專利名稱：三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，尤其涉及一種直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三軸運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)。技術(shù)背景傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通常是通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶、螺桿或滾珠絲桿實(shí)現(xiàn) 的，然而，機(jī)械傳動(dòng)由于慣量、剛度、磨損等原因，使得響應(yīng)慢且滯后，存 在一定的跟蹤誤差，也影響系統(tǒng)運(yùn)行速度和精度，同時(shí)，機(jī)械配置和運(yùn)動(dòng)行 程也受結(jié)構(gòu)限制。因此，如何提供一種可以克服由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶、螺桿或滾珠絲 桿而帶來的上述問題的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)已經(jīng)成當(dāng)前急需要解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所欲解決的技術(shù)問題是提供一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三軸運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)以克服由傳統(tǒng)滾珠絲杠傳動(dòng)所引起剛度差、效率低、響應(yīng)慢等一系列問 題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底座，組裝 于所述底座兩端的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，架設(shè)于所述底座中部的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以 及固定于X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別包括直線電機(jī)及滑動(dòng)裝置，該滑動(dòng)裝置包括 導(dǎo)軌和滑塊；所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一橫梁，所述用于驅(qū)動(dòng)該X軸運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌固定于該橫梁上；所述Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一固定 架，所述用于驅(qū)動(dòng)該Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌安裝于所述固定架 上。所述固定架包括一水平板和一豎直板，所述水平板垂直于所述豎直板向 后延伸。用于驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電子的定子安裝于所述底座上，其動(dòng)子安 裝于所述橫梁的側(cè)端面。用于驅(qū)動(dòng)z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)的定子和動(dòng)子安裝于所述豎直板的前 端面。所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的滑塊分別安裝于所述水平^L的下端面以及所述豎 直板的后端面；所述Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的導(dǎo)軌安裝于所述底座上，其滑塊安裝 于所述橫梁的底部；所述Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的導(dǎo)^L和滑塊安裝于所述豎直板上。所述豎直板上還安裝有一平衡彈簧。所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別包括位置反饋裝 置。 '所述位置反饋裝置為直線光柵編碼器，該直線光柵編碼器包括光柵尺和 讀頭。本實(shí)用新型所達(dá)到的技術(shù)效果是本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過在Y軸 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中采用兩個(gè)或多個(gè)直線電機(jī)作獨(dú)立或同時(shí)控制，大大減小了負(fù)載移 動(dòng)或者變化引起的動(dòng)態(tài)誤差，XZ軸采用無鐵心直線電機(jī)，以提高系統(tǒng)運(yùn)行平 穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，本實(shí)用新型之三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載的高速、準(zhǔn) 確定位。
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖l是本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的立體圖。圖2是本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的立體分解圖。圖3是本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的另一角度部分機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
'請(qǐng)參閱圖1和圖2,本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1包括底座10， X軸運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng).20, Y,軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)30和Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)40。底座IO概呈長(zhǎng)方體，所述Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)30分別組裝在底座10的兩端， 所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)20架"&于底座10的中部，X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2 0上組裝Z軸運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)40。X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)2G包括一橫梁21、直線電機(jī)22和導(dǎo)軌23。所述直線電機(jī) 22包括定子221和動(dòng)子222。所述定子221安裝于所述橫梁21上。定子221 內(nèi)裝有磁鐵。導(dǎo)軌23分別裝在定子221的前后兩側(cè)。Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)30包括一直線電機(jī)31和導(dǎo)軌32。直線電機(jī)31亦包括定子 311和動(dòng)子312。定子311安裝于底座10上，定子311的內(nèi)部組裝有磁鐵。 動(dòng)子312安裝于所述橫梁21的側(cè)端面上。導(dǎo)軌32亦安裝于所述底座10上， 且位于所述定子311的內(nèi)側(cè)。所述橫梁21的底部裝有與所述導(dǎo)軌32相匹配 的滑塊211，在動(dòng)子312的帶動(dòng)下，通過滑塊211在導(dǎo)庫九32上的前后滑動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)20以及組裝在X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)20上的Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)40 在沿Y軸方向的運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)參閱圖3， Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)40包括固定架41、直線電機(jī)42和導(dǎo)軌43。 所述直線電機(jī)42和導(dǎo)軌43均安裝于所述固定架41上。該固定架41包括一 水平板411和一豎直板412。所述水平板411垂直于所述豎直板412向后延 伸。所述直線電機(jī)42同樣包括定子421和動(dòng)子422。所述定子421和動(dòng)子422 安裝于所述豎直板412的前端面上。所述定子421的內(nèi)部裝有磁鐵。所述導(dǎo) 軌43亦安裝于豎直板412的前端面上。導(dǎo)軌43上組裝有與該導(dǎo)軌43相匹配 的滑塊431,從而在動(dòng)子422的帶動(dòng)下在Z軸方向上下運(yùn)動(dòng)。水平板411的 下端面上固定有X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的直線電機(jī)22的動(dòng)子222。所述水平板411 的下端面以及豎直板412的后端面上分別組裝有一與所述導(dǎo)軌23相匹配的滑 塊45,從而在所述動(dòng)子222的帶動(dòng)下在X軸方向左右運(yùn)動(dòng)。豎直板412的上 安裝有一平衡彈簧46，以防止突然斷電時(shí)，滑塊431由于重力作用下滑而壓 壞凈皮加工工件。本實(shí)用新型之三軸運(yùn)動(dòng)于臺(tái)1的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)20、 Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)30和Z 軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)40均設(shè)置有位置反饋裝置50。在本實(shí)施例中，所述位置反饋裝 置50為直線光柵編碼器，該直線光柵編碼器包括光柵尺和讀頭。本實(shí)用新型之三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1的所有直線電機(jī)的電線均整裝于拖鏈60 內(nèi)，再與外部電源相連4^。綜上所述，本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1通過在Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中采用兩個(gè) 或多個(gè)直線電機(jī)作獨(dú)立或同時(shí)控制，大大減小了負(fù)載移動(dòng)或者變化引起的動(dòng)態(tài)誤差，X軸、z軸釆用無鐵心直線電機(jī)，以提高系統(tǒng)運(yùn)fr平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，本實(shí)用新型之三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載的高速、準(zhǔn)確定位。
權(quán)利要求1.一種三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底座，組裝于所述底座兩端的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，架設(shè)于所述底座中部的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以及固定于X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別包括直線電機(jī)及滑動(dòng)裝置，該滑動(dòng)裝置包括導(dǎo)軌和滑塊；所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一橫梁，所述用于驅(qū)動(dòng)該X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌固定于該橫梁上；所述Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一固定架，所述用于驅(qū)動(dòng)該Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌安裝于所述固定架上。
2. 如權(quán)利要求1所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述固定架包括一水 平板和一豎直板，所述水平板垂直于所述豎直;fel向后延伸。
3. 如權(quán)利要求2所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于用于驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)的直線電子的定子安裝于所述橫梁上，其動(dòng)子安裝于所述水平板的下端面。
4. 如權(quán)利要求2所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于用于驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)的直線電子的定子安裝于所述底座上，其動(dòng)子安裝于所述橫梁的側(cè)端面。
5. 如權(quán)利要求2所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于用于驅(qū)動(dòng)Z軸運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)的直線電機(jī)的定子和動(dòng)子安裝于所述豎直板的前端面。
6. 如權(quán)利要求2所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的導(dǎo)軌安裝于所述底座上，其滑塊安裝于所述^f黃梁的底部；所述 Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的導(dǎo)軌和滑塊安裝于所述豎直板上。
7. 如權(quán)利要求2所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述豎直板上還安 裝有一平衡彈簧。
8. 如權(quán)利要求1所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、 Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別包括位置反饋裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所迷位置反饋裝置 為直線光柵編碼器，該直線光柵編碼器包括光柵尺和讀頭。
專利摘要本實(shí)用新型揭露一種三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括底座，組裝于所述底座兩端的Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，架設(shè)于所述底座中部的X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，以及固定于X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上的Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、Y軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分別包括直線電機(jī)及滑動(dòng)裝置，該滑動(dòng)裝置包括導(dǎo)軌和滑塊；所述X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一橫梁，所述用于驅(qū)動(dòng)該X軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌固定于該橫梁上；所述Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)還包括一固定架，所述用于驅(qū)動(dòng)該Z軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直線電機(jī)和所述導(dǎo)軌安裝于所述固定架上。本實(shí)用新型三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)不但可以提高系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，而且可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載的高速、準(zhǔn)確定位。
文檔編號(hào)G12B9/00GK201111957SQ200720189850
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者付曉輝, 周爾清, 廖有用, 王光能, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族精密機(jī)電有限公司