本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)工作臺(tái),更具體地說,涉及一種能夠?qū)?shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)。
背景技術(shù):
在光學(xué)控制或者機(jī)械制造過程中,需要在平面上提供三軸運(yùn)動(dòng)的功能。比如,將某個(gè)物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另外一個(gè)位置,并轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。這個(gè)實(shí)現(xiàn)我們需要用到兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)上述目的。
但是,該種方式實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在剛性差、受力狀態(tài)不佳等缺點(diǎn)。況且,為了實(shí)現(xiàn)大扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),需要采用大減速比的減速器作為過度單元,由于減速器采用齒輪從動(dòng),齒輪傳動(dòng)存在齒輪間隙,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)精度不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供了一種平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),用于平面范圍內(nèi)的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),其中平動(dòng)包括兩個(gè)自由度,轉(zhuǎn)動(dòng)包括一個(gè)自由度;本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),利用三個(gè)運(yùn)動(dòng)單元和一個(gè)無動(dòng)力軸支撐于工作臺(tái)的四個(gè)端點(diǎn),工作臺(tái)受力狀態(tài)良好,結(jié)構(gòu)剛性高;以直線導(dǎo)軌作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu),摩擦阻力小,傳動(dòng)效率高,運(yùn)動(dòng)精度高。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),包括:底座、工作臺(tái)、無動(dòng)力軸、A軸運(yùn)動(dòng)單元、B軸運(yùn)動(dòng)單元、C軸運(yùn)動(dòng)單元,所述無動(dòng)力軸、A軸運(yùn)動(dòng)單元、B軸運(yùn)動(dòng)單元、C軸運(yùn)動(dòng)單元固連于所述底座上,所述工作臺(tái)固連于所述無動(dòng)力軸、A軸運(yùn)動(dòng)單元、B軸運(yùn)動(dòng)單元、C軸運(yùn)動(dòng)單元。
優(yōu)選地,所述A軸運(yùn)動(dòng)單元包括:A芯軸、AX軸滑塊、AY軸滑塊、A螺母、A底座塊、A電機(jī)和動(dòng)力單元,所述動(dòng)力單元包括:絲桿、支架、聯(lián)軸器,所述絲桿活動(dòng)連接于所述螺母,所述支架固連于所述底座上,所述A電機(jī)的輸出軸通過所述聯(lián)軸器固連于所述絲桿;所述A螺母固連于所述AY軸滑塊;所述A底座塊固連于所述底座上,所述AY軸滑塊活動(dòng)連接于所述A底座塊,所述AX軸滑塊活動(dòng)連接于所述AY軸滑塊,所述A芯軸活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊;所述工作臺(tái)固連于所述A芯軸。
優(yōu)選地,所述B軸運(yùn)動(dòng)單元包括:B芯軸、BY滑塊、BX滑塊、B螺母、B底座塊、B電機(jī)和動(dòng)力單元,所述動(dòng)力單元包括:絲桿、支架、聯(lián)軸器,所述絲桿活動(dòng)連接于所述B螺母,所述支架固連于所述底座上,所述B電機(jī)的輸出軸通過所述聯(lián)軸器固連于所述絲桿;所述B螺母固連于所述BX滑塊;所述B底座塊固連于所述底座上,所述BX滑塊活動(dòng)連接于所述B底座塊,所述BY滑塊活動(dòng)連接于所述BX滑塊,所述B芯軸活動(dòng)連接于所述BY滑塊;所述工作臺(tái)固連于所述B芯軸。
優(yōu)選地,所述C軸運(yùn)動(dòng)單元包括:C底座塊、CX滑塊、CY滑塊、C芯軸、D芯軸、C螺母、C電機(jī)和動(dòng)力單元,所述動(dòng)力單元包括:絲桿、支架、聯(lián)軸器,所述絲桿活動(dòng)連接于所述C螺母,所述支架固連于所述底座上,所述C電機(jī)的輸出軸通過所述聯(lián)軸器固連于所述絲桿;所述C螺母固連于所述BX滑塊;所述C底座塊固連于所述底座上,所述CX滑塊活動(dòng)連接于所述C底座塊,所述CY滑塊活動(dòng)連接于所述CX滑塊,所述C芯軸活動(dòng)連接于所述CY滑塊;所述工作臺(tái)固連于所述C芯軸。
優(yōu)選地,所述無動(dòng)力軸包括:D芯軸、DX滑塊、DY滑塊、D底座塊,所述D底座塊固連于所述底座,所述DY滑塊活動(dòng)連接于所述D底座塊,所述DY滑塊活動(dòng)連接于所述DX滑塊,所述D芯軸活動(dòng)連接于所述DX滑塊。
和傳統(tǒng)技術(shù)相比,本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有以下積極作用和有益效果:
首先建立相對(duì)于所述底座的基坐標(biāo)系,確定X軸和Y軸的方向。接著在所述A軸運(yùn)動(dòng)單元上建立相對(duì)于所述底座的基坐標(biāo)系,確定AX軸和AY軸的方向;接著在所述B軸運(yùn)動(dòng)單元上建立相對(duì)于所述底座的基坐標(biāo)系,確定BX軸和BY軸的方向;接著在所述C軸運(yùn)動(dòng)單元上建立相對(duì)于所述底座的基坐標(biāo)系,確定CX軸和CY軸的方向。
首先描述所述A軸運(yùn)動(dòng)單元的工作過程和工作原理:
所述A底座塊固連于所述底座上,所述AY軸滑塊活動(dòng)連接于所述A底座塊,所述AX軸滑塊活動(dòng)連接于所述AY軸滑塊,所述A芯軸活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊,所述A芯軸可以相對(duì)于所述AX軸滑塊并繞所述A芯軸的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所述工作臺(tái)固連于所述芯軸。也可以理解為,所述工作臺(tái)可以相對(duì)于所述AX軸滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)。所述AY軸滑塊可相對(duì)于所述A底座塊做AY軸方向上的直線運(yùn)動(dòng);所述AX軸滑塊可相對(duì)于所述AY軸滑塊做AX軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。
所述絲桿活動(dòng)連接于所述螺母,所述支架固連于所述底座上,所述A電機(jī)的輸出軸通過所述聯(lián)軸器固連于所述絲桿。由于所述A螺母固連于所述AY軸滑塊,因此所述AY軸滑塊的運(yùn)動(dòng)受到所述A電機(jī)的控制。由于所述芯軸固連于所述工作臺(tái),所述A芯軸活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊,因此所述AX軸滑塊的運(yùn)動(dòng)受到所述工作臺(tái)的控制。同時(shí)可以理解為,所述A軸運(yùn)動(dòng)單元在AY軸方向上對(duì)所述AX軸滑塊進(jìn)行了控制。
由于所述A軸運(yùn)動(dòng)單元、B軸運(yùn)動(dòng)單元、C軸運(yùn)動(dòng)單元具有類似的結(jié)構(gòu),參照所述A軸運(yùn)動(dòng)單元的工作原理,本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將不在贅述B軸運(yùn)動(dòng)單元、C軸運(yùn)動(dòng)單元的工作過程和工作原理??梢缘玫降慕Y(jié)論是,所述B軸運(yùn)動(dòng)單元在BX軸方向上對(duì)所述BY滑塊進(jìn)行了控制,所述C軸運(yùn)動(dòng)單元在CX軸方向上對(duì)所述CY滑塊進(jìn)行了控制。又由于所述B芯軸活動(dòng)連接于所述BY滑塊,所述工作臺(tái)可以相對(duì)于所述BY滑塊做轉(zhuǎn)動(dòng);又由于所述C芯軸活動(dòng)連接于所述CY滑塊,所述工作臺(tái)可以相對(duì)于所述CY滑塊做轉(zhuǎn)動(dòng)。
初始狀態(tài)下:將所述A芯軸的中心軸線記為A、將所述B芯軸的中心軸線記為B,將所述C芯軸的中心軸線記為C、將所述D芯軸的中心軸線記為D;
運(yùn)動(dòng)結(jié)束后:將將所述A芯軸的中心軸線記為A1、將所述B芯軸的中心軸線記為B1,將所述C芯軸的中心軸線記為C1、將所述D芯軸的中心軸線記為D1。
接下來描述所述工作臺(tái)的三種運(yùn)動(dòng)過程:
第一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)做X軸方向上的平動(dòng)。所述A電機(jī)保持不動(dòng),因此,所述AY軸滑塊保持不動(dòng);所述B電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述BX滑塊相對(duì)所述底座沿X軸方向運(yùn)動(dòng)了一定距離BXO,即,由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn);所述C電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述CX滑塊相對(duì)所述底座沿X軸方向運(yùn)動(dòng)了一定距離CXO,即,由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C1點(diǎn)。由于所述BX滑塊的運(yùn)動(dòng)距離和所述CX滑塊的運(yùn)動(dòng)距離相等,所以所述工作臺(tái)由ABCD所示的位置運(yùn)動(dòng)到了A1B1C1D1所在的位置。
第二種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)做Y軸方向上的平動(dòng)。所述A電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述AY軸滑塊相對(duì)所述底座沿Y軸方向上移動(dòng)了一定距離AYO,即,由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A1點(diǎn);所述B電機(jī)和所述C電機(jī)保持不動(dòng),因此,所述BX滑塊和所述CX滑塊相對(duì)于所述底座保持不動(dòng)。所以所述工作臺(tái)由ABCD所示的位置運(yùn)動(dòng)到了A1B1C1D1所在的位置。
第三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)同時(shí)做X軸和Y軸方向上的運(yùn)動(dòng),并且繞所述底座做一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果AYO、BXO、CXO三者互不相等,則說明所述工作臺(tái)同時(shí)做X軸和Y軸方向上的運(yùn)動(dòng),并且繞所述底座做一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于所述A芯軸、所述B芯軸、所述C芯軸、所述D芯軸位于所述工作臺(tái)的四周,因此,所述工作臺(tái)的受力狀態(tài)均勻,所述工作臺(tái)具有良好的承載能力。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用三個(gè)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng),使所述工作臺(tái)在平面上獲得了三個(gè)方向的自由度。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用三個(gè)電機(jī)的共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)所述工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng),所以所述工作臺(tái)可以獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩,同時(shí)精度較高。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩,同時(shí),精度較高,必須在電機(jī)的輸出軸上設(shè)置精密減速器。由于該精密減速器價(jià)格昂貴,并且長時(shí)間運(yùn)行后,減速器容易產(chǎn)生間隙,從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的降低。
附圖說明
圖1是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在拆掉工作臺(tái)后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的A軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的B軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的C軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的無動(dòng)力軸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7、8、9是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理示意圖。
1底座、2工作臺(tái)、3無動(dòng)力軸、4 A軸運(yùn)動(dòng)單元、5 B軸運(yùn)動(dòng)單元、6 C軸運(yùn)動(dòng)單元、7 A芯軸、8 AX軸滑塊、9 AY軸滑塊、10 A底座塊、11絲桿、12 A螺母、13支架、14電機(jī)、15聯(lián)軸器、16動(dòng)力單元、17 C底座塊、18 CX滑塊、19 CY滑塊、20 C芯軸、21 D芯軸、22 DX滑塊、23 DY滑塊、24 D底座塊、25 B芯軸、26 BY滑塊、27 BX滑塊、28 B底座塊、29 C螺母、30 B螺母、31 B電機(jī)、32 C電機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明,但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制,附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述,本發(fā)明提供了一種平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),用于平面范圍內(nèi)的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),其中平動(dòng)包括兩個(gè)自由度,轉(zhuǎn)動(dòng)包括一個(gè)自由度;本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),利用三個(gè)運(yùn)動(dòng)單元和一個(gè)無動(dòng)力軸支撐于工作臺(tái)的四個(gè)端點(diǎn),工作臺(tái)受力狀態(tài)良好,結(jié)構(gòu)剛性高;以直線導(dǎo)軌作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu),摩擦阻力小,傳動(dòng)效率高,運(yùn)動(dòng)精度高。
圖1是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在拆掉工作臺(tái)后的結(jié)構(gòu)示意圖,圖3是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的A軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖,圖4是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的B軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖,圖5是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的C軸運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖,圖6是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的無動(dòng)力軸的結(jié)構(gòu)示意圖,圖7、8、9是本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)原理示意圖。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái),包括:底座1、工作臺(tái)2、無動(dòng)力軸3、A軸運(yùn)動(dòng)單元4、B軸運(yùn)動(dòng)單元5、C軸運(yùn)動(dòng)單元6,所述無動(dòng)力軸3、A軸運(yùn)動(dòng)單元4、B軸運(yùn)動(dòng)單元5、C軸運(yùn)動(dòng)單元6固連于所述底座1上,所述工作臺(tái)2固連于所述無動(dòng)力軸3、A軸運(yùn)動(dòng)單元4、B軸運(yùn)動(dòng)單元5、C軸運(yùn)動(dòng)單元6。
更具體地,所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4包括:A芯軸7、AX軸滑塊8、AY軸滑塊9、A螺母12、A底座塊10、A電機(jī)14和動(dòng)力單元16,所述動(dòng)力單元16包括:絲桿11、支架13、聯(lián)軸器15,所述絲桿11活動(dòng)連接于所述螺母12,所述支架13固連于所述底座1上,所述A電機(jī)14的輸出軸通過所述聯(lián)軸器15固連于所述絲桿11;所述A螺母12固連于所述AY軸滑塊9;所述A底座塊10固連于所述底座1上,所述AY軸滑塊9活動(dòng)連接于所述A底座塊10,所述AX軸滑塊8活動(dòng)連接于所述AY軸滑塊9,所述A芯軸7活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊8;所述工作臺(tái)2固連于所述A芯軸7。
更具體地,所述B軸運(yùn)動(dòng)單元5包括:B芯軸25、BY滑塊26、BX滑塊27、B螺母30、B底座塊28、B電機(jī)31和動(dòng)力單元16,所述動(dòng)力單元16包括:絲桿11、支架13、聯(lián)軸器15,所述絲桿11活動(dòng)連接于所述B螺母30,所述支架13固連于所述底座1上,所述B電機(jī)31的輸出軸通過所述聯(lián)軸器15固連于所述絲桿11;所述B螺母30固連于所述BX滑塊27;所述B底座塊28固連于所述底座1上,所述BX滑塊27活動(dòng)連接于所述B底座塊28,所述BY滑塊26活動(dòng)連接于所述BX滑塊27,所述B芯軸25活動(dòng)連接于所述BY滑塊26;所述工作臺(tái)2固連于所述B芯軸25。
更具體地,所述C軸運(yùn)動(dòng)單元6包括:C底座塊17、CX滑塊18、CY滑塊19、C芯軸20、D芯軸21、C螺母29、C電機(jī)32和動(dòng)力單元16,所述動(dòng)力單元16包括:絲桿11、支架13、聯(lián)軸器15,所述絲桿11活動(dòng)連接于所述C螺母29,所述支架13固連于所述底座1上,所述C電機(jī)32的輸出軸通過所述聯(lián)軸器15固連于所述絲桿11;所述C螺母29固連于所述BX滑塊27;所述C底座塊17固連于所述底座1上,所述CX滑塊18活動(dòng)連接于所述C底座塊17,所述CY滑塊19活動(dòng)連接于所述CX滑塊18,所述C芯軸20活動(dòng)連接于所述CY滑塊19;所述工作臺(tái)2固連于所述C芯軸20。
更具體地,所述無動(dòng)力軸3包括:D芯軸21、DX滑塊22、DY滑塊23、D底座塊24,所述D底座塊24固連于所述底座1,所述DY滑塊23活動(dòng)連接于所述D底座塊24,所述DY滑塊23活動(dòng)連接于所述DX滑塊22,所述D芯軸21活動(dòng)連接于所述DX滑塊22。
以下結(jié)合圖1至9,進(jìn)一步描述本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作原理和工作過程:
首先建立相對(duì)于所述底座1的基坐標(biāo)系,確定X軸和Y軸的方向。接著在所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4上建立相對(duì)于所述底座1的基坐標(biāo)系,確定AX軸和AY軸的方向;接著在所述B軸運(yùn)動(dòng)單元5上建立相對(duì)于所述底座1的基坐標(biāo)系,確定BX軸和BY軸的方向;接著在所述C軸運(yùn)動(dòng)單元6上建立相對(duì)于所述底座1的基坐標(biāo)系,確定CX軸和CY軸的方向。
首先描述所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4的工作過程和工作原理:
所述A底座塊10固連于所述底座1上,所述AY軸滑塊9活動(dòng)連接于所述A底座塊10,所述AX軸滑塊8活動(dòng)連接于所述AY軸滑塊9,所述A芯軸7活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊8,所述A芯軸7可以相對(duì)于所述AX軸滑塊8并繞所述A芯軸7的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。所述工作臺(tái)2固連于所述芯軸7。也可以理解為,所述工作臺(tái)2可以相對(duì)于所述AX軸滑塊8轉(zhuǎn)動(dòng)。所述AY軸滑塊9可相對(duì)于所述A底座塊10做AY軸方向上的直線運(yùn)動(dòng);所述AX軸滑塊8可相對(duì)于所述AY軸滑塊9做AX軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。
所述絲桿11活動(dòng)連接于所述螺母12,所述支架13固連于所述底座1上,所述A電機(jī)14的輸出軸通過所述聯(lián)軸器15固連于所述絲桿11。由于所述A螺母12固連于所述AY軸滑塊9,因此所述AY軸滑塊9的運(yùn)動(dòng)受到所述A電機(jī)14的控制。由于所述芯軸7固連于所述工作臺(tái)2,所述A芯軸7活動(dòng)連接于所述AX軸滑塊8,因此所述AX軸滑塊8的運(yùn)動(dòng)受到所述工作臺(tái)2的控制。同時(shí)可以理解為,所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4在AY軸方向上對(duì)所述AX軸滑塊8進(jìn)行了控制。
由于所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4、B軸運(yùn)動(dòng)單元5、C軸運(yùn)動(dòng)單元6具有類似的結(jié)構(gòu),參照所述A軸運(yùn)動(dòng)單元4的工作原理,本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)將不在贅述B軸運(yùn)動(dòng)單元5、C軸運(yùn)動(dòng)單元6的工作過程和工作原理。可以得到的結(jié)論是,所述B軸運(yùn)動(dòng)單元5在BX軸方向上對(duì)所述BY滑塊26進(jìn)行了控制,所述C軸運(yùn)動(dòng)單元6在CX軸方向上對(duì)所述CY滑塊19進(jìn)行了控制。又由于所述B芯軸25活動(dòng)連接于所述BY滑塊26,所述工作臺(tái)2可以相對(duì)于所述BY滑塊26做轉(zhuǎn)動(dòng);又由于所述C芯軸20活動(dòng)連接于所述CY滑塊19,所述工作臺(tái)可以相對(duì)于所述CY滑塊19做轉(zhuǎn)動(dòng)。
初始狀態(tài)下:將所述A芯軸7的中心軸線記為A、將所述B芯軸25的中心軸線記為B,將所述C芯軸20的中心軸線記為C、將所述D芯軸21的中心軸線記為D;
運(yùn)動(dòng)結(jié)束后:將將所述A芯軸7的中心軸線記為A1、將所述B芯軸25的中心軸線記為B1,將所述C芯軸20的中心軸線記為C1、將所述D芯軸21的中心軸線記為D1。
接下來描述所述工作臺(tái)2的三種運(yùn)動(dòng)過程:
第一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)2做X軸方向上的平動(dòng)。所述A電機(jī)14保持不動(dòng),因此,所述AY軸滑塊9保持不動(dòng);所述B電機(jī)31轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述BX滑塊27相對(duì)所述底座1沿X軸方向運(yùn)動(dòng)了一定距離BXO,即,由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B1點(diǎn);所述C電機(jī)32轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述CX滑塊18相對(duì)所述底座1沿X軸方向運(yùn)動(dòng)了一定距離CXO,即,由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C1點(diǎn)。由于所述BX滑塊27的運(yùn)動(dòng)距離和所述CX滑塊18的運(yùn)動(dòng)距離相等,所以所述工作臺(tái)2由ABCD所示的位置運(yùn)動(dòng)到了A1B1C1D1所在的位置。
第二種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)2做Y軸方向上的平動(dòng)。所述A電機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,因此,所述AY軸滑塊9相對(duì)所述底座1沿Y軸方向上移動(dòng)了一定距離AYO,即,由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A1點(diǎn);所述B電機(jī)31和所述C電機(jī)32保持不動(dòng),因此,所述BX滑塊27和所述CX滑塊18相對(duì)于所述底座1保持不動(dòng)。所以所述工作臺(tái)2由ABCD所示的位置運(yùn)動(dòng)到了A1B1C1D1所在的位置。
第三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所述工作臺(tái)2同時(shí)做X軸和Y軸方向上的運(yùn)動(dòng),并且繞所述底座1做一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果AYO、BXO、CXO三者互不相等,則說明所述工作臺(tái)2同時(shí)做X軸和Y軸方向上的運(yùn)動(dòng),并且繞所述底座1做一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于所述A芯軸7、所述B芯軸25、所述C芯軸20、所述D芯軸21位于所述工作臺(tái)2的四周,因此,所述工作臺(tái)2的受力狀態(tài)均勻,所述工作臺(tái)2具有良好的承載能力。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用三個(gè)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng),使所述工作臺(tái)2在平面上獲得了三個(gè)方向的自由度。
本發(fā)明平面式三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用三個(gè)電機(jī)的共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)所述工作臺(tái)2的轉(zhuǎn)動(dòng),所以所述工作臺(tái)2可以獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩,同時(shí)精度較高。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩,同時(shí),精度較高,必須在電機(jī)的輸出軸上設(shè)置精密減速器。由于該精密減速器價(jià)格昂貴,并且長時(shí)間運(yùn)行后,減速器容易產(chǎn)生間隙,從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的降低。
最后,應(yīng)當(dāng)指出,以上實(shí)施例僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然,本發(fā)明不限于上述實(shí)施例,還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。