一种空间五自由度运动重载小车对接平台的制作方法

本发明涉及光机设备技术领域，尤其涉及一种空间五自由度运动重载小车对接平台。

背景技术：

重载模块框架之间一般采用栓接的方式进行，传统情况下采用吊装带将重载模块框架吊起，然后人工进行转动和移动拼接，耗时费力而且对操作人员的人数和技术经验有很高的要求。为了提高对接效率，满足在不同的使用工况下的对接需求，设计完成的两个模块对接平台至少需要满足六个自由度的运动能力，考虑到对接完成的模块位姿调整的需要，实际过程中将平台1设计为3自由度的平动台，将基准重载模块放在平台上面，将对接平台2设计为5自由度平台，将另一重载模块放在平台2上面，平台1和平台2相互配合完成重载模块和基准模块之间的对接，从而最终实现模块框架的栓接需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构合理、使用方便的空间五自由度平动重载小车对接平台，满足重载模块对接过程中重载模块的五自由度运动需求。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种空间五自由度运动重载小车对接平台，包括z轴360度旋转装置、y轴平动装置、x轴平动装置、y轴旋转装置以及x轴旋转装置和安装在小车底部的支撑底板、支撑地脚和支撑脚轮。z轴360度旋转装置位于对接平台的最上方，可以实现模块360度转动，从而调节对接模块两侧的间隙。y轴平动装置和x轴平动装置位于z轴360度旋转装置的下方，可以实现对接模块的前后和左右运动。y轴旋转装置和x轴旋转装置可以实现对接模块沿前后和左右方向旋转中心的摆动，从而调整对接模块的高低差。

所述z轴360度旋转装置，包括z轴转台伺服电机1、转台减速机2、蜗轮蜗杆精密转台3、与精密转台栓接顶板4以及提供重载模块安装前后限位的模块安装板5。蜗轮蜗杆转台3将竖直方向的旋转运动转变为水平方向的旋转，实现顶板4以及重载模块的360度旋转运动，为了防止旋转过程中模块倾斜，转台底板8的左右两侧安装竖直支撑板7，并通过栓接在竖直支撑板7上的减磨垫片6实现对顶板4的支撑和减磨的作用。

所述x轴平动装置和y轴平动装置结构相同，包括平动装置伺服电机10、联轴器安全罩11、蜗杆安装座12、精磨蜗杆17以及螺母托架16，平动装置伺服电机10提供旋转扭矩，经联轴器传动后驱动精密蜗杆17转动，从而带动螺母托架16前后运动，平动装置顶板15安装在螺母托架16上方，采用双滑轨13以及四滑块14导向后，随着螺母托架16前后运动，整个装置安装于平动底板9上方。

所述x轴旋转装置和y轴旋转装置结构相同，包括旋转机构伺服电机24、电机安装架23、螺旋伞齿轮双向输出减速器22、螺旋升降器19、旋转柱销20以及与顶板栓接的柱销孔支座21。旋转机构伺服电机24的输出扭矩经螺旋伞齿轮双向输出减速器22减速增扭后经联轴器同时输出给两侧的螺旋升降器19，螺旋升降器19的螺杆通过旋转柱销20和旋转柱销孔支座21与旋转机构顶板28相连，从而可以实现顶板单侧边的上下开合，开合过程的旋转中心是由旋转中心支架25、旋转中心柱销轴26以及旋转中心柱销孔支座27组成，所有装置安装于旋转装置底板18上。

所述支撑底板采用45号钢板结构，保证台面有足够的刚度。

所述支撑地脚和支撑滚轮安装在支撑底板的四个底角，分别满足小车在对接过程中的支撑以及方便移动的功能。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明z轴360度旋转装置装配图；

图3为本发明y轴平动装置和y轴平动装置装配图；

图4为本发明x轴旋转装置和y轴旋转装置装配图；

其中，1z轴转台伺服电机，2转台减速机，3蜗轮蜗杆精密转台，4精密转台栓接顶板，5模块安装板，6减磨垫片，7竖直支撑板，8转台底板，9平动底板，10平动装置伺服电机，11联轴器安全罩，12蜗杆安装座，13双滑轨，14四滑块，15平动装置顶板，16螺母托架，17精磨蜗杆，18旋转装置底板，19螺旋升降器，20旋转柱销，21柱销孔支座，22螺旋伞齿轮双向输出减速器，23电机安装架，24旋转机构伺服电机，25旋转中心支架，26旋转中心柱销轴，27旋转中心柱销孔支座，28旋转机构顶板。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

一种空间五自由度运动重载小车对接平台，如图1所示，包括z轴360度旋转装置、y轴平动装置、x轴平动装置、y轴旋转装置以及x轴旋转装置和安装在小车底部的支撑底板、支撑地脚和支撑脚轮。z轴360度旋转装置位于对接平台的最上方，可以实现模块360度转动，从而调节对接模块两侧的间隙。y轴平动装置和x轴平动装置位于z轴360度旋转装置的下方，可以实现对接模块的前后和左右运动。y轴旋转装置和x轴旋转装置可以实现对接模块沿前后和左右方向旋转中心的摆动，从而调整对接模块的高低差。

所述z轴360度旋转装置，如图2所示，包括z轴转台伺服电机1、转台减速机2、蜗轮蜗杆精密转台3、与精密转台栓接顶板4以及提供重载模块安装前后限位的模块安装板5。蜗轮蜗杆精密转台3将竖直方向的旋转运动转变为水平方向的旋转，实现顶板4以及重载模块的360度旋转运动，为了防止旋转过程中模块倾斜，转台底板8的左右两侧安装竖直支撑板7，并通过栓接在竖直支撑板7上的减磨垫片6实现对顶板4的支撑和减磨的作用。

所述x轴平动装置和y轴平动装置结构相同，如图3所示，包括平动装置伺服电机10、联轴器安全罩11、蜗杆安装座12、精磨蜗杆17以及螺母托架16，平动装置伺服电机10提供旋转扭矩，经联轴器传动后驱动精密蜗杆17转动，从而带动螺母托架16前后运动，平动装置顶板15安装在螺母托架16上方，采用双滑轨13以及四滑块14导向后，随着螺母托架16前后运动，整个装置安装于平动底板9上方。

所述x轴旋转装置和y轴旋转装置结构相同，如图4所示，包括旋转机构伺服电机24、电机安装架23、螺旋伞齿轮双向输出减速器22、螺旋升降器19、旋转柱销20以及与顶板栓接的柱销孔支座21。旋转机构伺服电机24的输出扭矩经螺旋伞齿轮双向输出减速器22减速增扭后经联轴器同时输出给两侧的螺旋升降器19，螺旋升降器19的螺杆通过旋转柱销20和旋转柱销孔支座21与旋转机构顶板28相连，从而可以实现顶板单侧边的上下开合，开合过程的旋转中心是由旋转中心支架25、旋转中心柱销轴26以及旋转中心柱销孔支座27组成，所有装置安装于旋转装置底板18上。

所述支撑底板采用45号钢板结构，保证台面有足够的刚度。

所述支撑地脚和支撑滚轮安装在支撑底板的四个底角，分别满足小车在对接过程中的支撑以及方便移动的功能。

本发明的有益效果在于：1本发明的空间五自由度运动重载小车对接平台可以实现重载模块框架在对接过程中空间五自由度运动需求，其对接精度能够满足栓接的需求。2本发明装置最顶面的x轴旋转装置和y轴旋转装置采用双侧对称旋转柱销结构，因此可以实现大负载条件下装置在x轴和y轴方向撒方向上的小范围正反方向旋转。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种空间五自由度运动重载小车对接平台，涉及光机设备技术领域，可以实现重载模块框架在对接过程中空间五自由度运动需求，其对接精度能够满足栓接的需求。该对接平台包括：Z轴360度旋转装置、Y轴平动装置、X轴平动装置、Y轴旋转装置以及X轴旋转装置和安装在小车底部的支撑底板、支撑地脚和支撑脚轮。Z轴360度旋转装置位于对接平台的最上方，可以实现模块360度转动，从而调节对接模块两侧的间隙。Y轴平动装置和X轴平动装置位于Z轴360度旋转装置的下方，可以实现对接模块的前后和左右运动。Y轴旋转装置和X轴旋转装置可以实现对接模块沿前后和左右方向旋转中心的摆动，从而调整对接模块的高低差。

技术研发人员：王广;李静;杨雪娇;张涛
受保护的技术使用者：北京国华恒源科技开发有限公司
技术研发日：2018.10.23
技术公布日：2019.02.12