本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
涉及一種三自由度精密定位裝置，廣泛應(yīng)用于精密裝配、精密加工、半導(dǎo)體技術(shù)、生物工程等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前采用串聯(lián)方式構(gòu)建的精密定位平臺，在運(yùn)動傳遞過程中將產(chǎn)生誤差累計(jì)效應(yīng)，使末端的運(yùn)動精度和定位精度降低；加之使用圓弧柔性鉸鏈構(gòu)建精密操作平臺，由于受鉸鏈變形量的限制，定位平臺的運(yùn)動范圍受到限制。近年來，高精度的三自由度定位平臺多采用上下兩層平臺，雖然定位精度高，但其加工復(fù)雜、平臺的穩(wěn)定性也不好。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于同步帶的三自由度精密定位裝置，結(jié)構(gòu)簡單、安裝空間小、運(yùn)動精度和定位精度高的三自由度精密定位裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：該裝置由以下部件構(gòu)成：齒輪、安裝底板、壓條、鋁槽、第一導(dǎo)軌、2套固定支架、橫向套筒、L型支架、上平臺、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、搖擺舵機(jī)、執(zhí)行部件、連桿結(jié)構(gòu)、第一同步帶、第二同步帶、第二導(dǎo)軌和第三導(dǎo)軌。所述第一導(dǎo)軌為雙軌道導(dǎo)軌，所述鋁槽為第一導(dǎo)軌的安裝槽，鋁槽有兩個(gè)，分別對應(yīng)第一導(dǎo)軌的兩個(gè)軌道，所述固定支架為一個(gè)頂部有凸臺的支架；所述橫向套筒為一個(gè)橫置的長方體筒狀結(jié)構(gòu)。第二導(dǎo)軌和第三導(dǎo)軌均為單軌道導(dǎo)軌。將兩個(gè)鋁槽相互平行地固定在安裝底板上，每根鋁槽側(cè)邊設(shè)置一個(gè)第一同步帶，鋁槽上固連一根第一導(dǎo)軌的軌道，第一導(dǎo)軌的每個(gè)軌道上均具有一個(gè)滑塊，滑塊上分別安裝一套固定支架，固定支架的底部固連一個(gè)壓條，壓條與第一同步帶固定一起，兩個(gè)固定支架頂端的凸臺沿第一導(dǎo)軌的方向的前端面處于同一平面，兩個(gè)固定支架之間架設(shè)橫向套筒，橫向套筒的兩端分別與兩固定支架的頂部凸臺固連；第一步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動一側(cè)的第一同步帶運(yùn)動，另一側(cè)的第一同步帶以及固定支架通過橫向套筒跟隨運(yùn)動。第二導(dǎo)軌和第二同步帶平行安裝于橫向套筒內(nèi)，橫向套筒面向第一導(dǎo)軌方向的一側(cè)沿其橫向開有的開口，L型支架的底部由所述開口伸入橫向套筒內(nèi)部與第二導(dǎo)軌上的滑塊固連、且通過壓條與第二同步帶固連；采用第二步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動第二同步帶運(yùn)動；搖擺舵機(jī)固定在L型支架上，搖擺舵機(jī)的輸出軸上安裝搖桿，第三導(dǎo)軌沿著垂直方向固定在L型支架上，執(zhí)行部件與第三導(dǎo)軌上的滑塊連接，搖桿通過連桿機(jī)構(gòu)連接到執(zhí)行部件上。進(jìn)一步地，設(shè)置搖擺舵機(jī)的搖擺角度為-60°～60°。進(jìn)一步地，該裝置上還包括行程開關(guān)，第一導(dǎo)軌的方向與第二導(dǎo)軌方向的起始端分別設(shè)有行程開關(guān)，用于執(zhí)行部件在x方向與y方向置零。有益效果：本裝置通過分別控制三個(gè)方向電機(jī)或舵機(jī)，不僅可實(shí)現(xiàn)單自由度的精確定位，還可以完成復(fù)合運(yùn)動，達(dá)到精確操作的目的。附圖說明圖1為本發(fā)明三自由度精密定位裝置三視圖，其中(a)為正視圖、(b)為側(cè)視圖，(c)為俯視圖。圖2為本發(fā)明三自由度精密定位裝置三維模型圖。圖3為本發(fā)明三自由度精密定位裝置應(yīng)用實(shí)例示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明提供了一種基于同步帶的三自由度精密定位裝置，如圖1所示，由以下部件構(gòu)成：齒輪1、安裝底板2、壓條3、鋁槽4、第一導(dǎo)軌5、2套固定支架6、橫向套筒7、L型支架8、上平臺9、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、搖擺舵機(jī)11、執(zhí)行部件13、連桿結(jié)構(gòu)、第一同步帶、第二同步帶、第二導(dǎo)軌16和第三導(dǎo)軌17。第一導(dǎo)軌5為雙軌道導(dǎo)軌，鋁槽4為第一導(dǎo)軌5的安裝槽，鋁槽4有兩個(gè)，分別對應(yīng)第一導(dǎo)軌5的兩個(gè)軌道，固定支架6為一個(gè)頂部有凸臺的支架；橫向套筒7為一個(gè)橫置的長方體筒狀結(jié)構(gòu)；第二導(dǎo)軌16和第三導(dǎo)軌17均為單軌道導(dǎo)軌。將兩個(gè)鋁槽4相互平行地固定在安裝底板2上，每根鋁槽4側(cè)邊設(shè)置一個(gè)第一同步帶，鋁槽4上固連一根平行第一導(dǎo)軌5，每個(gè)第一導(dǎo)軌的滑塊上分別安裝一套固定支架6，固定支架6的底部固連一個(gè)壓條3，壓條3與第一同步帶固定一起，兩個(gè)固定支架6頂端的凸臺沿第一導(dǎo)軌方向的前端面處于同一平面，兩個(gè)固定支架6之間架設(shè)橫向套筒7，橫向套筒7的兩端分別與兩固定支架6的頂部凸塊固連；第一步進(jìn)電機(jī)通過齒輪部件1驅(qū)動一側(cè)的第一同步帶運(yùn)動，另一側(cè)的第一同步帶以及固定支架6通過橫向套筒7跟隨運(yùn)動。通過控制第一步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向便可實(shí)現(xiàn)橫向套筒7在x方向的精確定位。第二導(dǎo)軌16和第二同步帶平行安裝于橫向套筒7內(nèi)，橫向套筒7面向x方向的一側(cè)沿其橫向開有的開口，L型支架8的底部由開口伸入橫向套筒7內(nèi)部與第二導(dǎo)軌上的滑塊固連、且通過壓條3與第二同步帶固連；采用第二步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動第二同步帶運(yùn)動。通過控制第二步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向便可實(shí)現(xiàn)L型支架8在第二導(dǎo)軌方向的精確定位。在z方向上：搖擺舵機(jī)11固定在L型支架8上，搖擺舵機(jī)11的輸出軸上安裝搖桿，第三導(dǎo)軌17沿著垂直方向固定在L型支架8上，執(zhí)行部件13與第三導(dǎo)軌上的滑塊連接，搖桿通過連桿機(jī)構(gòu)連接到執(zhí)行部件13上。通過連桿機(jī)構(gòu)將搖桿的擺動轉(zhuǎn)化成執(zhí)行部件13沿著導(dǎo)軌在垂直方向上移動，控制搖擺舵機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向便可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部件13在垂直方向的精確定位。本實(shí)施例中，設(shè)置搖擺舵機(jī)11的搖擺角度為-60°～60°。該裝置上還包括行程開關(guān)12，第一導(dǎo)軌方向與第二導(dǎo)軌方向的起始端分別設(shè)有行程開關(guān)12，用于執(zhí)行部件13在第一導(dǎo)軌方向與第二導(dǎo)軌方向置零。通過分別控制三個(gè)方向電機(jī)或舵機(jī)，不僅可實(shí)現(xiàn)單自由度的精確定位，還可以完成復(fù)合運(yùn)動，達(dá)到精確操作的目的。綜上，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。