一种五自由度位姿调节机构的制作方法

本发明涉及一种五自由度位姿调节机构，具体地说是应用升降平台，回转平台，滚转平台，平移平台，试验台底座，俯仰平台组成，属于机电设备领域。

背景技术：

针对卫星等在外太空的运动物体，需要在地面上进行前期试验，而现有机电设备难以达到相关指标要求，尤其是五自由度机电设备，，即位姿调节机构的真空、低温适应性设计，难以保证位姿调节机构在真空低温环境下的可靠性及运动精度，鉴于上述问题，设计了这种五自由度位姿调节机构。

技术实现要素：

针对上述的不足，本发明提供了一种五自由度位姿调节机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种五自由度位姿调节机构，由升降驱动电机、升降平台、回转平台、滚转平台、滚转电机、平移导轨、试验台底座、俯仰平台、俯仰电机、滚转平台驱动小齿轮、滚转平台驱动弧形齿条、蜗轮、平移滑块、平移齿条、平移驱动小齿轮、平移电机、回转电机、蜗杆、回转轴承、俯仰平台驱动弧形齿条、俯仰平台驱动小齿轮、联轴器、升降导轨滑块、滚珠丝杠、移动平台组成，其特征在于：两个升降驱动电机分别安装在升降机构的上端，升降平台安装在升降机构中间位置，滚转电机输出轴通过减速器连接滚转平台驱动小齿轮，滚转平台驱动弧形齿条固定在俯仰平台上，滚转平台驱动弧形齿条与滚转平台驱动小齿轮啮合传动，平移平台位于试验台底座上方，平移导轨布置在试验台底座上，平移导轨通过平移滑块将载荷传递到试验台底座上，平移电机安装在平移平台上，平移电机输出轴与平移驱动小齿轮相连，平移驱动小齿轮与平移齿条啮合传动，平移齿条固连在试验台底座上，俯仰电机输出轴通过减速器连接俯仰平台驱动小齿轮，俯仰平台驱动弧形齿条与俯仰平台驱动小齿轮啮合传动，俯仰平台驱动弧形齿条安装在平移平台上，回转电机输出轴与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合传动，蜗轮固定在回转轴承的内圈上，回转轴承外圈固定在回转平台上。

所述升降机构由升降驱动电机、升降平台、联轴器、升降导轨滑块、滚珠丝杠组成，主要用于承载负载及各种作业载荷，升降机构与升降平台的运动连接面设计成百叶窗式结构，以提高防辐射作用，升降驱动电机与联轴器连接，升降平台与升降导轨通过滑块连接，升降平台采用不锈钢材料制成，滚珠丝杠通过传动螺母与升降导轨滑块连接。

所述滚转平台在运动时与上方的回转平台、下方的俯仰平台相互独立，其旋转范围-5—+5°。

所述回转平台为箱型结构，可以提高回转机构的刚度，其旋转范围-5—+5°。

所述俯仰平台在运动时与上方的滚转平台、下方的平移平台相互独立，其旋转范围-10°—+10°。

该发明的有益之处是：保证了位姿调节机构在真空低温环境下的可靠性及运动精度。滚转电机工作时，通过减速器带动滚转平台驱动小齿轮转动，进而带动整个滚转平台运动；俯仰电机工作时，通过减速器带动俯仰平台驱动小齿轮转动，进而带动整个俯仰平台运动；回转电机工作时，通过减速器带动蜗杆，进而带动蜗轮转动，蜗轮固定在回转轴承的内圈上，从而实现回转平台的回转运动；升降驱动电机通过联轴器带动滚珠丝杠转动，从而实现传动螺母相对滚珠丝杠的上下移动，最终实现升降平台的升降；平移电机工作时，带动平移驱动小齿轮转动，而平移齿条固连在试验台底座上，因此实现平移平台的平移。

附图说明

附图1为一种五自由度位姿调节机构总体结构示意图；

附图2为一种五自由度位姿调节机构内部连接结构示意图；

附图3为一种五自由度位姿调节机构内部连接结构局部示意图；

附图4为一种五自由度位姿调节机构的升降机构结构示意图；

附图5为一种五自由度位姿调节机构的平移机构结构示意图。

图中，1、升降驱动电机，2、升降平台，3、回转平台，4、滚转平台，5、滚转电机，6、平移导轨，7、试验台底座，8、俯仰平台，9、俯仰电机，10、滚转平台驱动小齿轮，11、滚转平台驱动弧形齿条，12、蜗轮，13、平移滑块，14、平移齿条，15、平移驱动小齿轮，16、平移电机，17、回转电机，18、蜗杆，19、回转轴承，20、俯仰平台驱动弧形齿条，21、俯仰平台驱动小齿轮，22、联轴器，23、升降导轨滑块，24、滚珠丝杠，25、平移平台。

具体实施方式

一种五自由度位姿调节机构，由升降驱动电机1、升降平台2、回转平台3、滚转平台4、滚转电机5、平移导轨6、试验台底座7、俯仰平台8、俯仰电机9、滚转平台驱动小齿轮10、滚转平台驱动弧形齿条11、蜗轮12、平移滑块13、平移齿条14、平移驱动小齿轮15、平移电机16、回转电机17、蜗杆18、回转轴承19、俯仰平台驱动弧形齿条20、俯仰平台驱动小齿轮21、联轴器22、升降导轨滑块23、滚珠丝杠24、移动平台25组成，其特征在于：两个升降驱动电机1分别安装在升降机构的上端，升降平台2安装在升降机构中间位置，滚转电机5输出轴通过减速器连接滚转平台驱动小齿轮10，滚转平台驱动弧形齿条11固定在俯仰平台8上，滚转平台驱动弧形齿条11与滚转平台驱动小齿轮10啮合传动，平移平台25位于试验台底座7上方，平移导轨6布置在试验台底座7上，平移导轨6通过平移滑块13将载荷传递到试验台底座7上，平移电机16安装在平移平台25上，平移电机16输出轴与平移驱动小齿轮15相连，平移驱动小齿轮15与平移齿条14啮合传动，平移齿条14固连在试验台底座7上，俯仰电机9输出轴通过减速器连接俯仰平台驱动小齿轮21，俯仰平台驱动弧形齿条20与俯仰平台驱动小齿轮21啮合传动，俯仰平台驱动弧形齿条20安装在平移平台25上，回转电机17输出轴与蜗杆18连接，蜗杆18与蜗轮12啮合传动，蜗轮12固定在回转轴承19的内圈上，回转轴承19外圈固定在回转平台3上。

所述升降机构由升降驱动电机1、升降平台2、联轴器22、升降导轨滑块23、滚珠丝杠24组成，主要用于承载负载及各种作业载荷，升降驱动电机1与联轴器22连接，升降平台2与升降导轨滑块23连接，升降平台2采用不锈钢材料制成，滚珠丝杠24通过传动螺母与升降导轨滑块23连接。

所述滚转平台4在运动时与上方的回转平台3、下方的俯仰平台8相互独立，其旋转范围-5—+5°。

所述回转平台3为箱型结构，可以提高回转机构的刚度，其旋转范围-5—+5°。

所述俯仰平台8在运动时与上方的滚转平台4、下方的平移平台25相互独立，其旋转范围-10°—+10°。

当该装置工作时，滚转电机5工作时，通过减速器带动滚转平台驱动小齿轮10转动，进而带动整个滚转平台4运动；俯仰电机9工作时，通过减速器带动俯仰平台驱动小齿轮21转动，进而带动整个俯仰平台8运动；回转电机17工作时，通过减速器带动蜗杆18，进而带动蜗轮12转动，蜗轮12固定在回转轴承19的内圈上，从而实现回转平台3的回转运动；升降驱动电机1通过联轴器22带动滚珠丝杠24转动，从而实现传动螺母相对滚珠丝杠24的上下移动，最终实现升降平台2的升降；平移电机16工作时，带动平移驱动小齿轮15转动，而平移齿条14固连在试验台底座7上，因此实现平移平台25的平移。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。