CN212084415U - 一种3-prs+3-upu+3-rpr型六自由度运动模拟器执行机构 - Google Patents
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Abstract
一种3‑PRS+3‑UPU+3‑RPR型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架、3‑PRS机构、3条UPU支链、3条RPR机构、座椅和3个主动转台。3‑RPR机构安装在3‑PRS机构上，3条RPR机构由3个主动转台通过3条UPU支链驱动可以实现座椅相对动平台两平一转三个自由度运动，3‑PRS可以实现沿Z轴移动和绕X、Y轴转动，所述运动模拟器可以完成六自由度运动。本实用新型突出优点在于主动构件安装在机架上，整体结构紧凑，运动惯量小。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及运动模拟器领域，特别是一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构。
背景技术
并联机构是一种动静平台通过两条或多条支链联接，有两自由度及以上的闭环机构，具有高刚度、高精度、高负载能力及无误差累积等优点。并联机构广泛应用于运动模拟器，常见的有6-UPS六自由度运动模拟器和3-RPS三自由度运功模拟器。尤其6-UPS六自由度运动模拟器具有全自由度模拟能力、刚度高、承载能力强等优点，大量应用在飞行运动模拟或赛车运动模拟上。但其工作空间小，尤其是转动空间小，这也限制了它的应用范围。3-RPS三自由度运动模拟器结构紧凑、成本低，也有大量应用，但其模拟能力较弱，无法模拟负责的运动。本实用新型设计出了采用两个三自由度并联机构串联在一起的结构，使得末端平台具有模拟六自由度运动的能力，且串联末端的三自由度机构由3条UPU支链传递动力，该执行机构具有低惯量、高刚度、高承载能力和大工作空间。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构，解决了一般六自由度并联机构转动范围小的问题，具有低惯量、高刚度、高精度、大工作空间的优点。
一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架1、3-PRS机构、第一UPU支链22、第二UPU支链23、第三UPU支链24、第一RPR机构、第二RPR机构、第三RPR机构、座椅18、第一主动转台19、第二主动转台20和第三主动转台21。
所述3-PRS机构由第一主动滑块2、第一连杆3、第二主动滑块4、第二连杆5、第三主动滑块6、第三连杆7、动平台8组成，第一主动滑块2通过第一移动副9与机架1连接，第一主动滑块2通过第一转动副10与第一连杆3连接，第一连杆3通过第一球铰11与动平台8连接，第二主动滑块4通过第二移动副12与机架1连接，第二主动滑块4通过第二转动副13与第二连杆5连接，第二连杆5通过第二球铰14与动平台8连接，第三主动滑块6通过第三移动副15与机架1连接，第三主动滑块6通过第三转动副16与第三连杆7连接，第三连杆7通过第三球铰17与动平台8连接。
所述第一UPU支链22由第一伸缩杆221和第二伸缩杆222组成，第一伸缩杆221通过第四移动副223与第二伸缩杆222连接。
所述第二UPU支链23由第三伸缩杆231和第四伸缩杆232组成，第三伸缩杆231通过第五移动副233与第四伸缩杆232连接。
所述第三UPU支链24由第五伸缩杆241和第六伸缩杆242组成，第五伸缩杆241通过第六移动副243与第六伸缩杆242连接。
所述第一RPR机构由第一传动杆31和第二传动杆32构成，第一传动杆31通过第七移动副33与第二传动杆32连接，第一传动杆31通过第四转动副43与动平台8连接，第一传动杆31通过第一虎克铰26与第二伸缩杆222连接，第二传动杆32通过第五转动副46与座椅18连接。
所述第二RPR机构由第三传动杆34和第四传动杆35构成，第三传动杆34通过第八移动副36与第四传动杆35连接，第三传动杆34通过第六转动副44与动平台8连接，第三传动杆34通过第二虎克铰28与第四伸缩杆232连接，第四传动杆35通过第七转动副47与座椅18连接。
所述第三RPR机构由第五传动杆37和第六传动杆38构成，第五传动杆37通过第九移动副39与第六传动杆38连接，第五传动杆37通过第八转动副45与动平台8连接，第五传动杆37通过第三虎克铰30与第六伸缩杆242连接，第六传动杆38通过第九转动副48与座椅18连接。
所述第一主动转台19通过第十转动副40与机架1连接，第一主动转台19通过第四虎克铰25与第一伸缩杆221连接。
所述第二主动转台20通过第十一转动副41与机架1连接，第二主动转台20通过第五虎克铰27与第三伸缩杆231连接。
所述第三主动转台21通过第十二转动副42与机架1连接，第三主动转台21通过第六虎克铰29与第五伸缩杆241连接。
本实用新型的突出优点在于：
1、一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构具有低惯量、高刚度及大工作空间的优点。
附图说明
图1为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第一结构示意图。
图2为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第二结构示意图。
图3为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第三结构示意图。
图4为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第四结构示意图。
图5为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第五结构示意图。
图6为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第一UPU支链结构示意图。
图7为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第二UPU支链结构示意图。
图8为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第三UPU支链结构示意图。
图9为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第一运动姿态示意图。
图10为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第二运动姿态示意图。
图11为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第三运动姿态示意图。
图12为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第四运动姿态示意图。
图13为本实用新型所述一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构第五运动姿态示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
对照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架1、3-PRS机构、第一UPU支链22、第二UPU支链23、第三UPU支链24、第一RPR机构、第二RPR机构、第三RPR机构、座椅18、第一主动转台19、第二主动转台20和第三主动转台21。
所述3-PRS机构由第一主动滑块2、第一连杆3、第二主动滑块4、第二连杆5、第三主动滑块6、第三连杆7、动平台8组成，第一主动滑块2通过第一移动副9与机架1连接，第一主动滑块2通过第一转动副10与第一连杆3连接，第一连杆3通过第一球铰11与动平台8连接，第二主动滑块4通过第二移动副12与机架1连接，第二主动滑块4通过第二转动副13与第二连杆5连接，第二连杆5通过第二球铰14与动平台8连接，第三主动滑块6通过第三移动副15与机架1连接，第三主动滑块6通过第三转动副16与第三连杆7连接，第三连杆7通过第三球铰17与动平台8连接。
所述第一UPU支链22由第一伸缩杆221和第二伸缩杆222组成，第一伸缩杆221通过第四移动副223与第二伸缩杆222连接。
所述第二UPU支链23由第三伸缩杆231和第四伸缩杆232组成，第三伸缩杆231通过第五移动副233与第四伸缩杆232连接。
所述第三UPU支链24由第五伸缩杆241和第六伸缩杆242组成，第五伸缩杆241通过第六移动副243与第六伸缩杆242连接。
所述第一RPR机构由第一传动杆31和第二传动杆32构成，第一传动杆31通过第七移动副33与第二传动杆32连接，第一传动杆31通过第四转动副43与动平台8连接，第一传动杆31通过第一虎克铰26与第二伸缩杆222连接，第二传动杆32通过第五转动副46与座椅18连接。
所述第二RPR机构由第三传动杆34和第四传动杆35构成，第三传动杆34通过第八移动副36与第四传动杆35连接，第三传动杆34通过第六转动副44与动平台8连接，第三传动杆34通过第二虎克铰28与第四伸缩杆232连接，第四传动杆35通过第七转动副47与座椅18连接。
所述第三RPR机构由第五传动杆37和第六传动杆38构成，第五传动杆37通过第九移动副39与第六传动杆38连接，第五传动杆37通过第八转动副45与动平台8连接，第五传动杆37通过第三虎克铰30与第六伸缩杆242连接，第六传动杆38通过第九转动副48与座椅18连接。
所述第一主动转台19通过第十转动副40与机架1连接，第一主动转台19通过第四虎克铰25与第一伸缩杆221连接。
所述第二主动转台20通过第十一转动副41与机架1连接，第二主动转台20通过第五虎克铰27与第三伸缩杆231连接。
所述第三主动转台21通过第十二转动副42与机架1连接，第三主动转台21通过第六虎克铰29与第五伸缩杆241连接。
对照图9、图10、图11、图12和图13，第一主动滑块2、第二主动滑块4、第三主动滑块6驱动3-PRS机构运动，实现动平台8的三自由度运动，座椅18随动平台8实现三自由度运动，第一主动转台19、第二主动转台20、第三主动转台21分别通过第一UPU支链22、第二UPU支链23、第三UPU支链24驱动第一RPR机构、第二RPR机构、第三RPR机构运动，实现座椅18相对动平台8做三自由度运动。综上所述，座椅18具有模拟六自由度运动的能力。
Claims (1)
1.一种3-PRS+3-UPU+3-RPR型六自由度运动模拟器执行机构，包括机架（1）、3-PRS机构、第一UPU支链（22）、第二UPU支链（23）、第三UPU支链（24）、第一RPR机构、第二RPR机构、第三RPR机构、座椅（18）、第一主动转台（19）、第二主动转台（20）和第三主动转台（21），其特征在于：
所述3-PRS机构由第一主动滑块（2）、第一连杆（3）、第二主动滑块（4）、第二连杆（5）、第三主动滑块（6）、第三连杆（7）、动平台（8）组成，第一主动滑块（2）通过第一移动副（9）与机架（1）连接，第一主动滑块（2）通过第一转动副（10）与第一连杆（3）连接，第一连杆（3）通过第一球铰（11）与动平台（8）连接，第二主动滑块（4）通过第二移动副（12）与机架（1）连接，第二主动滑块（4）通过第二转动副（13）与第二连杆（5）连接，第二连杆（5）通过第二球铰（14）与动平台（8）连接，第三主动滑块（6）通过第三移动副（15）与机架（1）连接，第三主动滑块（6）通过第三转动副（16）与第三连杆（7）连接，第三连杆（7）通过第三球铰（17）与动平台（8）连接，
所述第一UPU支链（22）由第一伸缩杆（221）和第二伸缩杆（222）组成，第一伸缩杆（221）通过第四移动副（223）与第二伸缩杆（222）连接，
所述第二UPU支链（23）由第三伸缩杆（231）和第四伸缩杆（232）组成，第三伸缩杆（231）通过第五移动副（233）与第四伸缩杆（232）连接，
所述第三UPU支链（24）由第五伸缩杆（241）和第六伸缩杆（242）组成，第五伸缩杆（241）通过第六移动副（243）与第六伸缩杆（242）连接，
所述第一RPR机构由第一传动杆（31）和第二传动杆（32）构成，第一传动杆（31）通过第七移动副（33）与第二传动杆（32）连接，第一传动杆（31）通过第四转动副（43）与动平台（8）连接，第一传动杆（31）通过第一虎克铰（26）与第二伸缩杆（222）连接，第二传动杆（32）通过第五转动副（46）与座椅（18）连接，
所述第二RPR机构由第三传动杆（34）和第四传动杆（35）构成，第三传动杆（34）通过第八移动副（36）与第四传动杆（35）连接，第三传动杆（34）通过第六转动副（44）与动平台（8）连接，第三传动杆（34）通过第二虎克铰（28）与第四伸缩杆（232）连接，第四传动杆（35）通过第七转动副（47）与座椅（18）连接，
所述第三RPR机构由第五传动杆（37）和第六传动杆（38）构成，第五传动杆（37）通过第九移动副（39）与第六传动杆（38）连接，第五传动杆（37）通过第八转动副（45）与动平台（8）连接，第五传动杆（37）通过第三虎克铰（30）与第六伸缩杆（242）连接，第六传动杆（38）通过第九转动副（48）与座椅（18）连接，
所述第一主动转台（19）通过第十转动副（40）与机架（1）连接，第一主动转台（19）通过第四虎克铰（25）与第一伸缩杆（221）连接，
所述第二主动转台（20）通过第十一转动副（41）与机架（1）连接，第二主动转台（20）通过第五虎克铰（27）与第三伸缩杆（231）连接，
所述第三主动转台（21）通过第十二转动副（42）与机架（1）连接，第三主动转台（21）通过第六虎克铰（29）与第五伸缩杆（241）连接。
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| CN202020110805.2U CN212084415U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 一种3-prs+3-upu+3-rpr型六自由度运动模拟器执行机构 |
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| CN202020110805.2U Active CN212084415U (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 一种3-prs+3-upu+3-rpr型六自由度运动模拟器执行机构 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113319827A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-08-31 | 天津大学 | 一种五自由度完全并联加工机器人 |
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2020
- 2020-01-19 CN CN202020110805.2U patent/CN212084415U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113319827A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-08-31 | 天津大学 | 一种五自由度完全并联加工机器人 |
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