[实用新型]一种菱形防扭机构的两自由度运动平台

说明书

本实用新型提供一种菱形防扭机构的两自由度运动平台，包括上平台、下平台、万向平台、摇臂、连杆以及直线驱动机构；上平台与下平台通过万向平台连接，直线驱动机构与下平台相对固定，直线驱动机构共有两组，分别平行设置于万向平台的两侧；摇臂共有两个，摇臂的另一端分别经连杆与上平台前部的左端区域和右端区域连接；万向平台基于菱形结构，包括四个底部支点和一个顶部支点。与现有技术相比，该平台结构简单，使用了中心菱形结构，使得平台在运行过程中无需防扭梁加强，该平台还采用了差分驱动形式，即两个电动缸同时工作完成一个平台的动作，所有的动作都是由两条电动缸的合力完成，有效提高了能源效率，降低功耗。

技术领域

本实用新型涉及一种两自由度运动平台。

背景技术

两自由度运动平台要求平台在水平面内具有绕两个坐标轴转动的自由度，在运动模拟、质心测试等领域应用比较广泛。目前国内已有的两自由度运动平台大都存在承载能力小、自动化程度不高、精度低的缺点。

专利文献CN 109702717 A公开了一种摇臂及包含该摇臂的两自由度运动平台。其摇臂包括两个对应的板体，每个板体上限制至少三个调节孔，两个板体上的所述调节孔一一对应。该两自由度运动平台，包括上平台、底座、摇臂、电动缸及连杆，电动缸以水平的方式与所述摇臂的一端连接，连杆的一端与所述摇臂的另一端连接，连杆的另一端通过万向节与上平台连接；电动缸与摇臂的连接处使用万向节结构，可以降低电动缸的安装精度要求，即电动缸的方向可以不绝对垂直运动方向；在底座和上平台限定的空间的中心位置设置有中心支撑柱，该中心支撑柱的一端设置在底座上，另一端通过中心万向节与上平台连接。该中心支撑柱承担平台负载的70％，而运动支点仅承担30％，可以做到在同载重时，驱动电机功率较小。因此，一定程度上实现了在不更换任何零件的情况下，能够调整运动平台的最大转角，且解决大角度运动平台的运行高度过高的问题。

不过，在负载沿中心支撑柱旋转时，可能会产生不稳定性横向扭动。所以需要在平台后方增加一个仅可以上下运动的防钮臂，来作为上下运动的防扭支点，即防钮臂的一端与所述中心支撑柱连接，防钮臂的另一端通过防钮臂万向节与上平台连接。

实用新型内容

本实用新型在以上现有技术的基础上，提供了一种菱形防扭机构的两自由度运动平台，结构简单，在运行过程中无需防扭梁加强，仍能满足转角要求。

本实用新型提出的技术方案如下：

一种菱形防扭机构的两自由度运动平台，包括上平台、下平台、万向平台、摇臂、连杆以及直线驱动机构；所述上平台与下平台通过万向平台连接，所述直线驱动机构与下平台相对固定，摇臂的一端与直线驱动机构的输出端连接，摇臂的另一端经连杆与上平台连接；其特殊之处在于：

所述直线驱动机构共有两组，分别平行设置于万向平台的两侧；相应的，所述摇臂共有两个，两个摇臂的所述另一端分别经连杆与上平台前部的左端区域和右端区域连接；

所述万向平台基于菱形结构，包括四个底部支点和一个顶部支点，所述四个底部支点中，前支点和后支点分别与上平台下方的前部固定支架和后部固定支架铰接，左支点和右支点分别与下平台中部的两侧固定支架铰接，并且相邻两个底部支点彼此铰接；所述顶部支点的上端以万向节形式与上平台的下表面连接，顶部支点的下端分别与所述四个底部支点固定连接。

进一步地，两组直线驱动机构被配置为差分驱动形式，即两组直线驱动机构同时工作完成一个平台的动作；当两组直线驱动机构同时伸出时，两个连杆同时升起，两自由度运动平台做俯仰运动，当两组直线驱动机构一伸一缩时，两个连杆为一升一降，两自由度运动平台做滚转动作。

进一步地，所述直线驱动机构采用电动缸。

进一步地，所述前支点、后支点所在的直线与左支点、右支点所在的直线相互垂直，所述顶部支点与两直线垂直相交的投影位置重合，并对应于上平台的中心位置。