一种空间定位平台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种空间定位平台，包括X向导轨、在X向驱动机构的驱动作用下沿X向导轨进行直线往复移动的Y向导轨、在Y向驱动机构的驱动作用下沿Y向导轨进行直线往复移动的Z向导轨、在Z向驱动机构的驱动作用下沿Z向导轨进行上下往复移动的载物台，Y向导轨安装在X向导轨上，Z向导轨安装在Y向导轨上，载物台安装在Z向导轨上；X向驱动机构、Y向驱动机构和Z向驱动机构组成在空间直角坐标系的X、Y和Z轴方向上分别对载物台的位置进行调整的伺服驱动系统。本发明结构简单、设计合理、使用操作简便且使用效果好、定位精度高，能有效解决现有升降装置存在的运动方向单一、定位不精确、可靠性差等问题。
【专利说明】一种空间定位平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种定位平台，尤其是涉及一种空间定位平台。
【背景技术】
[0002]目前，在工业生产、制造过程中，经常需要使用用于升降的机械设备，如大型设备零部件的装配及检测、货物的提升装卸等。现有的升降设备大多只能实现提升方向的运动，并且难以实现该方向的精确定位，大多需要通过外界辅助测量装置进行定位，这就使得升降设备的结构复杂，使用不便，且定位不精确，影响整体效率。与此同时，传统的提升装置还存在以下几方面缺陷:第一、多以开环控制为主，并采用机械传动来实现其升降功能，不足之处在于控制精度差；第二、设备启动、停车时，惯性负载对系统的冲击大，容易造成设备晃动，影响设备焊接件、连接件等部分的可靠性，并使得电机负载突变易烧毁电机；第三、大功率升降设备的结构复杂，可靠性差；第四、整个系统过载保护、应急手动、应急停车等功能不能很好地实现。综上所述，工程中需要一种效率高、可靠性好且能在多个方向进行精确定位的空间定位平台。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种空间定位平台，其结构简单、设计合理、使用操作简便且使用效果好、定位精度高，能有效解决现有升降装置存在的运动方向单一、定位不精确、可靠性差等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种空间定位平台，其特征在于:包括X向导轨、在X向驱动机构的驱动作用下沿X向导轨进行直线往复移动的Y向导轨、在Y向驱动机构的驱动作用下沿Y向导轨进行直线往复移动的Z向导轨和在Z向驱动机构的驱动作用下沿Z向导轨进行上下往复移动的载物台，所述Y向导轨与X向导轨呈垂直布设且二者均呈水平向布设；所述Y向导轨安装在X向导轨上，所述Z向导轨安装在Y向导轨上，所述载物台安装在Z向导轨上；所述X向驱动机构、所述Y向驱动机构和所述Z向驱动机构组成在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向上分别对载物台的位置进行调整的伺服驱动系统；所述Y向导轨与所述X向液压驱动机构相接，所述Z向导轨与所述Y向液压驱动机构相接；所述载物台与所述Z向液压驱动机构相接。
[0005]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向驱动机构为X向液压驱动机构，所述Y向驱动机构为Y向液压驱动机构，所述Z向驱动机构为Z向液压驱动机构；所述X向液压驱动机构、所述Y向液压驱动机构和所述Z向液压驱动机构组成液压伺服系统；所述X向液压驱动机构包括与X向导轨呈平行布设的X向液压油缸，所述X向液压油缸呈水平向布设，所述X向液压油缸的缸体底部支顶在X向导轨上且其活塞杆顶端支顶在Y向导轨上；所述Y向液压驱动机构包括与Y向导轨呈平行布设的Y向液压油缸，所述Y向液压油缸呈水平向布设，所述Y向液压油缸的缸体底部支顶在Y向导轨上且其活塞杆顶端支顶在Z向导轨上；所述Z向液压驱动机构包括呈竖直向布设的Z向液压油缸，所述Z向液压油缸的缸体底部支顶在Z向导轨上且其活塞杆顶端支顶在载物台上。
[0006]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向导轨包括一道X向主轨，所述X向主轨呈水平向布设；所述X向主轨上部开有一道X向主轨滑槽,所述X向主轨滑槽沿X向主轨的中心轴线布设；所述Y向导轨包括一道与X向主轨呈垂直布设的Y向主轨，所述Y向主轨呈水平向布设，所述Y向主轨的底面中部设置有一个能沿X向主轨滑槽进行水平往复移动的Y向滑块，所述Y向主轨上部开有一道Y向主轨滑槽，所述Y向主轨滑槽沿Y向主轨的中心轴线布设；所述Z向导轨包括一个呈水平向布设的底板和多个均安装在底板上的Z向主轨，多个所述Z向主轨均呈竖直向布设，所述底板的底面中部设置有一个能沿Y向主轨滑槽进行水平往复移动的Z向滑块；所述载物台包括平板和多个均安装在平板上且能沿多个所述Z向主轨进行上下移动的滑移件，多个所述滑移件均布设在同一水平面上且其数量与多个所述Z向主轨的数量相同，多个所述Z向主轨上均设置有一道供所述滑移件进行上下滑移的Z向主轨滑槽。
[0007]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向液压驱动机构还包括X向控制器、液压油管一、对Y向导轨的移动位移进行实时检测的X向位移传感器和与所述液压油管一的出油端相接的X向三位四通电磁阀，所述X向三位四通电磁阀的两个工作油口分别通过液压油管与X向液压油缸的进油口和回油口相接，所述X向位移传感器与X向控制器相接，所述X向三位四通电磁阀由X向控制器进行控制且其与X向控制器相接；所述X向三位四通电磁阀与X向液压油缸之间所连接的所述液压油管上安装有X向双向液压锁；
[0008]所述Y向液压驱动机构还包括Y向控制器、液压油管二、对Z向导轨的移动位移进行实时检测的Y向位移传感器和与所述液压油管二的出油端相接的Y向三位四通电磁阀，所述Y向三位四通电磁阀的两个工作油口分别通过液压油管与Y向液压油缸的进油口和回油口相接，所述Y向位移传感器与Y向控制器相接，所述Y向三位四通电磁阀由Y向控制器进行控制且其与Y向控制器相接；所述Y向三位四通电磁阀与Y向液压油缸之间所连接的所述液压油管上安装有Y向双向液压锁；
[0009]所述Z向液压驱动机构还包括Z向控制器、液压油管三、对载物台的移动位移进行实时检测的Z向位移传感器和与所述液压油管三的出油端相接的Z向三位四通电磁阀，所述Z向三位四通电磁阀的两个工作油口分别通过液压油管与Z向液压油缸的进油口和回油口相接，所述Z向位移传感器与Z向控制器相接，所述Z向三位四通电磁阀由Z向控制器进行控制且其与Z向控制器相接；所述Z向三位四通电磁阀与Z向液压油缸之间所连接的所述液压油管上安装有Z向双向液压锁；
[0010]所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三的进油端均与主供油管的出油端相接，所述主供油管的进油端与液压源相接，所述主供油管上安装有液压泵。
[0011]上述一种空间定位平台，其特征是:所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三上均安装有一个液压蓄能器，且所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三上均安装有一个可调节流阀。
[0012]上述一种空间定位平台，其特征是:所述平板为多边形板，多个所述滑移件分别安装在所述多边形板的多个顶角上，多个所述Z向主轨分别布设在多个所述滑移件外侧，所述Z向主轨滑槽布设在Z向主轨的内侧壁上；所述滑移件为滑轮组，所述滑轮组包括一个安装在平板上且呈竖直向布设的滑轮安装座和多个由上至下安装在所述滑轮安装座上的滑轮，多个所述滑轮均布设在同一竖直面上且其均位于所述滑轮安装座外侧。
[0013]上述一种空间定位平台，其特征是:所述载物台还包括手动紧急制动器，所述手动紧急制动器包括安装在平板上的支座、通过连接销轴二安装在支座上的手柄连杆、安装在手柄连杆前端且能与Z向主轨接触并产生制动力的制动片和安装在手柄连杆与支座之间的弹黃。
[0014]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向导轨还包括两道对称布设在X向主轨两侧的X向辅轨，所述X向主轨和两道所述X向辅轨均布设在同一水平面上且三者均呈平行布设，所述X向主轨和两道所述X向辅轨之间通过横向连接板连接为一体；所述Y向主轨卡装于两道所述X向辅轨之间，两道所述X向辅轨的内侧壁上部均设置有一道供Y向主轨进行直线往复移动的辅轨滑移槽。
[0015]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向导轨上设置有供X向液压油缸支顶的X向液压油缸支座一，所述Y向导轨上设置有供X向液压油缸支顶的X向液压油缸支座二 ；所述Y向导轨上设置有供Y向液压油缸支顶的Y向液压油缸支座一，所述Z向导轨上设置有供Y向液压油缸支顶的Y向液压油缸支座二 ；所述Z向导轨上设置有供Z向液压油缸支顶的Z向液压油缸支座一，所述载物台上设置有供Z向液压油缸支顶的Z向液压油缸支座二 ；所述X向主轨和两道所述X向辅轨的长度均相同，所述X向主轨的前部或后部设置有供X向液压油缸支座一安装的水平安装板一；所述X向液压油缸支座二安装在Y向主轨的前侧壁中部或后侧壁中部；所述Y向主轨的左侧或右侧安装有供Y向液压油缸支座一安装的水平安装板二，所述Y向液压油缸支座二安装在底板上且其位于底板中部；所述Z向液压油缸支座一安装在底板上，所述Z向液压油缸支座二安装在平板底部。
[0016]上述一种空间定位平台，其特征是:所述X向主轨、Y向主轨和Z向主轨均为型钢；所述X向主轨滑槽和Y向主轨滑槽均为燕尾槽，所述Y向滑块和Z向滑块的结构和尺寸均与所述燕尾槽的结构和尺寸一致。
[0017]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0018]1、结构简单、设计合理且投入成本较低，加工制作及安装布设方便。
[0019]2、所采用的液压伺服系统设计合理且使用操作简便、使用效果好，传动平稳，低速性能好，可靠性高，且功率容量大，控制精度高。
[0020]3、起步、停车冲击小，能有效减少机构及设备晃动，提闻装置的使用寿命和可罪性。
[0021 ] 4、定位精度高，载物台的运动及定位在空间X、Y和Z轴三个方向全部覆盖，使得载物台的定位由一维度变为空间三维度。
[0022]5、使用效果好且实用价值高，具有结构简单、定位精度高、可靠性好、大功率容易实现等优点，采用闭环伺服控制系统，能实现空间三维(X、Y和Z轴)方向的精确定位，能有效解决现有升降装置存在的运动方向单一、定位不精确、可靠性差等问题。
[0023]6、易于加工制造和装配，便于广泛推广使用。
[0024]综上所述，本发明结构简单、设计合理、使用操作简便且使用效果好、定位精度高，能有效解决现有升降装置存在的运动方向单一、定位不精确、可靠性差等问题。
[0025]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图。
[0027]图2为本发明X向导轨的结构示意图。
[0028]图3为本发明Y向导轨的结构示意图。
[0029]图4为本发明Z向导轨的结构示意图。
[0030]图5为本发明载物台的结构示意图。
[0031]图6为本发明手动紧急制动器的结构示意图。
[0032]图7本发明液压伺服系统的原理图。
[0033]附图标记说明:
[0034]
【权利要求】
1.一种空间定位平台，其特征在于:包括X向导轨(1)、在X向驱动机构的驱动作用下沿X向导轨(1)进行直线往复移动的Y向导轨(2)、在Y向驱动机构的驱动作用下沿Y向导轨(2)进行直线往复移动的Z向导轨(3)和在Z向驱动机构的驱动作用下沿Z向导轨(3)进行上下往复移动的载物台(4)，所述Y向导轨(2)与X向导轨(I)呈垂直布设且二者均呈水平向布设；所述Y向导轨(2)安装在X向导轨(I)上，所述Z向导轨(3)安装在Y向导轨(2)上，所述载物台(4)安装在Z向导轨(3)上；所述X向驱动机构、所述Y向驱动机构和所述Z向驱动机构组成在空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴方向上分别对载物台(4)的位置进行调整的伺服驱动系统；所述Y向导轨(2)与所述X向驱动机构相接，所述Z向导轨(3)与所述Y向驱动机构相接；所述载物台(4)与所述Z向驱动机构相接。
2.按照权利要求1所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向驱动机构为X向液压驱动机构，所述Y向驱动机构为Y向液压驱动机构，所述Z向驱动机构为Z向液压驱动机构；所述X向液压驱动机构、所述Y向液压驱动机构和所述Z向液压驱动机构组成液压伺服系统；所述X向液压驱动机构包括与X向导轨(1)呈平行布设的X向液压油缸(40-1)，所述X向液压油缸(40-1)呈水平向布设，所述X向液压油缸(40-1)的缸体底部支顶在X向导轨(I)上且其活塞杆顶端支顶在Y向导轨(2)上；所述Y向液压驱动机构包括与Y向导轨(2)呈平行布设的Y向液压油缸(40-2)，所述Y向液压油缸(40-2)呈水平向布设，所述Y向液压油缸(40-2)的缸体底部支顶在Y向导轨(2)上且其活塞杆顶端支顶在Z向导轨(3)上；所述Z向液压驱动机构包括呈竖直向布设的Z向液压油缸(40-3)，所述Z向液压油缸(40-3)的缸体底部支顶在Z向导轨(3)上且其活塞杆顶端支顶在载物台(4)上。
3.按照权利要求1或2所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向导轨(I)包括一道X向主轨(7)，所述X向主轨(7)呈水平向布设；所述X向主轨(7)上部开有一道X向主轨滑槽(8)，所述X向主轨滑槽(8)沿X向主轨(7)的中心轴线布设；所述Y向导轨(2)包括一道与X向主轨(7)呈垂直布设的Y向主轨(12)，所述Y向主轨(12)呈水平向布设，所述Y向主轨(12)的底面中部设置有一个能沿X向主轨滑槽(8)进行水平往复移动的Y向滑块(14)，所述Y向主轨(12)上部开有一道Y向主轨滑槽(11)，所述Y向主轨滑槽(11)沿Y向主轨(12)的中心轴线布设；所述Z向导轨(3)包括一个呈水平向布设的底板(16)和多个均安装在底板(16)上的Z向主轨(18)，多个所述Z向主轨(18)均呈竖直向布设，所述底板(16)的底面中部设置有一个能沿Y向主轨滑槽(11)进行水平往复移动的Z向滑块(22)；所述载物台(4)包括平板(24)和多个均安装在平板(24)上且能沿多个所述Z向主轨(18)进行上下移动的滑移件，多个所述滑移件均布设在同一水平面上且其数量与多个所述Z向主轨(18)的数量相同，多个所述Z向主轨(18)上均设置有一道供所述滑移件进行上下滑移的Z向主轨滑槽(21)。
4. 按照权利要求2所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向液压驱动机构还包括X向控制器(37-1)、液压油管一、对Y向导轨(2)的移动位移进行实时检测的X向位移传感器(42-1)和与所述液压油管一的出油端相接的X向三位四通电磁阀(39-1)，所述X向三位四通电磁阀(39-1)的两个工作油口分别通过液压油管与X向液压油缸(40-1)的进油口和回油口相接，所述X向位移传感器(42-1)与X向控制器(37-1)相接，所述X向三位四通电磁阀(39-1)由X向控制器(37-1)进行控制且其与X向控制器(37-1)相接；所述X向三位四通电磁阀(39-1)与X向液压油缸(40-1)之间所连接的所述液压油管上安装有X向双向液压锁(41-1)； 所述Y向液压驱动机构还包括Y向控制器(37-2)、液压油管二、对Z向导轨(3)的移动位移进行实时检测的Y向位移传感器(42-2)和与所述液压油管二的出油端相接的Y向三位四通电磁阀(39-2)，所述Y向三位四通电磁阀(39-2)的两个工作油口分别通过液压油管与Y向液压油缸(40-2)的进油口和回油口相接，所述Y向位移传感器(42-2)与Y向控制器(37-2)相接，所述Y向三位四通电磁阀(39-2)由Y向控制器(37-2)进行控制且其与Y向控制器(37-2)相接；所述Y向三位四通电磁阀(39-2)与Y向液压油缸(40-2)之间所连接的所述液压油管上安装有Y向双向液压锁(41-2)； 所述Z向液压驱动机构还包括Z向控制器(37-3)、液压油管三、对载物台(4)的移动位移进行实时检测的Z向位移传感器(42-3)和与所述液压油管三的出油端相接的Z向三位四通电磁阀(39-3)，所述Z向三位四通电磁阀(39-3)的两个工作油口分别通过液压油管与Z向液压油缸(40-3)的进油口和回油口相接，所述Z向位移传感器(42-3)与Z向控制器(37-3)相接，所述Z向三位四通电磁阀(39-3)由Z向控制器(37_3)进行控制且其与Z向控制器(37-3)相接；所述Z向三位四通电磁阀(39-3)与Z向液压油缸(40-3)之间所连接的所述液压油管上安装有Z向双向液压锁(41-3)； 所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三的进油端均与主供油管的出油端相接，所述主供油管的进油端与液压源(33)相接，所述主供油管上安装有液压泵。
5.按照权利要求4所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三上均 安装有一个液压蓄能器(36)，且所述液压油管一、所述液压油管二和所述液压油管三上均安装有一个可调节流阀(38)。
6.按照权利要求3所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述平板(24)为多边形板，多个所述滑移件分别安装在所述多边形板的多个顶角上，多个所述Z向主轨(18)分别布设在多个所述滑移件外侧，所述Z向主轨滑槽(21)布设在Z向主轨(18)的内侧壁上；所述滑移件为滑轮组，所述滑轮组包括一个安装在平板(24)上且呈竖直向布设的滑轮安装座和多个由上至下安装在所述滑轮安装座上的滑轮(26)，多个所述滑轮(26)均布设在同一竖直面上且其均位于所述滑轮安装座外侧。
7.按照权利要求3所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述载物台(4)还包括手动紧急制动器(23)，所述手动紧急制动器(23)包括安装在平板(24)上的支座(31)、通过连接销轴二(30)安装在支座(31)上的手柄连杆(32)、安装在手柄连杆(32)前端且能与Z向主轨(18)接触并产生制动力的制动片(28)和安装在手柄连杆(32)与支座(31)之间的弹簧(29)。
8.按照权利要求3所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向导轨(I)还包括两道对称布设在X向主轨(7 )两侧的X向辅轨(5 )， 所述X向主轨(7)和两道所述X向辅轨(5)均布设在同一水平面上且三者均呈平行布设，所述X向主轨(7)和两道所述X向辅轨(5)之间通过横向连接板(9)连接为一体；所述Y向主轨(12)卡装于两道所述X向辅轨(5)之间，两道所述X向辅轨(5)的内侧壁上部均设置有一道供Y向主轨(12)进行直线往复移动的辅轨滑移槽(10)。
9.按照权利要求8所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向导轨(I)上设置有供X向液压油缸(40-1)支顶的X向液压油缸支座一(6)，所述Y向导轨(2)上设置有供X向液压油缸(40-1)支顶的X向液压油缸支座二(13);所述Y向导轨(2)上设置有供Y向液压油缸(40-2)支顶的Y向液压油缸支座一(15)，所述Z向导轨(3)上设置有供Y向液压油缸(40-2)支顶的Y向液压油缸支座二(20);所述Z向导轨(3)上设置有供Z向液压油缸(40-3)支顶的Z向液压油缸支座一(17)，所述载物台(4)上设置有供Z向液压油缸(40-3)支顶的Z向液压油缸支座二(25);所述X向主轨(7)和两道所述X向辅轨(5)的长度均相同，所述X向主轨(7)的前部或后部设置有供X向液压油缸支座一(6)安装的水平安装板一；所述X向液压油缸支座二(13)安装在Y向主轨(12)的前侧壁中部或后侧壁中部；所述Y向主轨(12)的左侧或右侧安装有供Y向液压油缸支座一(15)安装的水平安装板二，所述Y向液压油缸支座二(20)安装在底板(16)上且其位于底板(16)中部；所述Z向液压油缸支座一 (17)安装在底板(16)上，所述Z向液压油缸支座二( 25)安装在平板(24)底部。
10.按照权利要求3所述的一种空间定位平台，其特征在于:所述X向主轨(7)、Y向主轨(12)和Z向主轨(18)均为型钢；所述X向主轨滑槽(8)和Y向主轨滑槽(11)均为燕尾槽，所述Y向滑块(14)和Z向滑块(22)的结构和尺寸均与所述燕尾槽的结构和尺寸一致。
【文档编号】B66F7/28GK103738882SQ201410032700
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】赵悟, 田建涛, 张衡, 刘航, 王振鹏, 谢东, 刘达, 冯忠绪 申请人:长安大学