[发明专利]并联式六维输出三十二输入冗余容错驱动模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及并联式冗余输入驱动技术领域，具体是一种并联式六维输出三十二输入冗余容错驱动模拟器。

背景技术

多自由度冗余容错驱动模拟器特别是六自由度并联模拟器主要应用于大型模拟设备的制造，如海浪模拟系统、地震模拟器、以及核电站等。并联式冗余输入驱动技术是一种用多个驱动源分担一个总驱动力的技术，通过输入驱动器的并联，可以通过纯机械电气系统产生较大的驱动力，而不需要采用庞大的液压系统，避免了成本高、易污染的风险。

在并联机构领域，冗余输入是指机构运动输入的数目大于其结构自由度数目。并联机器人具有承载能力大、精度高、运动反解简单、误差小、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，但是在几何特性方面也具有很大欠缺，如工作空间小、灵活性差以及工作空间内存在奇异位形等，加入冗余度可以改善它的几何特性。另外由于重载环境下，一个工作循环中的有效驱动扭矩很大，如果采用单一的驱动源，则承载能力有限，容易造成设备寿命太短。而采用冗余驱动机构可以有效的解决这个问题。冗余度机器人在工作空间、灵活性、避障能力及动力特性等方面具有优点，受到了越来越多的重视。与一般并联机构相比，并联式冗余输入机构具有更高的刚度、更大的承载力、更大的加速度和更优的性能等许多鲜明的特征，并且可以优化输入力、降低机构关节内力，从而提高其力传递能力，改善动力学性能等。

现有的并联输入冗余驱动模拟器冗余度较小，能达到的功率较小，主要采用丝杠传动，采用双连杆协调运动。目前普遍使用的是由六个输入获得六个输出自由度。

经对现有文献检索发现，中国专利申请号为：03122951．4，名称为：一种冗余输入并联模拟器。该模拟器的接口模块包括导轨、输入滑块、连杆、电机，通过接口模块与工作面板的连接，实现模拟器的运行。但是该技术的冗余输入模拟器能够冗余的电机数目较少，故可达最大功率较小，每个电机要求功率很大，成本很高；而且不能差动输出，协调性不好，可操作吨位相对低，不能适应海浪模拟系统、地震模拟器、以及核电站等重型机械设备的使用需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种并联式六维输出三十二输入冗余容错驱动模拟器。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种并联式六维输出三十二输入冗余容错驱动模拟器，包括工作台、构成工作面板的两两之间相互垂直的第一工作面板、第二工作面板和第三工作面板、以及连接在工作台与第一工作面板之间的第一组冗余驱动模块、连接在工作台与第二工作面板之间的第二组冗余驱动模块以及连接在工作台与第三工作面板之间的第三组冗余驱动模块，其中，所述第一组冗余驱动模块包括第一四输入单输出冗余驱动单元和第二四输入单输出冗余驱动单元，所述第一四输入单输出冗余驱动单元和第二四输入单输出冗余驱动单元的一端均与工作台铰接，所述第一四输入单输出冗余驱动单元和第二四输入单输出冗余驱动单元的另一端均与第一工作面板固定连接，所述第二组冗余驱动模块包括第一八输入单输出冗余驱动单元、第三四输入单输出冗余驱动单元和第四四输入单输出冗余驱动单元，所述第一八输入单输出冗余驱动单元、第三四输入单输出冗余驱动单元和第四四输入单输出冗余驱动单元的一端均与工作台铰接，所述第一八输入单输出冗余驱动单元、第三四输入单输出冗余驱动单元和第四四输入单输出冗余驱动单元的另一端均与第二工作面板固定连接，所述第三组冗余驱动模块包括第二八输入单输出冗余驱动单元，所述第二八输入单输出冗余驱动单元的一端与工作台铰接，所述第二八输入单输出冗余驱动单元的另一端与第三工作面板固定连接。