一种Stewart平台并联机构的限位测控装置

一种stewart平台并联机构的限位测控装置
技术领域
1.本发明涉及运动限位检测装置技术领域，尤其涉及一种stewart平台并联机构的限位测控装置。


背景技术：

2.stewart平台并联机构是典型的六杆并联机构，目前已经在航空、航天、海底作业、地下开采、制造装备等行业有着广泛的应用。其包括固定平台和运动平台，固定平台和运动平台之间通过六个电动缸连接；通过对六个电动缸的分别驱动，可以使运动平台在一定范围内实现六个自由度的联合运动。
3.现有技术如申请号cn201520558611.8的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，通过在stewart平台并联机构的底部设置拉绳进行限位检测，由于距离原因，拉绳安装在stewart平台的台面底部中心和越靠近stewart平台的台面边缘的位置，会由于拉绳角度的原因，姿态传感器识别数值变化差异越大，且当个stewart平台的台面旋转一定角度时，位置限位的监测更加不敏感，因此有待改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种stewart平台并联机构的限位测控装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种stewart平台并联机构的限位测控装置，包括底板，底板上侧装有六维运动平台，底板上侧四周固定连接立柱，立柱共同装有测试台，所述测试台中部设有通孔，通孔内转动连接圆环，圆环装有跟随检测装置；
7.跟随检测装置包括立板，立板固定连接在圆环上侧，立板设有贯穿滑槽，贯穿滑槽内滑动连接滑块，滑块固定连接横板，横板一端固定连接位移传感器，位移传感器的检测杆接触在六维运动平台上侧；
8.还包括驱动装置，驱动装置用于驱使滑块在贯穿滑槽内滑动。
9.优选地，所述驱动装置包括垫块，垫块上侧两端设置坡面，所述垫块设置在测试台上侧，所述横板另一端固定连接吊，所述吊底部转动连接滚轮，所述滚轮能够滚动到垫块上侧，滑块与贯穿滑槽顶部之间固定连接支撑弹簧。
10.优选地，所述垫块至少设置两个，所述测试台上侧设有导向滑槽，导向滑槽沿测试台的直径方向设置，导向滑槽内滑动连接滑动块，滑动块固定连接在垫块底部，导向滑槽外端固定连接挡板，挡板与导向滑槽内端转动连接丝杠，挡板固定连接伺服电机，伺服电机的主轴与丝杠同轴固定连接。
11.优选地，所述六维运动平台上侧设有支撑座，支撑座上侧固定连接托板，托板上侧设有球形槽，位移传感器的检测杆下端固定连接圆球，圆球与球形槽匹配接触。
12.优选地，所述球形槽固定连接橡胶膜，托板设有空腔，空腔内固定连接多个橡胶隔
板，橡胶隔板上侧与橡胶膜固定连接且形成多个隔腔，所述托板的内壁固定连接多个气压传感器，气压传感器与隔腔对应设置。
13.优选地，所述圆环上端固定连接外齿环，所述测试台固定连接第一电机，第一电机的主轴固定连接驱动齿轮，驱动齿轮与外齿环相啮合。
14.优选地，所述测试台底部固定连接多个导向柱，所述立柱侧面固定连接升降油缸，升降油缸的伸缩端与测试台的底部固定连接。
15.本发明的优点在于：本发明所提供的一种stewart平台并联机构的限位测控装置通过滑块在贯穿滑槽内通过驱动装置上下滑行，且滑块能够跟随圆环转动，控制滑块的高度，对应的六维运动平台进行运动精度的测试，即六维运动平台通过一侧升起或上部台体转动跟随滑块，通过位移传感器监测接触位置的变化，六维运动平台在跟随滑块移动，位移传感器监测的位移变化，从而验证六维运动平台的运动精度。
16.本发明通过圆球与球形槽匹配接触，使得六维运动平台的台面的倾斜，也能通过球形槽包围位移传感器的检测杆，同时隔腔及气压传感器，进一步监测侧方向上的位移变化，比单一的位移传感器监测方位多，从而便于捕捉到六维运动平台的控制运动不协调的情况，使得六维运动平台的位置限位测试更加完善。
附图说明
17.图1是本发明的基本结构示意图；
18.图2是图1中的e处局部放大图；
19.图3是本发明中跟随检测装置的结构示意图；
20.图4是本发明的位移传感器的圆球与托板的接触示意图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.实施例1
23.如图1-4所示，本发明提供的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，包括底板1，底板1上侧装有六维运动平台2，底板1上侧四周固定连接立柱3，所述测试台4底部固定连接多个导向柱31，所述立柱3侧面固定连接升降油缸32，升降油缸32的伸缩端与测试台4的底部固定连接，立柱3共同装有测试台4，所述测试台4中部设有通孔，通孔内转动连接圆环41，所述圆环41上端固定连接外齿环42，所述测试台4固定连接第一电机，第一电机为伺服电机能够正反转，精确定位转动角度，第一电机的主轴固定连接驱动齿轮44，驱动齿轮44与外齿环42相啮合，圆环41装有跟随检测装置；
24.跟随检测装置包括立板5，立板5固定连接在圆环41上侧，立板5设有贯穿滑槽51，贯穿滑槽51内滑动连接滑块52，滑块52固定连接横板53，横板53一端固定连接位移传感器54，位移传感器54的检测杆接触在六维运动平台2上侧；
25.还包括驱动装置，驱动装置用于驱使滑块52在贯穿滑槽51内滑动。
26.测试前，升降油缸32将测试台4抬升，六维运动平台2移动到底板1上，圆环41的内
侧磁吸百分表，百分表的测量杆接触六维运动平台2的侧面，圆环41转动一圈，测量六维运动平台2与通孔的同轴度，随后通过压板或螺栓固定在底板1上，对六维运动平台2进行安装。
27.测试时，滑块52在贯穿滑槽51内通过驱动装置上下滑行，且滑块52能够跟随圆环41转动，控制滑块52的高度，对应的六维运动平台2进行运动精度的测试，即六维运动平台2通过一侧升起或上部台体转动跟随滑块52，通过位移传感器54监测接触位置的变化，六维运动平台2在跟随滑块52移动，位移传感器54监测的位移变化，从而验证六维运动平台2的运动精度。
28.利用滑块52通过单纯的旋转控制和直线运动控制，由于技术成熟，精度便于保证，从而验证六维运动平台2的多维运动精度，其具体方式为：根据滑块52的运动路径获得理论上位移传感器54的空间位移路径(高程变化和旋转角度变化)，六维运动平台2计算模拟出理论输入的运动路径参数，六维运动平台2根据设计参数进行相应动作执行与位移传感器54的空间位置变化同步进行，监测位移传感器54的位移变化，从而论证六维运动平台2的运行精度。
29.实施例2
30.如图1-4所示，所述驱动装置包括垫块6，垫块6上侧两端设置坡面，所述垫块6设置在测试台4上侧，所述横板53另一端固定连接吊61，所述吊61底部转动连接滚轮62，所述滚轮62能够滚动到垫块6上侧，滑块52与贯穿滑槽51顶部之间固定连接支撑弹簧63。
31.所述垫块6至少设置两个，所述测试台4上侧设有导向滑槽64，导向滑槽64沿测试台4的直径方向设置，导向滑槽64内滑动连接滑动块65，滑动块65固定连接在垫块6底部，导向滑槽64外端固定连接挡板66，挡板66与导向滑槽64内端转动连接丝杠67，挡板66固定连接伺服电机68，伺服电机68的主轴与丝杠67同轴固定连接。
32.在本实施例中，伺服电机68转动可以驱使丝杠67改为滑动块65的位置，使得对应的垫块6可以移动到滚轮62的路径上或离开，通过滚轮62由垫块6的坡面和垫块6的顶部，使得滚轮62形成对应的高程变化，使得需要六维运动平台2通过运动控制，使得六维运动平台2的监测位置能够跟随滑块52位置的改变，且滚轮62滚动到垫块6的坡面测量高度抬升和旋转同步的运动控制，滚轮62在垫块6的顶面只测试旋转同步的运动控制，从而在测试过程中增加变化，从而检测的更加全面，利于检测六维运动平台2的运动控制精度。
33.实施例3
34.如图1-4所示，所述六维运动平台2上侧设有支撑座7，支撑座7通过磁铁或吸盘或胶粘吸附在六维运动平台2的台面上，支撑座7上侧固定连接托板8，托板8上侧设有球形槽81，位移传感器54的检测杆下端固定连接圆球82，圆球82与球形槽81匹配接触。
35.所述球形槽81固定连接橡胶膜84，托板8设有空腔，空腔内固定连接多个橡胶隔板85，橡胶隔板85上侧与橡胶膜84固定连接且形成多个隔腔，所述托板8的内壁固定连接多个气压传感器86，气压传感器86与隔腔对应设置。
36.如图4所示，由于六维运动平台2的台面在运动控制时，会形成倾斜，而一般位移传感器54的检测杆是面接触，由于六维运动平台2的台面倾斜，会对位移传感器54产生位移误差，本发明通过圆球82与球形槽81匹配接触，使得六维运动平台2的台面的倾斜，也能通过球形槽81包围位移传感器54的检测杆，同时隔腔及气压传感器86监测圆球82是否从侧向对
隔腔形成挤压，进一步监测侧方向上的位移变化，比单一的位移传感器监测方位多，从而便于捕捉到六维运动平台2的控制运动不协调的情况，使得六维运动平台2的位置限位测试更加完善。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种stewart平台并联机构的限位测控装置，包括底板(1)，底板(1)上侧装有六维运动平台(2)，底板(1)上侧四周固定连接立柱(3)，立柱(3)共同装有测试台(4)，其特征在于：所述测试台(4)中部设有通孔，通孔内转动连接圆环(41)，圆环(41)装有跟随检测装置；跟随检测装置包括立板(5)，立板(5)固定连接在圆环(41)上侧，立板(5)设有贯穿滑槽(51)，贯穿滑槽(51)内滑动连接滑块(52)，滑块(52)固定连接横板(53)，横板(53)一端固定连接位移传感器(54)，位移传感器(54)的检测杆接触在六维运动平台(2)上侧；还包括驱动装置，驱动装置用于驱使滑块(52)在贯穿滑槽(51)内滑动。2.根据权利要求1所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述驱动装置包括垫块(6)，垫块(6)上侧两端设置坡面，所述垫块(6)设置在测试台(4)上侧，所述横板(53)另一端固定连接吊(61)，所述吊(61)底部转动连接滚轮(62)，所述滚轮(62)能够滚动到垫块(6)上侧，滑块(52)与贯穿滑槽(51)顶部之间固定连接支撑弹簧(63)。3.根据权利要求2所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述垫块(6)至少设置两个，所述测试台(4)上侧设有导向滑槽(64)，导向滑槽(64)沿测试台(4)的直径方向设置，导向滑槽(64)内滑动连接滑动块(65)，滑动块(65)固定连接在垫块(6)底部，导向滑槽(64)外端固定连接挡板(66)，挡板(66)与导向滑槽(64)内端转动连接丝杠(67)，挡板(66)固定连接伺服电机(68)，伺服电机(68)的主轴与丝杠(67)同轴固定连接。4.根据权利要求1所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述六维运动平台(2)上侧设有支撑座(7)，支撑座(7)上侧固定连接托板(8)，托板(8)上侧设有球形槽(81)，位移传感器(54)的检测杆下端固定连接圆球(82)，圆球(82)与球形槽(81)匹配接触。5.根据权利要求4所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述球形槽(81)固定连接橡胶膜(84)，托板(8)设有空腔，空腔内固定连接多个橡胶隔板(85)，橡胶隔板(85)上侧与橡胶膜(84)固定连接且形成多个隔腔，所述托板(8)的内壁固定连接多个气压传感器(86)，气压传感器(86)与隔腔对应设置。6.根据权利要求1所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述圆环(41)上端固定连接外齿环(42)，所述测试台(4)固定连接第一电机，第一电机的主轴固定连接驱动齿轮(44)，驱动齿轮(44)与外齿环(42)相啮合。7.根据权利要求1所述的一种stewart平台并联机构的限位测控装置，其特征在于：所述测试台(4)底部固定连接多个导向柱(31)，所述立柱(3)侧面固定连接升降油缸(32)，升降油缸(32)的伸缩端与测试台(4)的底部固定连接。

技术总结
本发明公开了一种Stewart平台并联机构的限位测控装置，包括底板，底板上侧装有六维运动平台，底板上侧四周固定连接立柱，立柱共同装有测试台，所述测试台中部设有通孔，通孔内转动连接圆环，圆环装有跟随检测装置。本发明通过滑块在贯穿滑槽内通过驱动装置上下滑行，且滑块能够跟随圆环转动，控制滑块的高度，对应的六维运动平台进行运动精度的测试，通过位移传感器监测接触位置的变化，六维运动平台在跟随滑块移动，位移传感器监测的位移变化，从而验证六维运动平台的运动精度。而验证六维运动平台的运动精度。而验证六维运动平台的运动精度。


技术研发人员：何泽鹏 赵良玉
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/1