專利名稱：一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械類，尤其涉及球面控制工作臺裝置。
背景技術：
1994年，加拿大學者Gosselin提出了一種球面三自由度并聯(lián)機構的設計方法，并設計了“攝像機自動定位裝置”，其工作空間為半錐角70度的圓錐形，自旋角為正、負30度。但其結構不緊湊，自旋工作角度小，不能滿足數(shù)控加工的要求。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，以解決上述難題，滿足多種場合對三維自由度球面控制設備操作過程的需要。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，包括底座、直角減速器、伺服電機、動角臺、工作臺。本實用新型在底座上設置有120度均布的三個角座，三個角座斜面的外下部分別置有直角減速器，三個直角減速器的一端分別置有伺服電機；三個角座斜面的上部分別置有直角減速器的輸出軸，三個直角減速器輸出軸的上方分別與其上置有的弧形連架桿一端的孔連接，三個弧形連架桿另一端的孔分別置于弧形連桿一端的小軸上；動角臺下斜部的凸面上設置有三個120度均布的動角臺轉軸，三個弧形連桿另一端設置的孔分別置于動角臺轉軸上；動角臺的中部設置有臺階形的通孔，通孔的內下部置有工作臺伺服電機，工作臺伺服電機的輸出軸與設置于動角臺上部的工作臺連接。
由于本實用新型采用了以上的技術方案，因而具有1，三自由度球面并聯(lián)機構尺度參數(shù)優(yōu)化，操作性能好，工作臺可在60度半錐體空間內作三維回轉，且自旋角達正、負360度，可滿足數(shù)控加工的要求。
2，結構簡單，布局合理，緊湊，體積小。
3，運行穩(wěn)定，操作、控制極為方便。
4，實用性廣，可用于機械加工、攝像、激光跟蹤、雷達定位、燈具、等多種場合三聯(lián)動旋轉控制的需要。


圖1是本實用新型的一種底座形狀結構示意圖；圖2是本實用新型的一種動角臺和工作臺的形狀結構示意圖；圖3是本實用新型的一種弧形連架桿形狀結構示意圖；圖4是本實用新型的一種弧形連桿形狀結構示意圖；圖5是本實用新型的一種裝置中的單組弧形連桿機構形狀結構示意圖；圖6是本實用新型的一種并聯(lián)總成裝置的形狀結構示意圖。
圖中1，底座2，角座3，直角減速器4，伺服電機5，直角減速器輸出軸6，弧形連架桿7，弧形連桿8，弧形連桿軸9，弧形連桿孔10，動角臺11，工作臺12，動角臺凸面13，動角臺轉軸14，工作臺伺服電機具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施作如下說明在圖1中，底座1采用金屬材料制成圓形體，其中央設置有同心圓孔，其上設置有120度均勻分布裝置三組角座2的緊固螺紋孔。
在圖2中，動角臺10采用金屬材料，其中部設置成圓形體；其下斜部處分別設置有120度均勻分布的三個動角臺凸面12，每個動角臺凸面12上設置有動角臺轉軸13；動角臺10的中心處設置有同心圓孔，圓孔內端部設有配置工作臺伺服電機動14的緊固螺紋孔。動角臺10其上部配置有工作臺11。工作臺11的上部設置有向心T形槽螺紋，用于緊固加工工件或所控器件。工作臺11的下部設置有與動角臺10的中心圓孔相配的圓柱形臺階。工作臺伺服電機14由螺釘緊固在動角臺10的中心孔內端部，其輸出軸與裝置在動角臺10上部的工作臺11連接。
為控制工作臺11轉角的需要，旋轉伺服電機14的輸出軸，其在與動角臺10上部的工作臺11的連接處之間設置有諧波減速器。諧波減速器的輸入、輸出軸，分別與工作臺伺服電機14的輸出軸和工作臺11連接。
在圖3中，弧形連架桿6采用金屬材料由兩個弧形曲桿分體組裝構成，弧形連架桿6的二端各設置有連接孔，二端孔的中心夾角為67度。兩個弧形連架桿6的中部分別設置有相互連接的軸和孔，軸和孔配裝后，將兩弧形曲桿的中心夾角調整為90度，然后采用銷釘緊固構成一體。當然，兩弧形狀的弧形連架桿6也可采用壓、鑄等方法直接制成一體。
在圖4中，弧形連桿7采用金屬材料設置成弧形狀的曲桿，其一端設置有與弧形連架桿6的連接孔相配的連接軸8，另一端設置有與動角臺轉軸13相配的連接孔9?；⌒芜B桿7一端連接孔9，與另一端連接軸8的中心夾角為90度。
在圖5中，底座1的一邊由螺釘緊固裝置有角座2，角座2的斜面外下部裝置有直角減速器3，直角減速器3的一側裝置有伺服電機4。角座2斜面上部設置的孔中置有直角減速器3的輸出軸5。直角減速器3的輸出軸5與弧形連架桿6一端的連接孔相配連接?；⌒芜B架桿6的另一端連接孔，與裝置在其上部的弧形連桿7一端的轉軸8相連。弧形連桿7另一端的連接孔9，與裝置在上部的動角臺轉軸13相配接。
在圖6中，底座1上由螺釘緊固著呈120度均勻布置的三組角座2。每組角座2其上部裝置的直角減速器3、伺服電機4、直角減速器輸出軸5、弧形連架桿6、弧形連桿7、動角臺10，其形狀、構造、連接裝配方法等如圖5所述。動角臺10的中心孔內下部裝置有工作臺伺服電機14。工作臺伺服電機14的輸出軸，與裝置在動角臺10上部的工作臺11其下設置的連接構件相配接。
為實現(xiàn)工作臺11的平穩(wěn)運行，可在工作臺11與動角臺10的中心臺階孔相配處設置有滾動軸承。
本實用新型實際使用和操作過程中，可在工作臺11的上部按不同需要，配置加工工件，用于機械加工；或配置雷達天線、激光頭、攝像機、照明器件等，通過分別或同時控制三個伺服電機4及工作臺伺服電機14的轉速，用于三自由度并聯(lián)旋轉的控制，以滿足各方面實際使用和操作的需要。
權利要求1.一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，包括底座、直角減速器、伺服電機、動角臺、工作臺，其特征在于，底座上設置有120度均布的三個角座，三個角座斜面的外下部分別置有直角減速器，三個直角減速器的一端分別置有伺服電機；三個角座斜面的上部分別置有直角減速器的輸出軸，三個直角減速器輸出軸的上方分別與其上置有的弧形連架桿一端的孔連接，三個弧形連架桿另一端的孔分別置于弧形連桿一端的小軸上；動角臺下斜部的凸面上設置有三個120度均布的動角臺轉軸，三個弧形連桿另一端設置的孔分別置于動角臺轉軸上；動角臺的中部設置有臺階形的通孔，通孔的內下部置有工作臺伺服電機，工作臺伺服電機的輸出軸與設置于動角臺上部的工作臺連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，其特征在于，弧形連架桿二端孔的中心夾角為67度，兩桿中軸線的夾角為90度。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，其特征在于，弧形連桿一端孔與另一端連接軸的中心夾角為90度。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，其特征在于，工作臺伺服電機的輸出軸與動角臺上部的工作臺連接之間設置有諧波減速器。
專利摘要一種三自由度球面并聯(lián)機構控制工作臺，它是在底座上設置有120度均布的三個角座，三個角座斜面的外下部分別置有直角減速器，三個直角減速器的一端分別置有伺服電機；三個角座斜面的上部分別置有直角減速器的輸出軸，三個直角減速器輸出軸的上方分別與其上置有的弧形連架桿一端的孔連接，三個弧形連架桿另一端的孔分別置于弧形連桿一端的小軸上；動角臺下斜部的凸面上設置有三個120度均布的動角臺轉軸，三個弧形連桿另一端設置的孔分別置于動角臺轉軸上；動角臺的中部設置有臺階形的通孔，通孔的內下部置有工作臺伺服電機，工作臺伺服電機的輸出軸與設置于動角臺上部的工作臺連接。在空間內可作60度半錐體的三維回轉和正、負360度旋轉。
文檔編號F16M11/12GK2564840SQ0220906
公開日2003年8月6日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權日2002年3月28日
發(fā)明者黃田, 曾子平, 曾憲菁, 張大衛(wèi), 倪雁冰 申請人:天津大學