo)向滑輪(18)，相對(duì)Y1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 XZ上導(dǎo)向滑輪(11)和第八XZ上導(dǎo)向滑輪(18)設(shè)置在上平臺(tái)支架(31)的下表面，第二 XZ上導(dǎo)向滑輪(12)、第三XZ上導(dǎo)向滑輪(13)、第四XZ上導(dǎo)向滑輪(14)、第五XZ上導(dǎo)向滑輪(15)、第六XZ上導(dǎo)向滑輪(16)和第七XZ上導(dǎo)向滑輪(17)設(shè)置在上平臺(tái)支架(31)的上表面，第一 XZ上導(dǎo)向滑輪(11)、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪(12)、第七XZ上導(dǎo)向滑輪(17)和第八XZ上導(dǎo)向滑輪(18)的滑輪面位于豎直平面X1Z1內(nèi)，第三XZ上導(dǎo)向滑輪(13)、第四XZ上導(dǎo)向滑輪(14)、第五XZ上導(dǎo)向滑輪(15)和第六XZ上導(dǎo)向滑輪(16)的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型； 所述YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(20)包括第一 YZ上導(dǎo)向滑輪(21)、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪(22)、第三YZ上導(dǎo)向滑輪(23)、第四YZ上導(dǎo)向滑輪(24)、第五YZ上導(dǎo)向滑輪(25)、第六YZ上導(dǎo)向滑輪(26)、第七YZ上導(dǎo)向滑輪(27)和第八YZ上導(dǎo)向滑輪(28)，相對(duì)X1Z1面對(duì)稱布置；其中第一 YZ上導(dǎo)向滑輪(21)和第八YZ上導(dǎo)向滑輪(28)設(shè)置在上平臺(tái)支架(31)的下表面，第二 YZ上導(dǎo)向滑輪(22)、第三YZ上導(dǎo)向滑輪(23)、第四YZ上導(dǎo)向滑輪(24)、第五YZ上導(dǎo)向滑輪(25)、第六YZ上導(dǎo)向滑輪(26)和第七YZ上導(dǎo)向滑輪(27)設(shè)置在上平臺(tái)支架(31)的上表面，第一 YZ上導(dǎo)向滑輪(21)、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪(22)、第七YZ上導(dǎo)向滑輪(27)和第八YZ上導(dǎo)向滑輪(28)的滑輪面位于豎直平面Y1Z1內(nèi)，第三YZ上導(dǎo)向滑輪(23)、第四YZ上導(dǎo)向滑輪(24)、第五YZ上導(dǎo)向滑輪(25)和第六YZ上導(dǎo)向滑輪(26)的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型； 所述動(dòng)平臺(tái)(40)包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架(42)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)支架(42)的上、下表面上以原點(diǎn)O2為中心均均勻設(shè)置有四個(gè)球鉸(41)，上表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝簧锨蜚q、第二上球鉸、第三上球鉸和第四上球鉸，下表面按順時(shí)針?lè)较蛞来斡洖榈谝幌虑蜚q、第二下球鉸、第三下球鉸和第四下球鉸；第一上球鉸和第一下球鉸位置相對(duì)，第二上球鉸和第二下球鉸位置相對(duì)，第三上球鉸和第三下球鉸位置相對(duì)，第四上球鉸和第四下球鉸位置相對(duì)； 所述下平臺(tái)(50)包括下平臺(tái)支架，在下平臺(tái)支架上設(shè)置有XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)； 所述XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)Y3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪和第七XZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面X3Z3內(nèi)，第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪和第六XZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型； 所述YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)包括第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪，相對(duì)X3Z3面對(duì)稱布置；其中第一 YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的上表面，第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪和第七YZ下導(dǎo)向滑輪設(shè)置在下平臺(tái)支架的下表面，第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于豎直平面Y3Z3內(nèi)，第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪和第六YZ下導(dǎo)向滑輪的滑輪面位于同一水平面內(nèi)，位置布置呈G型； 所述拽引系統(tǒng)(60)包括X拽引循環(huán)系統(tǒng)(9)和Y拽引循環(huán)系統(tǒng)(8), X拽引循環(huán)系統(tǒng)(9)包括上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)，所述Y拽引循環(huán)系統(tǒng)(8)包括上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)和下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)； 所述上平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第二拽引柔索(62)和XZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(10)，所述第二拽引柔索￠2)的一端與第一上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一XZ上導(dǎo)向滑輪(11)、第二 XZ上導(dǎo)向滑輪(12)、第三XZ上導(dǎo)向滑輪(13)、第四XZ上導(dǎo)向滑輪(14)、第五XZ上導(dǎo)向滑輪(15)、第六XZ上導(dǎo)向滑輪(16)、第七XZ上導(dǎo)向滑輪(17)和第八XZ上導(dǎo)向滑輪(18)后，與第三上球鉸相連； 所述上平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第一拽引柔索￠1)和YZ上滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)(20)，所述第一拽引柔索￠1)的一端與第四上球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一YZ上導(dǎo)向滑輪(21)、第二 YZ上導(dǎo)向滑輪(22)、第三YZ上導(dǎo)向滑輪(23)、第四YZ上導(dǎo)向滑輪(24)、第五YZ上導(dǎo)向滑輪(25)、第六YZ上導(dǎo)向滑輪(26)、第七YZ上導(dǎo)向滑輪(27)和第八YZ上導(dǎo)向滑輪(28)后，與第二上球鉸相連； 在上平臺(tái)支架(31)上開(kāi)上通孔(312)，避免上平臺(tái)支架(31)對(duì)第二拽引柔索￠2)和第一拽引柔索￠1)的干涉； 所述下平臺(tái)X拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第四拽引柔索￠4)和XZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第四拽引柔索￠4)的一端與第一下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 XZ下導(dǎo)向滑輪、第二 XZ下導(dǎo)向滑輪、第三XZ下導(dǎo)向滑輪、第四XZ下導(dǎo)向滑輪、第五XZ下導(dǎo)向滑輪、第六XZ下導(dǎo)向滑輪、第七XZ下導(dǎo)向滑輪和第八XZ下導(dǎo)向滑輪后，與第三下球鉸相連； 所述下平臺(tái)Y拽引循環(huán)系統(tǒng)包括第三拽引柔索￠3)和YZ下滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)，所述第三拽引柔索￠3)的一端與第四下球鉸相連，另一端依次經(jīng)過(guò)第一 YZ下導(dǎo)向滑輪、第二 YZ下導(dǎo)向滑輪、第三YZ下導(dǎo)向滑輪、第四YZ下導(dǎo)向滑輪、第五YZ下導(dǎo)向滑輪、第六YZ下導(dǎo)向滑輪、第七YZ下導(dǎo)向滑輪和第八YZ下導(dǎo)向滑輪后，與第二下球鉸相連； 在下平臺(tái)支架上開(kāi)下通孔，避免下平臺(tái)支架對(duì)第四拽引柔索￠4)和第三拽引柔索(63)的干涉； 所述XY軸直線電機(jī)系統(tǒng)(70)包括X滾珠直線電機(jī)(71)和Y滾珠直線電機(jī)(72);所述X滾珠直線電機(jī)(71)設(shè)置在第四XZ上導(dǎo)向滑輪(14)和第五XZ上導(dǎo)向滑輪(15)之間，對(duì)第二拽引柔索(62)進(jìn)行拽引；所述Y滾珠直線電機(jī)(72)設(shè)置在第四YZ上導(dǎo)向滑輪(24)和第五YZ上導(dǎo)向滑輪(25)之間，對(duì)第一拽引柔索￠1)進(jìn)行拽引； 所述Z軸直線電機(jī)系統(tǒng)(80)包括直線電機(jī)(82)、兩根柔索(65)、動(dòng)滑輪組(81)、配重系統(tǒng)(90)和豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)(110)，所述配重系統(tǒng)(90)包括配重塊(91);所述兩根柔索(65)的一端與上平臺(tái)(30)連接，共同繞過(guò)動(dòng)滑輪組(81)后分開(kāi)成兩路，一根與直線電機(jī)(82)相連，另一根與配重塊(90)相連，通過(guò)直線電機(jī)(82)或配重塊(90)驅(qū)動(dòng)上平臺(tái)(30)沿著豎直導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)(110)往復(fù)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)(I)，其特征在于:所述上平臺(tái)(30)的中心開(kāi)設(shè)上平臺(tái)方孔(311)，所述動(dòng)平臺(tái)(40)的中心開(kāi)設(shè)動(dòng)平臺(tái)方孔方孔(43)，所述下平臺(tái)(50)的中心開(kāi)設(shè)下平臺(tái)方孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)(I)，其特征在于:所述上平臺(tái)支架(31)的上通孔(312)為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向下彎折出下翼板(313)，同時(shí)形成上通孔(312)，所述下翼板(313)用于安裝位于上平臺(tái)支架(31)下表面的導(dǎo)向滑輪；所述下平臺(tái)支架的下通孔為方孔，首先切開(kāi)其中的三條邊，然后向上彎折出上翼板，同時(shí)形成下通孔，所述上翼板用于安裝位于下平臺(tái)支架上表面的導(dǎo)向滑輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)(1)，其特征在于:所述導(dǎo)向滑輪包括A型導(dǎo)向滑輪(6)和B型導(dǎo)向滑輪(7);所述A型導(dǎo)向滑輪(6)包括滑輪(4)和滑輪支架(3)，所述滑輪(4)安裝在滑輪支架(3)上；所述B型導(dǎo)向滑輪(7)包括A型導(dǎo)向滑輪(6)和角架(5)，滑輪支架(3)固定在角架(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)柔索控制的空間三自由度懸吊平臺(tái)(1)，其特征在于:所述第一拽引柔索(61)、第二拽引柔索(62)、第三拽引柔索(63)、第四拽引柔索￠4)和柔索(65)均為鋼絲索。
【文檔編號(hào)】B63B9/00GK104149931SQ201410315876
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】曹國(guó)華, 王乃格, 朱真才, 彭維紅, 劉善增, 盧昊, 王彥棟, 王進(jìn)杰 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)