一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定支座，固定支座主要包括有底板、X向移動(dòng)托板、Y向移動(dòng)托板和Z軸回轉(zhuǎn)托板；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在固定支座上，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)串聯(lián)在平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方；平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)分為上下串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部分，下部分為可沿空間直角坐標(biāo)系X軸平移的X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu),上部分為可沿空間直角坐標(biāo)系Y軸平移的Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)；垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可繞空間直角坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)；本實(shí)用新型設(shè)計(jì)具有平面三自由度定位效率高、容易控制、低成本、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)，解決了大部分平面三自由度定位平臺(tái)不能大角度定位的問題。
【專利說明】
一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域以及運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)械工業(yè)和信息化社會(huì)的快速進(jìn)步，精密定位技術(shù)的精度、分辨率也在不斷提高，其發(fā)展經(jīng)歷了從50年代用于精密機(jī)床定位的毫米級(jí)，到60年代坐標(biāo)機(jī)床定位的微米級(jí)，再到80年代CNC數(shù)控機(jī)床的亞微米級(jí)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備和生命科學(xué)、半導(dǎo)體和平板顯示器、光電、汽車、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、激光加工、軍事、航空航天、電子制造等行業(yè)領(lǐng)域，定位技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位，并擁有廣闊的發(fā)展前景。
[0003]設(shè)備的定位精度在很大程度上影響生產(chǎn)制造的質(zhì)量及其應(yīng)用效果，因此定位精度高可帶來較高的生產(chǎn)效益，多自由度定位平臺(tái)廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和民生娛樂設(shè)施中，現(xiàn)階段常用的平面三自由度定位平臺(tái)成本低廉、制造簡(jiǎn)易，但是目前的平面三自由度定位平臺(tái)的最大移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)幅度仍受限制，在很大程度上限定了定位平臺(tái)的定位效果與定位精度，不利于工業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型旨在公開一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，所述精密定位平臺(tái)主要包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定支座，所述的固定支座主要包括有底板、X向移動(dòng)托板、Y向移動(dòng)托板和Z軸回轉(zhuǎn)托板;所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在固定支座上，其特征在于:所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)串聯(lián)在平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方；
[0006]所述平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)分為上下串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部分，下部分為可沿空間直角坐標(biāo)系X軸平移的直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)，上部分為可沿空間直角坐標(biāo)系Y軸平移的直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)；其中，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于底板上的卡槽上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于X向移動(dòng)托板表面的卡槽上，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)；
[0007]所述360°垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可繞空間直角坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸向連接，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)程蝸桿的蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，渦輪內(nèi)部安裝有交叉滾子軸承；
[0008]所述垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Y向移動(dòng)托板表層的卡位上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng);所述的Y向移動(dòng)托板的端面裝有軸承固定座，所述的交叉滾子軸承安裝在渦輪內(nèi)部且固定在軸承固定座上。
[0009]上述方案進(jìn)一步是:所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和滑軌組件，滑軌組件由滑塊和導(dǎo)軌組成，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在滑軌組件的一端，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝在滑軌組件之間，所述的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)裝置電性連接；
[0010]上述方案進(jìn)一步是:所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)外層設(shè)置有兩對(duì)伸縮保護(hù)罩，分別套在X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)和Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的外圍。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:本實(shí)用新型采用的串聯(lián)機(jī)構(gòu)的可360°旋轉(zhuǎn)的三自由度定位平臺(tái)，三種運(yùn)動(dòng)方式互相帶動(dòng)卻互不干擾，減少不必要的誤差，定位效率高，其操作容易、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易、運(yùn)動(dòng)形式多樣化，而且生產(chǎn)成本低廉、制造過程不繁雜、生產(chǎn)周期短;本實(shí)用新型的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了雙導(dǎo)程蝸桿可有效消除蝸輪蝸桿在的傳動(dòng)中的間隙，從而提高定位精度，而采用的交叉滾子軸承可實(shí)現(xiàn)定位平臺(tái)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的360度旋轉(zhuǎn)，工作空間、工作范圍大，解決了大部分三自由度定位平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度小的問題，而且可承受各個(gè)方向的負(fù)荷，保證旋轉(zhuǎn)精度要求;總之，本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)定滿足生產(chǎn)需求的定位參數(shù)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效益帶來可觀的提升。
[0012]【附圖說明】:
[0013]圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的分解圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型的Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型的X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)注說明:1-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，I1-X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)，12-Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)，13-垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，2-固定支座，21-底板，22-X向移動(dòng)托板，23-Y向移動(dòng)托板，24-Z軸回轉(zhuǎn)托板，3-伸縮保護(hù)罩，111-傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，112-驅(qū)動(dòng)裝置，113-滑軌組件，131-蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和132-交叉滾子軸承。
[0019]【具體實(shí)施方式】:
[0020]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】:一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，所述精密定位平臺(tái)主要包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I和固定支座2，所述固定支座2主要包括有底板21、X向移動(dòng)托板22、Y向移動(dòng)托板23和Z軸回轉(zhuǎn)托板24。所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I安裝在固定支座2上，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13，所述垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13串聯(lián)在平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，機(jī)構(gòu)的串聯(lián)可使其中一個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)另一個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)闄C(jī)構(gòu)間的傳動(dòng)獨(dú)立，因此機(jī)構(gòu)之間運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相互干擾。
[0021]所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)分為上下串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部分，下部分為可沿空間直角坐標(biāo)系X軸平移的X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)11，上部分為可沿空間直角坐標(biāo)系Y軸平移的Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)12;其中，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于底板21表面的卡槽上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于X向移動(dòng)托板22表面的卡槽上，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
[0022]所述的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13可繞空間直角坐標(biāo)系Z軸360°旋轉(zhuǎn)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13主要包括有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸向連接，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可直接驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿的運(yùn)動(dòng)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為帶雙導(dǎo)程蝸桿的蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)131，渦輪內(nèi)部安裝有交叉滾子軸承132;所采用的雙導(dǎo)程蝸桿可有效消除蝸輪蝸桿在的傳動(dòng)中的間隙，同時(shí)，采用交叉滾子軸承可實(shí)現(xiàn)定位平臺(tái)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的360度旋轉(zhuǎn)，可承受各個(gè)方向較大的負(fù)荷，保證精度要求。
[0023]所述的垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Y向移動(dòng)托板表層的卡位上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng);所述的Y向移動(dòng)托板的端面裝有軸承固定座，所述的交叉滾子軸承安裝在渦輪內(nèi)部且固定在軸承固定座上。
[0024]所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)111、驅(qū)動(dòng)裝置112和滑軌組件113，滑軌組件由滑塊和導(dǎo)軌組成，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在滑軌組件的一端，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝在滑軌組件之間，所述的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)裝置電性連接。
[0025]所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)外層設(shè)置有兩對(duì)伸縮保護(hù)罩3，分別套在X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)和Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的外圍；所套的伸縮保護(hù)罩可防止機(jī)構(gòu)的零件因外來因素受損且保持內(nèi)部環(huán)境的潔凈，減小空氣中的雜質(zhì)對(duì)定位精度的影響，以及延長(zhǎng)各部分零件的使用壽命O
[0026]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，本行業(yè)的技術(shù)人員，在本技術(shù)方案的啟迪下，可以做出一些變形與修改，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，所述的精密定位平臺(tái)主要包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定支座，所述的固定支座主要包括有底板、X向移動(dòng)托板、Y向移動(dòng)托板和Z軸回轉(zhuǎn)托板;所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在固定支座上，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)和360°垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述360°垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)串聯(lián)在平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方； 所述平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)分為上下串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)部分，下部分為可沿空間直角坐標(biāo)系X軸平移的直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)，上部分為可沿空間直角坐標(biāo)系Y軸平移的直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)；其中，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于底板上的卡槽上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝于X向移動(dòng)托板表面的卡槽上，X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)； 所述360°垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可繞空間直角坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)軸向連接，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)程蝸桿的蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，渦輪內(nèi)部安裝有交叉滾子軸承； 所述垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于Y向移動(dòng)托板表層的卡位上，Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng);所述的Y向移動(dòng)托板的端面裝有軸承固定座，所述的交叉滾子軸承安裝在渦輪內(nèi)部且固定在軸承固定座上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，其特征在于:所述平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置和滑軌組件，滑軌組件由滑塊和導(dǎo)軌組成，驅(qū)動(dòng)裝置安裝在滑軌組件的一端，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)安裝在滑軌組件之間，所述的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)裝置電性連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可360°旋轉(zhuǎn)的平面三自由度串聯(lián)精密定位平臺(tái)，其特征在于:所述的平面交叉移動(dòng)機(jī)構(gòu)外層設(shè)置有兩對(duì)伸縮保護(hù)罩，分別套在X向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)和Y向直線移動(dòng)結(jié)構(gòu)的外圍。
【文檔編號(hào)】F16M11/04GK205480018SQ201620081385
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】梁經(jīng)倫, 董慶鋒, 何志雄
【申請(qǐng)人】東莞理工學(xué)院