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一種基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺的制作方法

文檔序號:8220907閱讀:521來源:國知局
一種基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種二自由度轉動平臺,更特別地說,是指一種基于差動原理的二自 由度并聯(lián)轉動平臺。
【背景技術】
[0002] 差動機構是將兩個有差異的或獨立的運動合成為一個運動,或者將一個運動分解 為兩個有差異的運動的機構。差動機構有各種具體型式,可W用齒輪、螺旋、鏈條或鋼索等 組成,常用于汽車、拖拉機、起重機、測微器和天文儀器等中,起增力、微動、運動分解或合 成、誤差補償?shù)茸饔谩?br>[0003] 轉臺是一種復雜的光機電一體的現(xiàn)代化設備,在航天、航空、軍事和制造業(yè)中都有 重要的應用。二自由度轉臺是眾多轉臺中的一種,在工業(yè)和軍事上被廣泛運用于對目標跟 蹤、瞄準。
[0004] 現(xiàn)有成熱應用的轉臺多是基于串聯(lián)機構的,傳統(tǒng)的串聯(lián)機構是多個運動副依次串 聯(lián)而成的一個開鏈式機構,該種機構本身存在著承載能力弱、剛度低、誤差大、運動質量大 及精度低等缺點。而并聯(lián)機構有承載能力強、剛度高、誤差小、運動質量小及精度高等優(yōu)點, 所W并聯(lián)轉動平臺有其自身的優(yōu)勢。
[0005] 從應用上來說,目前高速和高負載的轉臺體積、質量偏大,但在一些領域又需要轉 臺的體積、質量比較小但對速度和負載又有一定要求。比如目前的攝影技術就需要一種可 W捕捉動態(tài)圖像的轉臺,但需要轉臺的體積和質量都比較小。在一些精密機械領域也需要 高速和高負載的轉臺。如果轉臺整體是中空結構的,那將給轉臺的應用帶來很大的方便,比 如可W把中空部分當做激光的光路,或在中空部分內置一些其它設備。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明涉及一種基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺,該轉動平臺將差動機構 與轉動機構進行組合可實現(xiàn)負載的旋轉和俯仰運動,該兩種運動是通過一對軸線相互垂直 的錐齒輪來實現(xiàn),且該兩種運動是基于差動原理的。本發(fā)明的并聯(lián)轉動平臺整體體積較小、 慣量小、轉動速度高、負載能力強、且是中空結構。
[0007] 本發(fā)明的一種基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺,該平臺包括有A錐齒輪 (1)、B錐齒輪(2)、固定負載組件(3)、L形支架(4)、支撐組件巧)、第一驅動組件化)、第 二驅動組件(7)、外套筒巧)、內套筒巧)、W及套接在套筒上的滾珠軸承(l〇A、10B、10C、 10D);
[0008] 固定負載組件(3)包括有負載(3D)、U形支架(3巧、DB螺釘(3巧;U形支架(3巧 上設有橫梁(3E1),該橫梁(3E1)上設有供安裝負載(3D)連接端的DB通孔(3E2) ;U形支 架(3巧的兩個固定端上分別設有通孔,該通孔用于DB螺釘(3巧穿過,穿過通孔后的DB螺 釘(3巧螺紋連接在A錐齒輪(1)的圓盤(1A)的DB螺紋孔(1C)中;
[0009] L形支架(4)上設有第一支撐臂(4A)、第二支撐臂(4B);第一支撐臂(4A)上設有 CD通孔(4A1),該CD通孔(4A1)用于A錐齒輪(1)的連接軸(4C2)穿過;CD通孔(4A1)的 圓周設有CA螺紋孔(4A2),DA螺釘(4D)的一端穿過連軸件(4C)上的DA通孔(4C1)后螺 紋連接在該CA螺紋孔(4A2)中,實現(xiàn)連軸件(4C)固定在第一支撐臂(4A)上;第二支撐臂 (4B)上設有CA通孔(4B1)、外臂A梁(4B4)、外臂B梁(4B5);外臂A梁(4B4)上設有CB通 孔(4B2);外臂B梁(4B5)上設有CC通孔(4B3);該CA通孔(4B1)用于外套筒做的AA圓 環(huán)段巧A)穿過,且通過在CB通孔(4B2)、CC通孔(4B3)中放置銷釘,實現(xiàn)外套筒巧)的AA 圓環(huán)段巧A)與第二支撐臂(4B)固定;
[0010] 連軸件(4C)上設有底盤(4C4)和連接軸(4C2);底盤(4C4)上設有DA通孔(4C1), 該DA通孔(4C1)用于DA螺釘(4D)穿過,穿過后的DA螺釘(4D)連接在L形支架(4)的第 一支撐臂(4A)的CA螺紋孔(4A2)中;連接軸(4C2)的端部設有DA螺紋孔(4C3),該DA螺 紋孔(4蝴用于連接DC螺釘(3C);
[0011] 支撐組件(5)包括有底座巧0)、A面板巧1)、B面板巧2)、C面板巧3)、A支撐連接 塊巧4)、B支撐連接塊巧5)、C支撐連接塊巧6)、D支撐連接塊巧7)、A支撐板巧8)、B支撐 板巧9);其中,A支撐連接塊巧4)、B支撐連接塊巧5)、C支撐連接塊巧6)和D支撐連接塊 巧7)的結構相同,支撐連接塊上設有AB通孔巧6A),該AB通孔巧6A)用于A長螺釘(10E) 穿過;其中,A支撐板巧8)和B支撐板巧9)的結構相同,支撐板上設有AG通孔巧9A),該 AG通孔巧9A)用于B長螺釘(10巧穿過;
[0012] 底座巧0)上設有AF通孔巧0B),該AF通孔巧0B)用于放置第二驅動組件(7)的 第二電機(7D),底座巧0)上設有用于B長螺釘(10巧一端螺紋連接的AB螺紋孔巧0C),用 于安裝第一驅動組件化)的電機座化巧的AC螺紋孔巧0E),底座巧0)的中部設有D軸承 孔巧0A),該D軸承孔巧0A)用于安裝D滾珠軸承(10D),底座巧0)的底部四角分別設有底 凸臺巧0D);
[001引 A面板巧1)上設有用于A長螺釘(10巧穿過的AA通孔巧1B),A面板巧1)的中 部設有A軸承孔巧1A),該A軸承孔巧1A)用于安裝A滾珠軸承(10A);
[0014] B面板巧。上設有用于B長螺釘(10巧穿過的AD通孔巧2B)、W及螺紋連接A長 螺釘(10巧一端的AA螺紋孔巧2C),B面板巧2)的中部設有AC通孔巧2A),B面板巧2)的 一端設有AA沉頭腔巧2D),該AA沉頭腔巧2D)內用于放置第二驅動組件(7)的第二電機 仰);
[00巧]C面板巧如上設有用于B長螺釘(10巧穿過的AE通孔巧3B),C面板巧如的中 部設有B軸承孔巧3A)、內凸臺巧3D)、C軸承孔巧3C),內凸臺(53D)在B軸承孔巧3A)與 C軸承孔巧3C)之間,該B軸承孔巧3A)用于安裝B滾珠軸承(10B),該C軸承孔巧3C)用 于安裝C滾珠軸承(10C);
[0016] 第一驅動組件(6)包括有第一外齒輪化A)、第二外齒輪化B)、第一傳送帶化C)、 第一電機(6D)、電機座化巧;電機座化巧安裝在支撐組件(5)的底座巧0) -端上,電機座 化巧上安裝有第一電機化D),第一電機化D)的輸出軸上連接有第一外齒輪化A),第一外齒 輪化A)與第二外齒輪化B)之間曬合有第一傳送帶化C),第二外齒輪化B)套接在內套筒 (9)的BD圓環(huán)段巧D)上;
[0017] 第二驅動組件(7)包括有第H外齒輪(7A)、第四外齒輪(7B)、第二傳送帶(7C)、第 二電機(7D);第二電機(7D)安裝在B面板巧2) -端的沉頭腔巧2D)中,第二電機(7D)的 輸出軸上連接有第H外齒輪(7A),第H外齒輪(7A)與第四外齒輪(7B)之間曬合有第二傳 送帶(7C),第四外齒輪(7B)套接在外套筒做的AC圓環(huán)段巧C)上;
[001引外套筒做從上至下順次設有AA圓環(huán)段巧A)、AB圓環(huán)段巧B)、AC圓環(huán)段巧C)、 AA凸圓環(huán)段巧巧、AD圓環(huán)段巧D)和AE圓環(huán)段巧巧;外套筒做的中部是中也通孔巧G), 該中也通孔巧G)用于放置內套筒巧)的BA圓環(huán)段巧A) ;AC圓環(huán)段巧C)上套接有A滾珠 軸承(10A) ;AE圓環(huán)段巧巧上套接有B滾珠軸承(10B) ;AC圓環(huán)段巧C)上套接有第四外齒 輪(7B) ;AA圓環(huán)段巧A)上設有AA銷孔巧A1),通過在該AA銷孔巧A1)中放置銷釘,實現(xiàn)L 形支架(4)與外套筒巧)的固定;AC圓環(huán)段巧C)上設有AB銷孔巧C1),通過在該AB銷孔 巧C1)中放置銷釘,實現(xiàn)第二驅動組件(7)中的第四外齒輪(7B)與外套筒巧)的固定;
[001引內套筒(9)從上至下順次設有BA圓環(huán)段巧A)、BB圓環(huán)段巧B)、BC圓環(huán)段巧C)、 BA凸圓環(huán)段巧巧、抓圓環(huán)段巧D)和BE圓環(huán)段巧巧;BB圓環(huán)段巧B)上套接有C滾珠軸 承(10C);邸圓環(huán)段巧巧上套接有D滾珠軸承(10D);抓圓環(huán)段巧D)上套接有第二外齒 輪化B) ;BA圓環(huán)段巧A)上設有BA銷孔巧A1),通過在該BA銷孔巧A1)中放置銷釘,實現(xiàn)B 錐齒輪(4)與內套筒(9)的固定聊圓環(huán)段巧D)上設有BB銷孔巧D1),通過在該BB銷孔 (9D1)中放置銷釘,實現(xiàn)第一驅動組件化)中的第二外齒輪化B)與內套筒巧)的固定;
[0020] A錐齒輪(1)上設有錐形齒、圓盤(1A),圓盤(1A)上設有軸承通孔(1B)、DB螺紋孔 (1C);該軸承通孔(1B)用于放置AA滾珠軸承(3A)、AB滾珠軸承(3B),AA滾珠軸承(3A)、 AB滾珠軸承(3B)套接在連軸件(4C)的連接軸(4C2)上;該DB螺紋孔(1C)用于放置DB螺 釘(3巧;
[0021] B錐齒輪(2)上設有錐形齒、連接頭(2A),該連接頭(2A)通過銷釘固定在內套筒 (9)的BA圓環(huán)段巧A1)上。
[0022] 本發(fā)明基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺的優(yōu)點在于:
[0023] ①本發(fā)明設計的基于差動原理的二自由度并聯(lián)轉動平臺采用并聯(lián)機構,驅動部件 放在了基座上,使整個轉臺的運動質量減小。整個轉臺有整體體積小、慣量小、轉動速度高、 負載能力強的特點。
[0024] ②此轉臺可實現(xiàn)負載的旋轉和俯仰運動,該兩種運動是基于差動原理的,所W可 W使轉臺的負載能力更強,運動性能更好。
[00巧]③此轉臺是中空結構的,中空結構可W滿足一些特殊場所的應用,比如瞄準、攝影 等。中空結構拓展了其應用場所與范圍。<
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