专利名称：一种用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台的制作方法
技术领域：
本发明涉 及伺服定位平台领域，尤其涉及ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台。
背景技术：
伺服定位平台在エ业自动化领域应用广泛。在ニ维平面定位方面，往往只通过X轴和Y轴方向的运动无法完成平面的精确定位，通常还需要将伺服定位平台进行旋转操作(即e操作)才能完成精确定位。在ニ维平面定位方面，传统的三轴伺服定位平台如图I和图2所示。图I给出ー种现有的三轴伺服定位平台，包含ー用于X轴向位移的X轴运动装置、ー用于Y轴向位移的Y轴运动装置、一用于旋转操作的旋转运动装置、一平台底座及ー用于放置待定位物体的定位平台。Y轴运动装置架设于平台底座上，X轴运动装置架设于Y轴运动装置上，旋转运动装置架设于X轴运动装置上，定位平台架设于旋转运动装置上。X轴运动装置和Y轴运动装置共同完成定位平台的平移操作，旋转运动装置完成定位平台的旋转操作。图2给出另一种现有的三轴伺服定位平台，它包含一用于X轴向位移的X轴运动装置、ー用于Y轴向位移的Y轴运动装置、一用于旋转操作的旋转运动装置、一平台底座及ー用于放置待定位物体的定位平台。旋转运动装置架设于平台底座上，Y轴运动装置架设于旋转运动装置上，X轴运动装置架设于Y轴运动装置上，定位平台架设于X轴运动装置上。X轴运动装置和Y轴运动装置共同完成定位平台的平移操作，旋转运动装置完成定位平台的旋转操作。无论是图I所示的三轴伺服定位平台，还是图2所示的三轴伺服定位平台，其X轴运动装置、Y轴运动装置和旋转运动装置为叠加构造，这使得三轴伺服定位平台体积庞大，尤其是旋转运动装置体积巨大，阻碍工作空间，降低空间利用率，并且在某些精密伺服定位系统中无法安装，限制了其使用范围。其次现有的结构中，X轴运动装置、Y轴运动装置和旋转运动装置为叠加构造,这使得三轴伺服定位平台构造复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供ー种结构简单，体积超薄，适用范围广、价格低廉的用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台。本发明所采用的技术方案是ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，至少包括平台底座、U轴运动装置、V轴运动装置、W轴运动装置和定位平台；所述U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置处于同一平面，固定在平台底座和定位平台之间。所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置具有相同的结构。所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置在平台底座和定位平台之间形成三面分布；所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置在平台底座和定位平台之间互成90度。所述的U轴运动装置包括伺服电机、滚珠丝杠、固定端子及移动旋转机构；固定端子和伺服电机分别在滚珠丝杠两端，移动旋转机构与滚珠丝杠丝杠连接，移动旋转机构沿滚珠丝杠做直线移动。所述的移动旋转机构包括移动圆盘及移动旋转横梁，移动圆盘下端套在滚珠丝杠上，井随滚珠丝杠的旋转沿滚珠丝杠做直线移动，移动旋转横梁与移动圆盘轴连接或轴承连接，使移动旋转横梁在移动圆盘上能够自由旋转。所述的定位平台固定平台滑行导轨装置，平台滑行导轨装置与移动旋转横梁通过T型槽连接；定位过程中，移动旋转机构沿滚珠丝杠移动，移动旋转横梁沿平台滑行导轨装置滑行；当定位平台进行旋转定位时，移动旋转横梁沿平台滑行导轨装置滑行或旋转运动。所述的U轴运动装置或包括伺服电机、滚珠丝杠、固定端子及移动滑行导轨装置； 固定端子和伺服电机分别在滚珠丝杠两端，移动滑行导轨装置与滚珠丝杠丝杠连接，移动滑行导轨装置沿滚珠丝杠做直线移动。所述的定位平台固定平台旋转机构，平台旋转机构由平台圆盘及平台旋转横梁构成，平台圆盘固定在定位平台上，平台旋转横梁与平台圆盘轴连接或轴承连接，使平台旋转横梁在平台圆盘上能够自由旋转，平台旋转横梁与移动滑行导轨装置通过T型槽连接；定位过程中，移动滑行导轨装置沿滚珠丝杠移动，平台旋转横梁沿移动滑行导轨装置滑行；当定位平台进行旋转定位时，平台旋转横梁沿移动滑行导轨装置滑行或旋转运动。本发明所达到的技术效果是U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置三轴在同一平面上，使所述用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台体积大大縮小，提高了空间利用率，能够适用于对伺服定位平台体积、质量有严格要求的精密ニ维平面定位的伺服定位系统中；u轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置三轴在同一平面上，使所述用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台结构简単，降低制造成本。同时，采用u、v、w三轴控制以提高本发明之用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台的定位精度。
下面參照附图结合实施例对本发明作进ー步说明图I是ー种传统的三轴伺服定位平台的组合示意图；图2是另ー种传统的三轴伺服定位平台的组合示意图；图3是本发明实施例结构示意图；图4是本发明实施例I处于定位前的位置示意图；图5是本发明实施例I处于定位后的位置示意图；图6是本发明实施例2处于定位前的位置示意图；图7是本发明实施例2处于定位后的位置示意图；图8是本发明实施例I的局部结构分解示意图；图9是本发明实施例I的局部运动示意图；图10是本发明实施例2的局部结构分解示意图；图11是本发明实施例2的局部运动示意图。
图中，I、用于X轴向位移的X轴运动装置；2、用于Y轴向位移的Y轴运动装置；3、用于旋转操作的旋转运动装置；4、平台底座；5、定位平台；6、U轴运动装置；7、V轴运动装置；8、W轴运动装置；9、定位平台；601、伺服电机；602、滚珠丝杠；603、固定端子；604、移动旋转机构；605、移动圆盘；606、移动旋转横梁；607、移动滑行导轨装置；901、平台滑行导轨装置；902、平台旋转机构；903、平台圆盘；904、平台旋转横梁。
具体实施例方式图I给出ー种现有的三轴伺服定位 平台，包含ー用于X轴向位移的X轴运动装置
I、ー用于Y轴向位移的Y轴运动装置2、一用于旋转操作的旋转运动装置3、一平台底座4及ー用于放置待定位物体的定位平台5。Y轴运动装置2架设于平台底座4上，X轴运动装置I架设于Y轴运动装置2上，旋转运动装置3架设于X轴运动装置I上，定位平台5架设于旋转运动装置3上。X轴运动装置I和Y轴运动装置2共同完成定位平台5的平移操作，旋转运动装置3完成定位平台5的旋转操作。图2给出另一种现有的三轴伺服定位平台，它包含一用于X轴向位移的X轴运动装置I、ー用于Y轴向位移的Y轴运动装置2、一用于旋转操作的旋转运动装置3、一平台底座4及ー用于放置待定位物体的定位平台5。旋转运动装置3架设于平台底座4上，Y轴运动装置2架设于旋转运动装置3上，X轴运动装置I架设于Y轴运动装置2上，定位平台5架设于X轴运动装置I上。X轴运动装置I和Y轴运动装置2共同完成定位平台5的平移操作，旋转运动装置3完成定位平台5的旋转操作。无论是图I所示的三轴伺服定位平台，还是图2所示的三轴伺服定位平台，其X轴运动装置、Y轴运动装置和旋转运动装置为叠加构造，这使得三轴伺服定位平台体积庞大，尤其是旋转运动装置体积巨大，阻碍工作空间，降低空间利用率，并且在某些精密伺服定位系统中无法安装，限制了其使用范围。如图3所示，ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，至少包括平台底座4、U轴运动装置6、V轴运动装置7、W轴运动装置8和定位平台9 ;所述U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8处于同一平面，固定在平台底座4和定位平台9之间。所述的U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8具有相同的结构。所述的U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8在平台底座4和定位平台9之间形成三面分布。所述的U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8在平台底座4和定位平台9之间互成90度。本发明具体实施例I结构过程说明如图4所示，U轴运动装置6、V轴运动装置7、W轴运动装置8具有相同的结构。现只对U轴运动装置6进行说明。如图4、图8所示，U轴运动装置6包括伺服电机601、滚珠丝杠602、固定端子603及移动旋转机构604 ;固定端子603和伺服电机601分别在滚珠丝杠602两端，移动旋转机构604与滚珠丝杠602丝杠连接，移动旋转机构604沿滚珠丝杠602做直线移动。移动旋转机构604包括移动圆盘605及移动旋转横梁606，移动圆盘605下端套在滚珠丝杠602上，并随滚珠丝杠602的旋转沿滚珠丝杠602做直线移动，移动旋转横梁606与移动圆盘605轴连接或轴承连接，使移动旋转横梁606在移动圆盘605上能够自由旋转。如图8所示，定位平台9固定平台滑行导轨装置901，平台滑行导轨装置901与移动旋转横梁606通过T型槽连接。
如图5、图9所示,定位过程中，移动旋转机构604沿滚珠丝杠602移动,移动旋转横梁606沿平台滑行导轨装置901被动滑行。当定位平台9进行旋转定位时，移动旋转横梁606除沿平台滑行导轨装置901被动滑行外，还会产生旋转操作。本发明具体实施例2结构过程说明如图6所示，U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8具有相同的结构。现只对U轴运动装置6进行说明。如图6、图10所示，U轴运动装置6包括伺服电机601、滚珠丝杠602、固定端子603及移动滑行导轨装置607 ;固定端子603和伺服电机601分别在滚珠丝杠602两端，移动滑行导轨装置607与滚珠丝杠602丝杠连接，移动滑行导轨装置607沿滚珠丝杠602做直线移动。如图10所示，定位平台9固定平台旋转机构902，平台旋转机构902由平台圆盘903及平台旋转横梁904构成，平台圆盘903固定在定位平台9上，平台旋转横梁904与平台圆盘903轴连接或轴承连接，使平台旋转横梁904在平台圆盘903上能够自由旋转，平台旋转横梁904与移动滑行导轨装置607通过T型槽连接。如图7、图11所示，定位过程中，移动滑行导轨装置607沿滚珠丝杠602移动，平台旋转横梁904沿移动滑行导轨装置607被动滑行。当定位平台9进行旋转定位时，平台旋转横梁904除沿移动滑行导轨装置607被动滑行外，还会产生旋转操作。
权利要求
1.ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是至少包括平台底座(4)、U轴运动装置(6)、V轴运动装置(7)、W轴运动装置(8)和定位平台(9);所述U轴运动装置(6)、V轴运动装置(7)和W轴运动装置(8)处于同一平面，固定在平台底座(4)和定位平台(9)之间。
2.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的U轴运动装置(6)、V轴运动装置(7)和W轴运动装置(8)具有相同的结构。
3.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的U轴运动装置(6)、V轴运动装置(7)和W轴运动装置(8)在平台底座(4)和定位平台(9)之间形成三面分布；U轴运动装置(6)、V轴运动装置(7)和W轴运动装置(8)在平台底座(4)和定位平台(9)之间互成90度。
4.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的U轴运动装置(6)包括伺服电机(601)、滚珠丝杠(602)、固定端子(603)及移动旋转机构(604)；固定端子(603)和伺服电机(601)分别在滚珠丝杠(602)两端,移动旋转机构(604)与滚珠丝杠(602)丝杠连接，移动旋转机构(604)沿滚珠丝杠(602)做直线移动。
5.根据权利要求4所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的移动旋转机构(604)包括移动圆盘(605)及移动旋转横梁(606)，移动圆盘(605)下端套在滚珠丝杠(602)上，并随滚珠丝杠(602)的旋转沿滚珠丝杠(602)做直线移动，移动旋转横梁(606)与移动圆盘(605)轴连接或轴承连接，使移动旋转横梁(606)在移动圆盘(605)上能够自由旋转。
6.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的定位平台(9)固定平台滑行导轨装置(901)，平台滑行导轨装置(901)与移动旋转横梁(606)通过T型槽连接；定位过程中，移动旋转机构(604)沿滚珠丝杠(602)移动，移动旋转横梁(606 )沿平台滑行导轨装置(901)滑行；当定位平台(9 )进行旋转定位时，移动旋转横梁(606)沿平台滑行导轨装置(901)滑行或旋转运动。
7.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的U轴运动装置(6)或包括伺服电机(601)、滚珠丝杠(602)、固定端子(603)及移动滑行导轨装置(607);固定端子(603)和伺服电机(601)分别在滚珠丝杠(602)两端，移动滑行导轨装置(607)与滚珠丝杠(602)丝杠连接，移动滑行导轨装置(607)沿滚珠丝杠(602)做直线移动。
8.根据权利要求I所述的ー种用于ニ维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，其特征是所述的定位平台(9)固定平台旋转机构(902)，平台旋转机构(902)由平台圆盘(903)及平台旋转横梁(904)构成，平台圆盘(903)固定在定位平台(9)上，平台旋转横梁(904)与平台圆盘(903)轴连接或轴承连接，使平台旋转横梁(904)在平台圆盘(903)上能够自由旋转，平台旋转横梁(904)与移动滑行导轨装置(607)通过T型槽连接；定位过程中，移动滑行导轨装置(607)沿滚珠丝杠(602)移动，平台旋转横梁(904)沿移动滑行导轨装置(607)滑行；当定位平台(9)进行旋转定位时，平台旋转横梁(904)沿移动滑行导轨装置(607)滑行或旋转运动。
全文摘要
本发明涉及伺服定位平台领域，尤其涉及一种用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台。至少包括平台底座4、U轴运动装置6、V轴运动装置7、W轴运动装置8和定位平台9；所述U轴运动装置6、V轴运动装置7和W轴运动装置8处于同一平面，固定在平台底座4和定位平台9之间，缩小了平台体积，提高了空间利用率，能够适用于对伺服定位平台体积和质量有严格要求伺服定位系统中。
文档编号B25H1/14GK102653058SQ201210135290
公开日2012年9月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者刘小峰, 刘贵喜, 折晓宇, 邓勇, 魏宁 申请人:西安电子科技大学