本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)要求平臺(tái)在水平面內(nèi)具有繞兩個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，在運(yùn)動(dòng)模擬、質(zhì)心測試等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。目前國內(nèi)已有的兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)大都存在承載能力小、自動(dòng)化程度不高、精度低的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種容易控制、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且自動(dòng)化程度高的兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括：固定底座，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、俯仰執(zhí)行器、回轉(zhuǎn)支撐軸承和折頁鉸鏈；其中，俯仰執(zhí)行器通過下鉸鏈組件連接在固定底座上，俯仰執(zhí)行器的上方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，在固定底座外側(cè)即俯仰執(zhí)行器的自由端和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的自由端設(shè)置回轉(zhuǎn)軸承；所述回轉(zhuǎn)軸承通過旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板與俯仰執(zhí)行器的上鉸鏈組件連接，回轉(zhuǎn)軸承通過旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)主軸前端連接；位于旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器下方的支架上固定連接一折頁鉸鏈，折頁鉸鏈的后端固定在支架上，折頁鉸鏈的前端固定連接在旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板上。

上述兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)軸承包括回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈和回轉(zhuǎn)軸承外圈，其中，回轉(zhuǎn)軸承外圈的側(cè)端面通過旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板與俯仰執(zhí)行器的自由端連接，回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈的側(cè)端面通過旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)主軸前端連接，回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓周面或者另一側(cè)端面配裝運(yùn)動(dòng)物體。

上述兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述俯仰執(zhí)行器包括俯仰驅(qū)動(dòng)裝置、直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸以及上鉸鏈組件和下鉸鏈組件，所述直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸的上端部通過上鉸鏈組件與旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板相鉸接，下端通過下鉸鏈組件固定在固定底座上。

上述兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述折頁鉸鏈包含至少三軸折頁，折頁鉸鏈軸向與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)主軸相垂直。

上述兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器包括旋轉(zhuǎn)主軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)和角度傳感器，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器通過旋轉(zhuǎn)主軸的兩個(gè)軸承座固定在固定底座上，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過減速機(jī)連接旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)端，旋轉(zhuǎn)主軸的外端固定連接旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)的一端。

上述兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)主軸設(shè)置有用于檢測旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。

本發(fā)明的俯仰執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器為運(yùn)動(dòng)物體提供了兩個(gè)方向的自由度，當(dāng)回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈連接了模擬運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，便可使平臺(tái)在豎直平面進(jìn)行俯仰角的自由調(diào)節(jié)以及自身姿態(tài)的自由旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，從而模擬實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的兩自由度擺動(dòng)。

本發(fā)明在支架與俯仰執(zhí)行器之間設(shè)置的折頁鉸鏈能夠?qū)Ω┭鰣?zhí)行器的前端起到牽扯作用，防止俯仰執(zhí)行器在作業(yè)過程中發(fā)生側(cè)傾現(xiàn)象。

本發(fā)明具有承受壓力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、容易控制的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于輔助設(shè)施等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述兩自由度運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述兩自由度運(yùn)動(dòng)裝置另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明另一狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.固定底座，2.俯仰執(zhí)行器，201.直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸，202.電機(jī)，203.上鉸鏈組件，204.下鉸鏈組件，3.旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，301.旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)，302.旋轉(zhuǎn)主軸，303.旋轉(zhuǎn)角度傳感器，304.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，4.回轉(zhuǎn)軸承，401.回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈，402.回轉(zhuǎn)軸承外圈，5.折頁鉸鏈。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖4所示，包括固定底座1和支架，支架固定連接在固定底座上；固定底座上設(shè)置有俯仰執(zhí)行器2，支架上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3位于俯仰執(zhí)行器2正上方，支架外側(cè)設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸承4，回轉(zhuǎn)軸承4分別與俯仰執(zhí)行器2、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3以及用于模擬運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)物體連接。

俯仰執(zhí)行器2調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)物體在豎直平面的俯仰角，其結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，包括固定在鉸座板上的俯仰驅(qū)動(dòng)裝置以及直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸201，直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸通過下鉸鏈組件204固定在支架上。其中，俯仰驅(qū)動(dòng)裝置采用電機(jī)202，直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸201通過萬向節(jié)與回轉(zhuǎn)軸承4連接。

上述萬向節(jié)的一端與直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸201的伸縮桿外端之間通過上鉸鏈組件203固定連接，萬向節(jié)的另一端通過旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板固定在回轉(zhuǎn)軸承上。

本發(fā)明中，為防止位于俯仰執(zhí)行器2在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生側(cè)傾，在旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3下方的支架上固定連接一折頁鉸鏈5，折頁鉸鏈5包含至少三軸折頁，折頁鉸鏈軸向與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)主軸相垂直。所述折頁鉸鏈5的后端固定在支架上，折頁鉸鏈5的前端固定連接在旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板上。

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)物體在單一平面內(nèi)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置304、旋轉(zhuǎn)主軸302和角度傳感器303，角度傳感器303用于檢測旋轉(zhuǎn)主軸的旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器通過旋轉(zhuǎn)主軸的兩個(gè)軸承座固定在固定底座上，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通過減速機(jī)連接旋轉(zhuǎn)主軸內(nèi)端，旋轉(zhuǎn)主軸的外端通過旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)301與回轉(zhuǎn)軸承4連接。

回轉(zhuǎn)軸承4包括回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈401和回轉(zhuǎn)軸承外圈402，回轉(zhuǎn)軸承外圈402的側(cè)端面與萬向節(jié)之間通過旋轉(zhuǎn)支撐軸承連接板連接，回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈401的側(cè)端面通過旋轉(zhuǎn)十字萬向節(jié)301與旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器3的旋轉(zhuǎn)主軸前端連接，回轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈的內(nèi)圓周面或者另一側(cè)端面配裝運(yùn)動(dòng)物體。

本發(fā)明的工作原理為：俯仰執(zhí)行器通過直線運(yùn)動(dòng)電動(dòng)缸實(shí)現(xiàn)俯仰運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器通過驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)主軸使回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，從而使平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩自由度擺動(dòng)。