一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，包括运动机构和固定支座，固定支座主要包括有底板、X向移动托板、Y向移动托板和Z轴回转托板；运动机构安装在固定支座上，运动机构包括平面交叉移动机构和垂直回转机构，垂直回转机构串联在平面交叉移动机构的上方；平面交叉移动机构分为上下串联结构的两个部分，下部分为可沿空间直角坐标系X轴平移的X向直线移动结构,上部分为可沿空间直角坐标系Y轴平移的Y向直线移动结构；垂直回转机构可绕空间直角坐标系Z轴旋转；本实用新型设计具有平面三自由度定位效率高、容易控制、低成本、工作空间大等优点，解决了大部分平面三自由度定位平台不能大角度定位的问题。
【专利说明】
一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械设备领域以及运动控制领域，特别是一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台。
【背景技术】
[0002]随着机械工业和信息化社会的快速进步，精密定位技术的精度、分辨率也在不断提高，其发展经历了从50年代用于精密机床定位的毫米级，到60年代坐标机床定位的微米级，再到80年代CNC数控机床的亚微米级，现已广泛应用于医疗设备和生命科学、半导体和平板显示器、光电、汽车、数据存储、激光加工、军事、航空航天、电子制造等行业领域，定位技术在工业生产中具有举足轻重的地位，并拥有广阔的发展前景。
[0003]设备的定位精度在很大程度上影响生产制造的质量及其应用效果，因此定位精度高可带来较高的生产效益，多自由度定位平台广泛应用在工业生产领域和民生娱乐设施中，现阶段常用的平面三自由度定位平台成本低廉、制造简易，但是目前的平面三自由度定位平台的最大移动或旋转幅度仍受限制，在很大程度上限定了定位平台的定位效果与定位精度，不利于工业生产的长远发展。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型旨在公开一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，所述精密定位平台主要包括运动机构和固定支座，所述的固定支座主要包括有底板、X向移动托板、Y向移动托板和Z轴回转托板;所述的运动机构安装在固定支座上，其特征在于:所述的运动机构包括平面交叉移动机构和垂直回转机构，所述的垂直回转机构串联在平面交叉移动机构的上方；
[0006]所述平面交叉移动机构分为上下串联结构的两个部分，下部分为可沿空间直角坐标系X轴平移的直线移动结构，上部分为可沿空间直角坐标系Y轴平移的直线移动结构；其中，X向直线移动结构安装于底板上的卡槽上，Y向直线移动结构安装于X向移动托板表面的卡槽上，X向直线移动结构的运动可带动Y向直线移动结构的运动；
[0007]所述360°垂直回转机构可绕空间直角坐标系Z轴旋转，垂直回转机构主要包括有传动机构和驱动机构，所述的传动机构与驱动机构轴向连接，所述的传动机构为双导程蜗杆的蜗轮蜗杆传动机构，涡轮内部安装有交叉滚子轴承；
[0008]所述垂直回转机构安装于Y向移动托板表层的卡位上，Y向直线移动结构的运动可带动垂直回转机构的运动;所述的Y向移动托板的端面装有轴承固定座，所述的交叉滚子轴承安装在涡轮内部且固定在轴承固定座上。
[0009]上述方案进一步是:所述的平面交叉移动机构主要包括有传动结构、驱动装置和滑轨组件，滑轨组件由滑块和导轨组成，驱动装置安装在滑轨组件的一端，传动结构安装在滑轨组件之间，所述的传动结构与驱动装置电性连接；
[0010]上述方案进一步是:所述的平面交叉移动机构外层设置有两对伸缩保护罩，分别套在X向直线移动结构和Y向直线移动结构的外围。
[0011]本实用新型的有益效果体现在:本实用新型采用的串联机构的可360°旋转的三自由度定位平台，三种运动方式互相带动却互不干扰，减少不必要的误差，定位效率高，其操作容易、驱动简易、运动形式多样化，而且生产成本低廉、制造过程不繁杂、生产周期短;本实用新型的垂直回转机构采用了双导程蜗杆可有效消除蜗轮蜗杆在的传动中的间隙，从而提高定位精度，而采用的交叉滚子轴承可实现定位平台垂直回转机构的360度旋转，工作空间、工作范围大，解决了大部分三自由度定位平台转动角度小的问题，而且可承受各个方向的负荷，保证旋转精度要求;总之，本实用新型可广泛应用在各种生产领域中，实现快速设定满足生产需求的定位参数，对企业的生产效益带来可观的提升。
[0012]【附图说明】:
[0013]图1是本实用新型整体结构的分解图；
[0014]图2是本实用新型整体结构示意图；
[0015]图3是本实用新型的垂直回转机构示意图；
[0016]图4是本实用新型的Y向直线移动结构示意图；
[0017]图5是本实用新型的X向直线移动结构示意图。
[0018]附图标注说明:1-运动机构，I1-X向直线移动结构，12-Y向直线移动结构，13-垂直回转机构，2-固定支座，21-底板，22-X向移动托板，23-Y向移动托板，24-Z轴回转托板，3-伸缩保护罩，111-传动结构，112-驱动装置，113-滑轨组件，131-蜗轮蜗杆传动机构和132-交叉滚子轴承。
[0019]【具体实施方式】:
[0020]下面结合附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】:一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，所述精密定位平台主要包括运动机构I和固定支座2，所述固定支座2主要包括有底板21、X向移动托板22、Y向移动托板23和Z轴回转托板24。所述运动机构I安装在固定支座2上，运动机构I包括平面交叉移动机构和垂直回转机构13，所述垂直回转机构13串联在平面交叉移动机构的上方，机构的串联可使其中一个机构的运动带动另一个机构的运动，又因为机构间的传动独立，因此机构之间运动时不会相互干扰。
[0021]所述的平面交叉移动机构分为上下串联结构的两个部分，下部分为可沿空间直角坐标系X轴平移的X向直线移动结构11，上部分为可沿空间直角坐标系Y轴平移的Y向直线移动结构12;其中，X向直线移动结构安装于底板21表面的卡槽上，Y向直线移动结构安装于X向移动托板22表面的卡槽上，X向直线移动结构的运动可带动Y向直线移动结构的运动。
[0022]所述的垂直回转机构13可绕空间直角坐标系Z轴360°旋转，垂直回转机构13主要包括有传动机构和驱动机构，所述传动机构与驱动机构轴向连接，电机启动时可直接驱动蜗轮蜗杆的运动，所述传动机构为带双导程蜗杆的蜗轮蜗杆传动机构131，涡轮内部安装有交叉滚子轴承132;所采用的双导程蜗杆可有效消除蜗轮蜗杆在的传动中的间隙，同时，采用交叉滚子轴承可实现定位平台垂直回转机构的360度旋转，可承受各个方向较大的负荷，保证精度要求。
[0023]所述的垂直回转机构安装于Y向移动托板表层的卡位上，Y向直线移动结构的运动可带动垂直回转机构的运动;所述的Y向移动托板的端面装有轴承固定座，所述的交叉滚子轴承安装在涡轮内部且固定在轴承固定座上。
[0024]所述的平面交叉移动机构主要包括有传动结构111、驱动装置112和滑轨组件113，滑轨组件由滑块和导轨组成，驱动装置安装在滑轨组件的一端，传动结构安装在滑轨组件之间，所述的传动结构与驱动装置电性连接。
[0025]所述的平面交叉移动机构外层设置有两对伸缩保护罩3，分别套在X向直线移动结构和Y向直线移动结构的外围；所套的伸缩保护罩可防止机构的零件因外来因素受损且保持内部环境的洁净，减小空气中的杂质对定位精度的影响，以及延长各部分零件的使用寿命O
[0026]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，所述的精密定位平台主要包括运动机构和固定支座，所述的固定支座主要包括有底板、X向移动托板、Y向移动托板和Z轴回转托板;所述运动机构安装在固定支座上，其特征在于:所述运动机构包括平面交叉移动机构和360°垂直回转机构，所述360°垂直回转机构串联在平面交叉移动机构的上方； 所述平面交叉移动机构分为上下串联结构的两个部分，下部分为可沿空间直角坐标系X轴平移的直线移动结构，上部分为可沿空间直角坐标系Y轴平移的直线移动结构；其中，X向直线移动结构安装于底板上的卡槽上，Y向直线移动结构安装于X向移动托板表面的卡槽上，X向直线移动结构的运动可带动Y向直线移动结构的运动； 所述360°垂直回转机构可绕空间直角坐标系Z轴旋转，垂直回转机构主要包括有传动机构和驱动机构，所述的传动机构与驱动机构轴向连接，所述的传动机构为双导程蜗杆的蜗轮蜗杆传动机构，涡轮内部安装有交叉滚子轴承； 所述垂直回转机构安装于Y向移动托板表层的卡位上，Y向直线移动结构的运动可带动垂直回转机构的运动;所述的Y向移动托板的端面装有轴承固定座，所述的交叉滚子轴承安装在涡轮内部且固定在轴承固定座上。2.根据权利要求1所述的一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，其特征在于:所述平面交叉移动机构主要包括有传动结构、驱动装置和滑轨组件，滑轨组件由滑块和导轨组成，驱动装置安装在滑轨组件的一端，传动结构安装在滑轨组件之间，所述的传动结构与驱动装置电性连接。3.根据权利要求1所述的一种可360°旋转的平面三自由度串联精密定位平台，其特征在于:所述的平面交叉移动机构外层设置有两对伸缩保护罩，分别套在X向直线移动结构和Y向直线移动结构的外围。
【文档编号】F16M11/04GK205480018SQ201620081385
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】梁经伦, 董庆锋, 何志雄
【申请人】东莞理工学院