一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)動機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，公開一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，包括：自下而上設(shè)置的一層底座、二層底座、三層底座、工作平臺，所述一層底座與二層底座之間、二層底座與三層底座之間、三層底座與工作平臺之間分別通過第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)連接；所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)X軸旋轉(zhuǎn)，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Y軸旋轉(zhuǎn)，第三渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Z軸旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明渦輪蝸桿系統(tǒng)傳動的三自由度旋轉(zhuǎn)運動平臺，該運動平臺利用渦輪蝸桿傳動單級傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)、無噪音，具有自鎖功能等優(yōu)點，大大提高空間利用率，減少機構(gòu)質(zhì)量，從而達到降低驅(qū)動裝置負(fù)擔(dān)的目的。
【專利說明】
一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)動機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]三自由度運動平臺由于驅(qū)動關(guān)節(jié)少、性價比高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種操作器、可靠性研究的模擬實驗設(shè)備，其在航空、航天、航海、汽車、醫(yī)療、冶金及民用娛樂等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
[0003]目前，三自由度運動平臺驅(qū)動方式主要有氣動、液壓、電機驅(qū)動等幾種。其中，氣動裝置負(fù)載一般比較小，液壓裝置的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜；現(xiàn)有三自由度運動平臺的傳動方式主要為齒輪傳動、帶輪傳動等；但是，齒輪或帶輪傳動的主要缺點在于減速比小，需額外鎖止機構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有三自由度旋轉(zhuǎn)運動平臺的缺陷，解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間多、質(zhì)量大等問題，提供一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，包括:自下而上設(shè)置的一層底座、二層底座、三層底座、工作平臺，所述一層底座與二層底座之間、二層底座與三層底座之間、三層底座與工作平臺之間分別通過第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)連接，所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)分別通過三個驅(qū)動組件控制，所述三個驅(qū)動組件分別設(shè)置在一層底座、二層底座、三層底座上；所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)X軸旋轉(zhuǎn)，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Y軸旋轉(zhuǎn)，第三渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Z軸旋轉(zhuǎn)。
[0007]一些實施例中，所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第一渦輪軸、第一渦輪、第一蝸桿，所述第一渦輪軸與所述一層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第一渦輪軸與第一渦輪及二層底座固定連接，所述第一蝸桿與第一渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第一蝸桿；所述第一渦輪豎直布置。
[0008]—些實施例中，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第二渦輪軸、第二渦輪、第二蝸桿，所述第二渦輪軸與所述二層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第二渦輪軸與第二渦輪及三層底座固定連接，所述第二蝸桿與第二渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第二蝸桿；所述第二渦輪豎直布置且與所述第一渦輪垂直。
[0009]一些實施例中，所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)包括交叉滾子軸承、第三渦輪、第三蝸桿，所述第三渦輪上方與所述工作平臺固定連接，所述第三渦輪下方與所述交叉滾子軸承的外圈固定連接，所述交叉滾子軸承的內(nèi)圈與三層底座固定連接；所述第三蝸桿與第三渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第三蝸桿；所述第三渦輪水平布置。
[0010]—些實施例中，驅(qū)動所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第一電機支架和固定在所述第一電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第一蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第一蝸桿的另一端與第一軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第一軸承座支架、第一電機支架固定在所述一層底座上。
[0011]—些實施例中，驅(qū)動所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第二電機支架和固定在所述第二電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第二蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第二蝸桿的另一端與第二軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第二軸承座支架、第二電機支架固定在所述二層底座上。
[0012]—些實施例中，驅(qū)動所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第三電機支架和固定在所述第三電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第三蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第三蝸桿的另一端與第三軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第三軸承座支架、第三電機支架固定在所述三層底座上。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:渦輪蝸桿系統(tǒng)傳動的三自由度旋轉(zhuǎn)運動平臺，該運動平臺利用渦輪蝸桿傳動單級傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)、無噪音，具有自鎖功能等優(yōu)點，大大提高空間利用率，減少機構(gòu)質(zhì)量，從而達到降低驅(qū)動裝置負(fù)擔(dān)的目的。
【附圖說明】
[0014]圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的驅(qū)動組件的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3示意性示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一層底座驅(qū)動的結(jié)構(gòu)正視圖。
[0017]圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一層底座驅(qū)動的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0018]圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的三層底座驅(qū)動的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖6示意性示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的工作平臺的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0021]本發(fā)明提供一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，包括:自下而上設(shè)置的一層底座、二層底座、三層底座、工作平臺，所述一層底座與二層底座之間、二層底座與三層底座之間、三層底座與工作平臺之間分別通過第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)連接，所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)分別通過三個驅(qū)動組件控制，所述三個驅(qū)動組件分別設(shè)置在一層底座、二層底座、三層底座上；所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)X軸旋轉(zhuǎn)，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Y軸旋轉(zhuǎn)，第三渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Z軸旋轉(zhuǎn)。
[0022]本發(fā)明渦輪蝸桿系統(tǒng)傳動的三自由度旋轉(zhuǎn)運動平臺，該運動平臺利用渦輪蝸桿傳動單級傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)、無噪音，具有自鎖功能等優(yōu)點，大大提高空間利用率，減少機構(gòu)質(zhì)量，從而達到降低驅(qū)動裝置負(fù)擔(dān)的目的。
[0023]所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第一渦輪軸、第一渦輪、第一蝸桿，所述第一渦輪軸與所述一層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第一渦輪軸與第一渦輪及二層底座固定連接，所述第一蝸桿與第一渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第一蝸桿；所述第一渦輪豎直布置。
[0024]所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第二渦輪軸、第二渦輪、第二蝸桿，所述第二渦輪軸與所述二層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第二渦輪軸與第二渦輪及三層底座固定連接，所述第二蝸桿與第二渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第二蝸桿；所述第二渦輪豎直布置且與所述第一渦輪垂直。
[0025]所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)包括交叉滾子軸承、第三渦輪、第三蝸桿，所述第三渦輪上方與所述工作平臺固定連接，所述第三渦輪下方與所述交叉滾子軸承的外圈固定連接，所述交叉滾子軸承的內(nèi)圈與三層底座固定連接；交叉滾子軸承內(nèi)圈固定連接在三層底座中央；所述第三蝸桿與第三渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第三蝸桿；所述第三渦輪水平布置。
[0026]驅(qū)動所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第一電機支架和固定在所述第一電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第一蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第一蝸桿的另一端與第一軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第一軸承座支架、第一電機支架固定在所述一層底座上。
[0027]驅(qū)動所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第二電機支架和固定在所述第二電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第二蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第二蝸桿的另一端與第二軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第二軸承座支架、第二電機支架固定在所述二層底座上。
[0028]驅(qū)動所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第三電機支架和固定在所述第三電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第三蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第三蝸桿的另一端與第三軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第三軸承座支架、第三電機支架固定在所述三層底座上。
[0029]采用渦輪蝸桿系統(tǒng)，蝸桿與驅(qū)動電機輸出軸通過聯(lián)軸器連接，該傳動方式減速比大，能夠逆向自鎖，保證驅(qū)動組件結(jié)構(gòu)緊湊，靈活；同時，驅(qū)動組件構(gòu)成獨立模塊，每層底座采用相同渦輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)，模塊化程度高，便于維護與安裝，互換性好。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，本發(fā)明三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，具體地包括，一層底座1、驅(qū)動組件
2、渦輪軸3、二層底座4、渦輪5、三層底座6、工作平臺7、交叉滾子軸承12，其中，驅(qū)動組件2包括，驅(qū)動電機8、電機架9，蝸桿10、軸承座11，可實現(xiàn)繞X、Y、Z三個軸的旋轉(zhuǎn)運動。
[0032]—層底座I與二層底座4、二層底座4與三層底座6通過渦輪軸3連接，其中，渦輪軸3與下層底座形成轉(zhuǎn)動連接，與渦輪5及其上層底座形成固定連接；3組驅(qū)動組件2分別固定在三個底座(1、4、6)上。
[0033]實施例2
[0034]如圖2所示，本發(fā)明三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，具體地，驅(qū)動組件2包括:驅(qū)動電機8與電機支架9固連，電機輸出軸與蝸桿10通過聯(lián)軸器固定連接，蝸桿10與軸承座支架11轉(zhuǎn)動連接。
[0035]實施例3
[0036]如圖3和4所示，本發(fā)明三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，具體地，在一層底座I上，驅(qū)動組件2安裝位置應(yīng)確保渦輪5與蝸桿10準(zhǔn)確嚙合；渦輪軸3與一層底座I轉(zhuǎn)動連接，與二層底座4及渦輪5固定連接；二層底座4上各零件安裝與一層底座I布置相同。
[0037]實施例4
[0038]如圖5和6所示，本發(fā)明三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，具體地，三層底座6上，渦輪5采用水平布置，渦輪5下方與交叉滾子軸承12外圈固定連接，交叉滾子軸承12內(nèi)圈與三層底座6固定連接；驅(qū)動組件2的安裝保證渦輪、蝸桿準(zhǔn)確嚙合；渦輪5與工作平臺7固定連接。
[0039]本發(fā)明三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，通過分層驅(qū)動的方式實現(xiàn)繞X、Y、Z三軸的旋轉(zhuǎn)運動，在一層底座、二層底座、三層底座上分別布置驅(qū)動組件，驅(qū)動組件中的蝸桿與上層底座或工作平臺通過渦輪連接，而驅(qū)動組件與所在層底座固定連接。通過配置不同的驅(qū)動電機及渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)、改變工作臺大小，可實現(xiàn)運動平臺功率的調(diào)整。
[0040]以上所述本發(fā)明的【具體實施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，包括:自下而上設(shè)置的一層底座、二層底座、三層底座、工作平臺，所述一層底座與二層底座之間、二層底座與三層底座之間、三層底座與工作平臺之間分別通過第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)連接，所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)、第二渦輪蝸桿系統(tǒng)、第三渦輪蝸桿系統(tǒng)分別通過三個驅(qū)動組件控制，所述三個驅(qū)動組件分別設(shè)置在一層底座、二層底座、三層底座上；所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)X軸旋轉(zhuǎn)，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Y軸旋轉(zhuǎn)，第三渦輪蝸桿系統(tǒng)用于實現(xiàn)Z軸旋轉(zhuǎn)。2.如權(quán)利要求1所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第一渦輪軸、第一渦輪、第一蝸桿，所述第一渦輪軸與所述一層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第一渦輪軸與第一渦輪及二層底座固定連接，所述第一蝸桿與第一渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第一蝸桿；所述第一渦輪豎直布置。3.如權(quán)利要求2所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)包括第二渦輪軸、第二渦輪、第二蝸桿，所述第二渦輪軸與所述二層底座轉(zhuǎn)動連接；所述第二渦輪軸與第二渦輪及三層底座固定連接，所述第二蝸桿與第二渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第二蝸桿；所述第二渦輪豎直布置且與所述第一渦輪垂直。4.如權(quán)利要求1所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)包括交叉滾子軸承、第三渦輪、第三蝸桿，所述第三渦輪上方與所述工作平臺固定連接，所述第三渦輪下方與所述交叉滾子軸承的外圈固定連接，所述交叉滾子軸承的內(nèi)圈與三層底座固定連接；所述第三蝸桿與第三渦輪嚙合連接，所述驅(qū)動組件驅(qū)動所述第三蝸桿；所述第三渦輪水平布置。5.如權(quán)利要求2所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，驅(qū)動所述第一渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第一電機支架和固定在所述第一電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第一蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第一蝸桿的另一端與第一軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第一軸承座支架、第一電機支架固定在所述一層底座上。6.如權(quán)利要求3所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，驅(qū)動所述第二渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第二電機支架和固定在所述第二電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第二蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第二蝸桿的另一端與第二軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第二軸承座支架、第二電機支架固定在所述二層底座上。7.如權(quán)利要求4所述的三旋轉(zhuǎn)自由度的運動平臺，其特征在于，驅(qū)動所述第三渦輪蝸桿系統(tǒng)的驅(qū)動組件包括第三電機支架和固定在所述第三電機支架上的驅(qū)動電機，所述驅(qū)動電機的電機輸出軸與所述第三蝸桿的一端通過聯(lián)軸器固定連接，所述第三蝸桿的另一端與第三軸承座支架轉(zhuǎn)動連接；所述第三軸承座支架、第三電機支架固定在所述三層底座上。
【文檔編號】F16M11/12GK105822879SQ201510006765
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月6日
【發(fā)明人】曲道奎, 徐方, 馮春雨, 李學(xué)威, 邊弘曄, 馬壯
【申請人】沈陽新松機器人自動化股份有限公司