一種二自由度的空間作業平臺的製作方法

2023-05-08 22:14:31

專利名稱：一種二自由度的空間作業平臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工作檯，尤其是一種臺面可以在半球面內沿球冠軌跡自由旋 轉或擺動的二自由度的空間作業平臺。
背景技術：
在一些生產作業領域可能會涉及到作業平臺的使用，藉以實現對工具或裝置的多 方位作業控制。比如對於戶外探照燈、雷達或噴灌裝置，就需要將其放置在作業平臺上對其 進行旋轉或擺動等控制。在現有技術中，為實現作業平臺旋轉或擺動及其複合運動的功能，通常會有兩臺 電機分別獨立驅動，並採用高傳動副進行傳動，往往存在結構複雜、傳動效率低，承載重量 小，不宜高速運轉、且旋轉或擺動角度小，可用工作空間小等缺陷，不能滿足使用者對工作 任務要求。另一方面，在風沙、雨淋、水浸等惡劣環境中，部件故障率高，產品性能不穩定，並 且不易安裝和拆卸。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以實現在半球面內沿球冠軌跡自由 旋轉或擺動的二自由度的空間作業平臺。為解決上述問題，本實用新型的一種二自由度的空間作業平臺，包括作業面4，支 架5，兩個驅動裝置6，其特徵在於所述支架5上鉸接有均勻分布的四根下轉動臂1，下轉 動臂1分別鉸接有四根連杆2，連杆2另一端分別與四根上轉動臂3相鉸接，上轉動臂3均 勻分布並分別鉸接於作業面4 ；其中，相鄰的兩個下轉動臂1分別通過傳動系統與兩個驅動 裝置6相連接。所述傳動系統可以為齒輪、蝸輪蝸杆或鏈條等結構。所述驅動裝置6可以為電機、液壓缸或者氣缸。所述支架5和作業面4之間安裝有橡膠軟管11。採用本實用新型結構的一種二自由度的空間作業平臺，使用過程中，在兩個驅動 裝置6的作用下，以預定的轉速和旋轉方向進行轉動，通過傳動系統作用於下轉動臂1上， 從而驅動該二自由度的空間作業平臺中的作業面4在半球面內沿球冠軌跡自由旋轉或擺 動。支架和作業面之間安裝有橡膠軟管11，該橡膠軟管11可以作為電纜線等護套也可作為 壓力流體的導流管。採用本實用新型結構的一種二自由度的空間作業平臺，能夠實現作業 平臺的大角度旋轉或擺動，滿足使用者對工程任務的不同需求，可用工作空間較大，結構簡 單，部件故障率低，產品性能穩定，在風沙、雨淋、水浸等惡劣環境中具有較長的使用壽命， 並且易於安裝和拆卸，可以廣泛用於各種機械作業、工業生產以及城市美化工程。

圖1為本實用新型的第一種結構示意圖。[0011]圖2為圖1的俯視結構圖。圖3為圖1的側視結構圖。圖4為本實用新型的第二種結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型技術方案，
以下結合附圖和實施 方式對本實用新型作進一步的詳細說明。如圖1至4所示，本實用新型的一種二自由度的空間作業平臺，包括作業面4，支 架5，兩個驅動裝置6，所述支架5通過四個固定在支架5上並均勻分布的下搖臂吊耳8對 應鉸接有四根下轉動臂1，四根連杆2分別通過銷軸9 一端與四根下轉動臂1對應鉸接，另 一端分別與四根上轉動臂3對應鉸接，作業面4通過四個固定在作業面4上並均勻分布的 上搖臂吊耳10與四根上轉動臂3對應鉸接。其中，如圖1至3所示，每一個相互連接的下轉動臂1、連杆2和上轉動臂3所組成 的組合，為180°半閉合迴路，即所述下轉動臂1以該下轉動臂1與支架5的連接點為起點， 繞支架向上延伸90°後與豎直平面內布置的連杆2相連接，所述上轉動臂3以該上轉動臂 3與連杆2的連接點為起點，繞支架向上延伸90°後與作業面向連接，上轉動臂3的繞行方 向與下轉動臂1的繞行方向相同；或者，如圖4所示，所述下轉動臂1以該下轉動臂1與支架5的連接點為起點，繞 支架向上延伸90°後與豎直平面內布置的連杆2相連接，所述上轉動臂3以該上轉動臂3 與連杆2的連接點為起點，繞支架向上延伸90°後與作業面向連接，上轉動臂3的繞行方向 與下轉動臂1的繞行方向相反；所述相鄰的兩個下轉動臂1分別通過曲柄傳動系統的輸出連杆7與兩個驅動裝置 6相鉸接。該傳動系統可以為齒輪、蝸輪蝸杆或鏈條等結構。該驅動裝置6可以為電機、液 壓缸或者氣缸。當採用液壓缸或氣缸時，也可以將兩臺液壓缸或氣缸的活塞杆直接與任意兩個相 鄰的下轉動臂1進行鉸接，通過該兩臺液壓缸或氣缸推拉該兩個下轉動臂1，以實現對作業 面4的驅動。作為對本實用新型的一種改進，支架5和作業面4之間安裝有橡膠軟管11。該橡 膠軟管11可以作為電纜線等護套也可作為壓力流體的導流管等。使用過程中，兩個驅動裝置6為該二自由度的空間作業平臺提供兩個自由度。在 兩個驅動裝置6的作用下，以預定的轉速和旋轉方向進行轉動，通過曲柄傳動系統的輸出 連杆7推拉下轉動臂1，實現對作業平臺的驅動。當兩個驅動裝置6中只有一個工作時，作 業面4可以在一個平面內做180 °的左右擺動，當另一個驅動裝置也處於工作狀態時，該二 自由度的空間作業平臺中的作業面4會根據兩個驅動力的不同大小和方向以及在上述三 閉環十二桿傳動結構的作用下，在半球面內沿球冠軌跡做出自由旋轉、擺動，或者該兩種運 動的各種複合運動。採用本實用新型結構的一種二自由度的空間作業平臺，能夠實現作業平臺的大角 度旋轉或擺動，滿足使用者對工程任務的不同需求，可用工作空間較大，結構簡單，部件故 障率低，產品性能穩定，在風沙、雨淋、水浸等惡劣環境中具有較長的使用壽命，並且易於安裝和拆卸，可以廣泛用於各種機械作業、工業生產以及城市美化工程。
權利要求1.一種二自由度的空間作業平臺，包括作業面，支架，兩個驅動裝置，其特徵在於所 述支架上鉸接有均勻分布的四根下轉動臂，下轉動臂分別鉸接有四根連杆，連杆另一端分 別與四根上轉動臂相鉸接，上轉動臂均勻分布並分別鉸接於作業面；其中，相鄰的兩個下轉 動臂分別通過傳動系統與兩個驅動裝置相連接。
2.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述傳動系統為 齒輪結構。
3.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述傳動系統為 蝸輪蝸杆結構。
4.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述傳動系統為 鏈輪結構。
5.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述驅動裝置為 電機。
6.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述驅動裝置為 液壓缸。
7.如權利要求1所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述驅動裝置為 氣缸。
8.如權利要求1至7任一項所述的一種二自由度的空間作業平臺，其特徵在於所述 支架和作業面之間安裝有橡膠軟管。
專利摘要本實用新型公開了一種可以實現在半球面內沿球冠軌跡自由旋轉或擺動的二自由度的空間作業平臺，包括作業面，支架，兩個驅動裝置，其特徵在於所述支架上鉸接有均勻分布的四根下轉動臂，下轉動臂分別鉸接有四根連杆，連杆另一端分別與四根上轉動臂相鉸接，上轉動臂均勻分布並分別鉸接於作業面；其中，相鄰的兩個下轉動臂分別通過傳動系統與兩個驅動裝置相連接。採用本實用新型結構的二自由度的空間作業平臺，能夠實現作業平臺的大角度旋轉或擺動，可用工作空間較大，結構簡單，部件故障率低，產品性能穩定，在風沙、雨淋、水浸等惡劣環境中具有較長的使用壽命，並且易於安裝和拆卸，可以廣泛用於各種機械作業、工業生產以及城市美化工程。
文檔編號F16M11/06GK201875370SQ201020587259
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者餘軍, 石磊 申請人:天津大德環境工程有限公司