專利名稱：一種用于二維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及伺服定位平臺領(lǐng)域，尤其涉及ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。
背景技術(shù)：
伺服定位平臺在エ業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在ニ維平面定位方面，往往只通過X軸和Y軸方向的運動無法完成平面的精確定位，通常還需要將伺服定位平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作(即e操作)才能完成精確定位。在ニ維平面定位方面，傳統(tǒng)的三軸伺服定位平臺如圖I和圖2所示。圖I給出ー種現(xiàn)有的三軸伺服定位平臺，包含ー用于X軸向位移的X軸運動裝置、ー用于Y軸向位移的Y軸運動裝置、一用于旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)運動裝置、一平臺底座及ー用于放置待定位物體的定位平臺。Y軸運動裝置架設(shè)于平臺底座上，X軸運動裝置架設(shè)于Y軸運動裝置上，旋轉(zhuǎn)運動裝置架設(shè)于X軸運動裝置上，定位平臺架設(shè)于旋轉(zhuǎn)運動裝置上。X軸運動裝置和Y軸運動裝置共同完成定位平臺的平移操作，旋轉(zhuǎn)運動裝置完成定位平臺的旋轉(zhuǎn)操作。圖2給出另一種現(xiàn)有的三軸伺服定位平臺，它包含一用于X軸向位移的X軸運動裝置、ー用于Y軸向位移的Y軸運動裝置、一用于旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)運動裝置、一平臺底座及ー用于放置待定位物體的定位平臺。旋轉(zhuǎn)運動裝置架設(shè)于平臺底座上，Y軸運動裝置架設(shè)于旋轉(zhuǎn)運動裝置上，X軸運動裝置架設(shè)于Y軸運動裝置上，定位平臺架設(shè)于X軸運動裝置上。X軸運動裝置和Y軸運動裝置共同完成定位平臺的平移操作，旋轉(zhuǎn)運動裝置完成定位平臺的旋轉(zhuǎn)操作。無論是圖I所示的三軸伺服定位平臺，還是圖2所示的三軸伺服定位平臺，其X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉(zhuǎn)運動裝置為疊加構(gòu)造，這使得三軸伺服定位平臺體積龐大，尤其是旋轉(zhuǎn)運動裝置體積巨大，阻礙工作空間，降低空間利用率，并且在某些精密伺服定位系統(tǒng)中無法安裝，限制了其使用范圍。其次現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉(zhuǎn)運動裝置為疊加構(gòu)造,這使得三軸伺服定位平臺構(gòu)造復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種結(jié)構(gòu)簡單，體積超薄，適用范圍廣、價格低廉的用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，至少包括平臺底座、U軸運動裝置、V軸運動裝置、W軸運動裝置和定位平臺；所述U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置處于同一平面，固定在平臺底座和定位平臺之間。所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置具有相同的結(jié)構(gòu)。所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置在平臺底座和定位平臺之間形成三面分布；所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置在平臺底座和定位平臺之間互成90度。所述的U軸運動裝置包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、固定端子及移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；固定端子和伺服電機(jī)分別在滾珠絲杠兩端，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與滾珠絲杠絲杠連接，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿滾珠絲杠做直線移動。所述的移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括移動圓盤及移動旋轉(zhuǎn)橫梁，移動圓盤下端套在滾珠絲杠上，井隨滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)沿滾珠絲杠做直線移動，移動旋轉(zhuǎn)橫梁與移動圓盤軸連接或軸承連接，使移動旋轉(zhuǎn)橫梁在移動圓盤上能夠自由旋轉(zhuǎn)。所述的定位平臺固定平臺滑行導(dǎo)軌裝置，平臺滑行導(dǎo)軌裝置與移動旋轉(zhuǎn)橫梁通過T型槽連接；定位過程中，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沿滾珠絲杠移動，移動旋轉(zhuǎn)橫梁沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置滑行；當(dāng)定位平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，移動旋轉(zhuǎn)橫梁沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置滑行或旋轉(zhuǎn)運動。所述的U軸運動裝置或包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠、固定端子及移動滑行導(dǎo)軌裝置； 固定端子和伺服電機(jī)分別在滾珠絲杠兩端，移動滑行導(dǎo)軌裝置與滾珠絲杠絲杠連接，移動滑行導(dǎo)軌裝置沿滾珠絲杠做直線移動。所述的定位平臺固定平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由平臺圓盤及平臺旋轉(zhuǎn)橫梁構(gòu)成，平臺圓盤固定在定位平臺上，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁與平臺圓盤軸連接或軸承連接，使平臺旋轉(zhuǎn)橫梁在平臺圓盤上能夠自由旋轉(zhuǎn)，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁與移動滑行導(dǎo)軌裝置通過T型槽連接；定位過程中，移動滑行導(dǎo)軌裝置沿滾珠絲杠移動，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁沿移動滑行導(dǎo)軌裝置滑行；當(dāng)定位平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁沿移動滑行導(dǎo)軌裝置滑行或旋轉(zhuǎn)運動。本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果是U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置三軸在同一平面上，使所述用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺體積大大縮小，提高了空間利用率，能夠適用于對伺服定位平臺體積、質(zhì)量有嚴(yán)格要求的精密ニ維平面定位的伺服定位系統(tǒng)中；u軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置三軸在同一平面上，使所述用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺結(jié)構(gòu)簡単，降低制造成本。同時，采用u、v、w三軸控制以提高本發(fā)明之用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺的定位精度。


下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明圖I是ー種傳統(tǒng)的三軸伺服定位平臺的組合示意圖；圖2是另ー種傳統(tǒng)的三軸伺服定位平臺的組合示意圖；圖3是本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例I處于定位前的位置示意圖；圖5是本發(fā)明實施例I處于定位后的位置示意圖；圖6是本發(fā)明實施例2處于定位前的位置示意圖；圖7是本發(fā)明實施例2處于定位后的位置示意圖；圖8是本發(fā)明實施例I的局部結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖9是本發(fā)明實施例I的局部運動示意圖；圖10是本發(fā)明實施例2的局部結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖11是本發(fā)明實施例2的局部運動示意圖。
圖中，I、用于X軸向位移的X軸運動裝置；2、用于Y軸向位移的Y軸運動裝置；3、用于旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)運動裝置；4、平臺底座；5、定位平臺；6、U軸運動裝置；7、V軸運動裝置；8、W軸運動裝置；9、定位平臺；601、伺服電機(jī)；602、滾珠絲杠；603、固定端子；604、移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；605、移動圓盤；606、移動旋轉(zhuǎn)橫梁；607、移動滑行導(dǎo)軌裝置；901、平臺滑行導(dǎo)軌裝置；902、平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；903、平臺圓盤；904、平臺旋轉(zhuǎn)橫梁。
具體實施例方式圖I給出ー種現(xiàn)有的三軸伺服定位 平臺，包含ー用于X軸向位移的X軸運動裝置
I、ー用于Y軸向位移的Y軸運動裝置2、一用于旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)運動裝置3、一平臺底座4及ー用于放置待定位物體的定位平臺5。Y軸運動裝置2架設(shè)于平臺底座4上，X軸運動裝置I架設(shè)于Y軸運動裝置2上，旋轉(zhuǎn)運動裝置3架設(shè)于X軸運動裝置I上，定位平臺5架設(shè)于旋轉(zhuǎn)運動裝置3上。X軸運動裝置I和Y軸運動裝置2共同完成定位平臺5的平移操作，旋轉(zhuǎn)運動裝置3完成定位平臺5的旋轉(zhuǎn)操作。圖2給出另一種現(xiàn)有的三軸伺服定位平臺，它包含一用于X軸向位移的X軸運動裝置I、ー用于Y軸向位移的Y軸運動裝置2、一用于旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)運動裝置3、一平臺底座4及ー用于放置待定位物體的定位平臺5。旋轉(zhuǎn)運動裝置3架設(shè)于平臺底座4上，Y軸運動裝置2架設(shè)于旋轉(zhuǎn)運動裝置3上，X軸運動裝置I架設(shè)于Y軸運動裝置2上，定位平臺5架設(shè)于X軸運動裝置I上。X軸運動裝置I和Y軸運動裝置2共同完成定位平臺5的平移操作，旋轉(zhuǎn)運動裝置3完成定位平臺5的旋轉(zhuǎn)操作。無論是圖I所示的三軸伺服定位平臺，還是圖2所示的三軸伺服定位平臺，其X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉(zhuǎn)運動裝置為疊加構(gòu)造，這使得三軸伺服定位平臺體積龐大，尤其是旋轉(zhuǎn)運動裝置體積巨大，阻礙工作空間，降低空間利用率，并且在某些精密伺服定位系統(tǒng)中無法安裝，限制了其使用范圍。如圖3所示，ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，至少包括平臺底座4、U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8和定位平臺9 ;所述U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8處于同一平面，固定在平臺底座4和定位平臺9之間。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8具有相同的結(jié)構(gòu)。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8在平臺底座4和定位平臺9之間形成三面分布。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8在平臺底座4和定位平臺9之間互成90度。本發(fā)明具體實施例I結(jié)構(gòu)過程說明如圖4所示，U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8具有相同的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)只對U軸運動裝置6進(jìn)行說明。如圖4、圖8所示，U軸運動裝置6包括伺服電機(jī)601、滾珠絲杠602、固定端子603及移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)604 ;固定端子603和伺服電機(jī)601分別在滾珠絲杠602兩端，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)604與滾珠絲杠602絲杠連接，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)604沿滾珠絲杠602做直線移動。移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)604包括移動圓盤605及移動旋轉(zhuǎn)橫梁606，移動圓盤605下端套在滾珠絲杠602上，并隨滾珠絲杠602的旋轉(zhuǎn)沿滾珠絲杠602做直線移動，移動旋轉(zhuǎn)橫梁606與移動圓盤605軸連接或軸承連接，使移動旋轉(zhuǎn)橫梁606在移動圓盤605上能夠自由旋轉(zhuǎn)。如圖8所示，定位平臺9固定平臺滑行導(dǎo)軌裝置901，平臺滑行導(dǎo)軌裝置901與移動旋轉(zhuǎn)橫梁606通過T型槽連接。
如圖5、圖9所示,定位過程中，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)604沿滾珠絲杠602移動,移動旋轉(zhuǎn)橫梁606沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置901被動滑行。當(dāng)定位平臺9進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，移動旋轉(zhuǎn)橫梁606除沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置901被動滑行外，還會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)操作。本發(fā)明具體實施例2結(jié)構(gòu)過程說明如圖6所示，U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8具有相同的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)只對U軸運動裝置6進(jìn)行說明。如圖6、圖10所示，U軸運動裝置6包括伺服電機(jī)601、滾珠絲杠602、固定端子603及移動滑行導(dǎo)軌裝置607 ;固定端子603和伺服電機(jī)601分別在滾珠絲杠602兩端，移動滑行導(dǎo)軌裝置607與滾珠絲杠602絲杠連接，移動滑行導(dǎo)軌裝置607沿滾珠絲杠602做直線移動。如圖10所示，定位平臺9固定平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)902，平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)902由平臺圓盤903及平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904構(gòu)成，平臺圓盤903固定在定位平臺9上，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904與平臺圓盤903軸連接或軸承連接，使平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904在平臺圓盤903上能夠自由旋轉(zhuǎn)，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904與移動滑行導(dǎo)軌裝置607通過T型槽連接。如圖7、圖11所示，定位過程中，移動滑行導(dǎo)軌裝置607沿滾珠絲杠602移動，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904沿移動滑行導(dǎo)軌裝置607被動滑行。當(dāng)定位平臺9進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁904除沿移動滑行導(dǎo)軌裝置607被動滑行外，還會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)操作。
權(quán)利要求
1.ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是至少包括平臺底座(4)、U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)、W軸運動裝置(8)和定位平臺(9);所述U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)處于同一平面，固定在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)具有相同的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間形成三面分布；U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間互成90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的U軸運動裝置(6)包括伺服電機(jī)(601)、滾珠絲杠(602)、固定端子(603)及移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(604)；固定端子(603)和伺服電機(jī)(601)分別在滾珠絲杠(602)兩端,移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(604)與滾珠絲杠(602)絲杠連接，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(604)沿滾珠絲杠(602)做直線移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(604)包括移動圓盤(605)及移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606)，移動圓盤(605)下端套在滾珠絲杠(602)上，并隨滾珠絲杠(602)的旋轉(zhuǎn)沿滾珠絲杠(602)做直線移動，移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606)與移動圓盤(605)軸連接或軸承連接，使移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606)在移動圓盤(605)上能夠自由旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的定位平臺(9)固定平臺滑行導(dǎo)軌裝置(901)，平臺滑行導(dǎo)軌裝置(901)與移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606)通過T型槽連接；定位過程中，移動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(604)沿滾珠絲杠(602)移動，移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606 )沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置(901)滑行；當(dāng)定位平臺(9 )進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，移動旋轉(zhuǎn)橫梁(606)沿平臺滑行導(dǎo)軌裝置(901)滑行或旋轉(zhuǎn)運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的U軸運動裝置(6)或包括伺服電機(jī)(601)、滾珠絲杠(602)、固定端子(603)及移動滑行導(dǎo)軌裝置(607);固定端子(603)和伺服電機(jī)(601)分別在滾珠絲杠(602)兩端，移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)與滾珠絲杠(602)絲杠連接，移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)沿滾珠絲杠(602)做直線移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特征是所述的定位平臺(9)固定平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(902)，平臺旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(902)由平臺圓盤(903)及平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)構(gòu)成，平臺圓盤(903)固定在定位平臺(9)上，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)與平臺圓盤(903)軸連接或軸承連接，使平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)在平臺圓盤(903)上能夠自由旋轉(zhuǎn)，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)與移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)通過T型槽連接；定位過程中，移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)沿滾珠絲杠(602)移動，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)沿移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)滑行；當(dāng)定位平臺(9)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位時，平臺旋轉(zhuǎn)橫梁(904)沿移動滑行導(dǎo)軌裝置(607)滑行或旋轉(zhuǎn)運動。
全文摘要
本發(fā)明涉及伺服定位平臺領(lǐng)域，尤其涉及一種用于二維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。至少包括平臺底座4、U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8和定位平臺9；所述U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8處于同一平面，固定在平臺底座4和定位平臺9之間，縮小了平臺體積，提高了空間利用率，能夠適用于對伺服定位平臺體積和質(zhì)量有嚴(yán)格要求伺服定位系統(tǒng)中。
文檔編號B25H1/14GK102653058SQ201210135290
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者劉小峰, 劉貴喜, 折曉宇, 鄧勇, 魏寧 申請人:西安電子科技大學(xué)