一種用於二維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺的製作方法

2023-10-11 20:41:24 3

專利名稱：一種用於二維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉 及伺服定位平臺領域，尤其涉及ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。
背景技術：
伺服定位平臺在エ業自動化領域應用廣泛。在ニ維平面定位方面，往往只通過X軸和Y軸方向的運動無法完成平面的精確定位，通常還需要將伺服定位平臺進行旋轉操作(即e操作)才能完成精確定位。在ニ維平面定位方面，傳統的三軸伺服定位平臺如圖I和圖2所示。圖I給出ー種現有的三軸伺服定位平臺，包含ー用於X軸向位移的X軸運動裝置、ー用於Y軸向位移的Y軸運動裝置、一用於旋轉操作的旋轉運動裝置、一平臺底座及ー用於放置待定位物體的定位平臺。Y軸運動裝置架設於平臺底座上，X軸運動裝置架設於Y軸運動裝置上，旋轉運動裝置架設於X軸運動裝置上，定位平臺架設於旋轉運動裝置上。X軸運動裝置和Y軸運動裝置共同完成定位平臺的平移操作，旋轉運動裝置完成定位平臺的旋轉操作。圖2給出另一種現有的三軸伺服定位平臺，它包含一用於X軸向位移的X軸運動裝置、ー用於Y軸向位移的Y軸運動裝置、一用於旋轉操作的旋轉運動裝置、一平臺底座及ー用於放置待定位物體的定位平臺。旋轉運動裝置架設於平臺底座上，Y軸運動裝置架設於旋轉運動裝置上，X軸運動裝置架設於Y軸運動裝置上，定位平臺架設於X軸運動裝置上。X軸運動裝置和Y軸運動裝置共同完成定位平臺的平移操作，旋轉運動裝置完成定位平臺的旋轉操作。無論是圖I所示的三軸伺服定位平臺，還是圖2所示的三軸伺服定位平臺，其X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉運動裝置為疊加構造，這使得三軸伺服定位平臺體積龐大，尤其是旋轉運動裝置體積巨大，阻礙工作空間，降低空間利用率，並且在某些精密伺服定位系統中無法安裝，限制了其使用範圍。其次現有的結構中，X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉運動裝置為疊加構造,這使得三軸伺服定位平臺構造複雜，成本較高。

發明內容
本發明的目的是提供ー種結構簡單，體積超薄，適用範圍廣、價格低廉的用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。本發明所採用的技術方案是ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，至少包括平臺底座、U軸運動裝置、V軸運動裝置、W軸運動裝置和定位平臺；所述U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置處於同一平面，固定在平臺底座和定位平臺之間。所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置具有相同的結構。所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置在平臺底座和定位平臺之間形成三面分布；所述的U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置在平臺底座和定位平臺之間互成90度。所述的U軸運動裝置包括伺服電機、滾珠絲槓、固定端子及移動旋轉機構；固定端子和伺服電機分別在滾珠絲槓兩端，移動旋轉機構與滾珠絲槓絲槓連接，移動旋轉機構沿滾珠絲槓做直線移動。所述的移動旋轉機構包括移動圓盤及移動旋轉橫梁，移動圓盤下端套在滾珠絲槓上，井隨滾珠絲槓的旋轉沿滾珠絲槓做直線移動，移動旋轉橫梁與移動圓盤軸連接或軸承連接，使移動旋轉橫梁在移動圓盤上能夠自由旋轉。所述的定位平臺固定平臺滑行導軌裝置，平臺滑行導軌裝置與移動旋轉橫梁通過T型槽連接；定位過程中，移動旋轉機構沿滾珠絲槓移動，移動旋轉橫梁沿平臺滑行導軌裝置滑行；當定位平臺進行旋轉定位時，移動旋轉橫梁沿平臺滑行導軌裝置滑行或旋轉運動。所述的U軸運動裝置或包括伺服電機、滾珠絲槓、固定端子及移動滑行導軌裝置； 固定端子和伺服電機分別在滾珠絲槓兩端，移動滑行導軌裝置與滾珠絲槓絲槓連接，移動滑行導軌裝置沿滾珠絲槓做直線移動。所述的定位平臺固定平臺旋轉機構，平臺旋轉機構由平臺圓盤及平臺旋轉橫梁構成，平臺圓盤固定在定位平臺上，平臺旋轉橫梁與平臺圓盤軸連接或軸承連接，使平臺旋轉橫梁在平臺圓盤上能夠自由旋轉，平臺旋轉橫梁與移動滑行導軌裝置通過T型槽連接；定位過程中，移動滑行導軌裝置沿滾珠絲槓移動，平臺旋轉橫梁沿移動滑行導軌裝置滑行；當定位平臺進行旋轉定位時，平臺旋轉橫梁沿移動滑行導軌裝置滑行或旋轉運動。本發明所達到的技術效果是U軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置三軸在同一平面上，使所述用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺體積大大縮小，提高了空間利用率，能夠適用於對伺服定位平臺體積、質量有嚴格要求的精密ニ維平面定位的伺服定位系統中；u軸運動裝置、V軸運動裝置和W軸運動裝置三軸在同一平面上，使所述用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺結構簡単，降低製造成本。同時，採用u、v、w三軸控制以提高本發明之用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺的定位精度。


下面參照附圖結合實施例對本發明作進ー步說明圖I是ー種傳統的三軸伺服定位平臺的組合示意圖；圖2是另ー種傳統的三軸伺服定位平臺的組合示意圖；圖3是本發明實施例結構示意圖；圖4是本發明實施例I處於定位前的位置示意圖；圖5是本發明實施例I處於定位後的位置示意圖；圖6是本發明實施例2處於定位前的位置示意圖；圖7是本發明實施例2處於定位後的位置示意圖；圖8是本發明實施例I的局部結構分解示意圖；圖9是本發明實施例I的局部運動示意圖；圖10是本發明實施例2的局部結構分解示意圖；圖11是本發明實施例2的局部運動示意圖。
圖中，I、用於X軸向位移的X軸運動裝置；2、用於Y軸向位移的Y軸運動裝置；3、用於旋轉操作的旋轉運動裝置；4、平臺底座；5、定位平臺；6、U軸運動裝置；7、V軸運動裝置；8、W軸運動裝置；9、定位平臺；601、伺服電機；602、滾珠絲槓；603、固定端子；604、移動旋轉機構；605、移動圓盤；606、移動旋轉橫梁；607、移動滑行導軌裝置；901、平臺滑行導軌裝置；902、平臺旋轉機構；903、平臺圓盤；904、平臺旋轉橫梁。
具體實施例方式圖I給出ー種現有的三軸伺服定位 平臺，包含ー用於X軸向位移的X軸運動裝置
I、ー用於Y軸向位移的Y軸運動裝置2、一用於旋轉操作的旋轉運動裝置3、一平臺底座4及ー用於放置待定位物體的定位平臺5。Y軸運動裝置2架設於平臺底座4上，X軸運動裝置I架設於Y軸運動裝置2上，旋轉運動裝置3架設於X軸運動裝置I上，定位平臺5架設於旋轉運動裝置3上。X軸運動裝置I和Y軸運動裝置2共同完成定位平臺5的平移操作，旋轉運動裝置3完成定位平臺5的旋轉操作。圖2給出另一種現有的三軸伺服定位平臺，它包含一用於X軸向位移的X軸運動裝置I、ー用於Y軸向位移的Y軸運動裝置2、一用於旋轉操作的旋轉運動裝置3、一平臺底座4及ー用於放置待定位物體的定位平臺5。旋轉運動裝置3架設於平臺底座4上，Y軸運動裝置2架設於旋轉運動裝置3上，X軸運動裝置I架設於Y軸運動裝置2上，定位平臺5架設於X軸運動裝置I上。X軸運動裝置I和Y軸運動裝置2共同完成定位平臺5的平移操作，旋轉運動裝置3完成定位平臺5的旋轉操作。無論是圖I所示的三軸伺服定位平臺，還是圖2所示的三軸伺服定位平臺，其X軸運動裝置、Y軸運動裝置和旋轉運動裝置為疊加構造，這使得三軸伺服定位平臺體積龐大，尤其是旋轉運動裝置體積巨大，阻礙工作空間，降低空間利用率，並且在某些精密伺服定位系統中無法安裝，限制了其使用範圍。如圖3所示，ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，至少包括平臺底座4、U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8和定位平臺9 ;所述U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8處於同一平面，固定在平臺底座4和定位平臺9之間。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8具有相同的結構。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8在平臺底座4和定位平臺9之間形成三面分布。所述的U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8在平臺底座4和定位平臺9之間互成90度。本發明具體實施例I結構過程說明如圖4所示，U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8具有相同的結構。現只對U軸運動裝置6進行說明。如圖4、圖8所示，U軸運動裝置6包括伺服電機601、滾珠絲槓602、固定端子603及移動旋轉機構604 ;固定端子603和伺服電機601分別在滾珠絲槓602兩端，移動旋轉機構604與滾珠絲槓602絲槓連接，移動旋轉機構604沿滾珠絲槓602做直線移動。移動旋轉機構604包括移動圓盤605及移動旋轉橫梁606，移動圓盤605下端套在滾珠絲槓602上，並隨滾珠絲槓602的旋轉沿滾珠絲槓602做直線移動，移動旋轉橫梁606與移動圓盤605軸連接或軸承連接，使移動旋轉橫梁606在移動圓盤605上能夠自由旋轉。如圖8所示，定位平臺9固定平臺滑行導軌裝置901，平臺滑行導軌裝置901與移動旋轉橫梁606通過T型槽連接。
如圖5、圖9所示,定位過程中，移動旋轉機構604沿滾珠絲槓602移動,移動旋轉橫梁606沿平臺滑行導軌裝置901被動滑行。當定位平臺9進行旋轉定位時，移動旋轉橫梁606除沿平臺滑行導軌裝置901被動滑行外，還會產生旋轉操作。本發明具體實施例2結構過程說明如圖6所示，U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8具有相同的結構。現只對U軸運動裝置6進行說明。如圖6、圖10所示，U軸運動裝置6包括伺服電機601、滾珠絲槓602、固定端子603及移動滑行導軌裝置607 ;固定端子603和伺服電機601分別在滾珠絲槓602兩端，移動滑行導軌裝置607與滾珠絲槓602絲槓連接，移動滑行導軌裝置607沿滾珠絲槓602做直線移動。如圖10所示，定位平臺9固定平臺旋轉機構902，平臺旋轉機構902由平臺圓盤903及平臺旋轉橫梁904構成，平臺圓盤903固定在定位平臺9上，平臺旋轉橫梁904與平臺圓盤903軸連接或軸承連接，使平臺旋轉橫梁904在平臺圓盤903上能夠自由旋轉，平臺旋轉橫梁904與移動滑行導軌裝置607通過T型槽連接。如圖7、圖11所示，定位過程中，移動滑行導軌裝置607沿滾珠絲槓602移動，平臺旋轉橫梁904沿移動滑行導軌裝置607被動滑行。當定位平臺9進行旋轉定位時，平臺旋轉橫梁904除沿移動滑行導軌裝置607被動滑行外，還會產生旋轉操作。
權利要求
1.ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是至少包括平臺底座(4)、U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)、W軸運動裝置(8)和定位平臺(9);所述U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)處於同一平面，固定在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間。
2.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)具有相同的結構。
3.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間形成三面分布；U軸運動裝置(6)、V軸運動裝置(7)和W軸運動裝置(8)在平臺底座(4)和定位平臺(9)之間互成90度。
4.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的U軸運動裝置(6)包括伺服電機(601)、滾珠絲槓(602)、固定端子(603)及移動旋轉機構(604)；固定端子(603)和伺服電機(601)分別在滾珠絲槓(602)兩端,移動旋轉機構(604)與滾珠絲槓(602)絲槓連接，移動旋轉機構(604)沿滾珠絲槓(602)做直線移動。
5.根據權利要求4所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的移動旋轉機構(604)包括移動圓盤(605)及移動旋轉橫梁(606)，移動圓盤(605)下端套在滾珠絲槓(602)上，並隨滾珠絲槓(602)的旋轉沿滾珠絲槓(602)做直線移動，移動旋轉橫梁(606)與移動圓盤(605)軸連接或軸承連接，使移動旋轉橫梁(606)在移動圓盤(605)上能夠自由旋轉。
6.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的定位平臺(9)固定平臺滑行導軌裝置(901)，平臺滑行導軌裝置(901)與移動旋轉橫梁(606)通過T型槽連接；定位過程中，移動旋轉機構(604)沿滾珠絲槓(602)移動，移動旋轉橫梁(606 )沿平臺滑行導軌裝置(901)滑行；當定位平臺(9 )進行旋轉定位時，移動旋轉橫梁(606)沿平臺滑行導軌裝置(901)滑行或旋轉運動。
7.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的U軸運動裝置(6)或包括伺服電機(601)、滾珠絲槓(602)、固定端子(603)及移動滑行導軌裝置(607);固定端子(603)和伺服電機(601)分別在滾珠絲槓(602)兩端，移動滑行導軌裝置(607)與滾珠絲槓(602)絲槓連接，移動滑行導軌裝置(607)沿滾珠絲槓(602)做直線移動。
8.根據權利要求I所述的ー種用於ニ維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺，其特徵是所述的定位平臺(9)固定平臺旋轉機構(902)，平臺旋轉機構(902)由平臺圓盤(903)及平臺旋轉橫梁(904)構成，平臺圓盤(903)固定在定位平臺(9)上，平臺旋轉橫梁(904)與平臺圓盤(903)軸連接或軸承連接，使平臺旋轉橫梁(904)在平臺圓盤(903)上能夠自由旋轉，平臺旋轉橫梁(904)與移動滑行導軌裝置(607)通過T型槽連接；定位過程中，移動滑行導軌裝置(607)沿滾珠絲槓(602)移動，平臺旋轉橫梁(904)沿移動滑行導軌裝置(607)滑行；當定位平臺(9)進行旋轉定位時，平臺旋轉橫梁(904)沿移動滑行導軌裝置(607)滑行或旋轉運動。
全文摘要
本發明涉及伺服定位平臺領域，尤其涉及一種用於二維平面定位的超薄三軸伺服定位平臺。至少包括平臺底座4、U軸運動裝置6、V軸運動裝置7、W軸運動裝置8和定位平臺9；所述U軸運動裝置6、V軸運動裝置7和W軸運動裝置8處於同一平面，固定在平臺底座4和定位平臺9之間，縮小了平臺體積，提高了空間利用率，能夠適用於對伺服定位平臺體積和質量有嚴格要求伺服定位系統中。
文檔編號B25H1/14GK102653058SQ201210135290
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者劉小峰, 劉貴喜, 折曉宇, 鄧勇, 魏寧 申請人:西安電子科技大學