一種制冷機的3d移動平臺的製作方法

2023-10-11 09:03:39 3

一種制冷機的3d移動平臺的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種制冷機的3D移動平臺，包括基座和設置在基座上的用以安裝制冷機的三維移動機構，所述三維移動機構包括X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構以實現制冷機在X、Y、Z三維方向上的移動，制冷機通過固定裝置安裝在所述Z軸移動機構上，所述固定裝置上設有對制冷機進行Z向微調的Z向微調裝置。本實用新型的制冷機的3D移動平臺通過在三維移動機構上設置Z向微調裝置，一方面能精確控制制冷機在三維空間內的位移，另一方面Z向微調裝置能夠消除制冷機因自身重力因素導致在Z向上的位移偏差，確保了制冷機的三維移動精度。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種移動平臺，尤其涉及一種控制制冷機在三維上精密移動的平 臺。 一種制冷機的3D移動平臺

【背景技術】
[0002] 在精密機械領域，需要對一些工件在某些溫度、壓力或者其他情況下進行精確的 檢測，而制冷機是一種能夠將物體或一定空間的溫度通過機械和製冷劑將溫度降低的裝 置，可採用制冷機對被測工件進行降溫，對於精密工件，制冷機需要在一個三維空間內自由 移動，以使整個被測工件達到溫度要求，且制冷機的三維移動位置要求能夠高精度控制，以 精確控制被測工件上各處的溫度，從而獲得對被測工件的精確測量結果。因制冷機結構較 大、比較重，通過人工手動調節制冷機的三維移動位置是不現實也是不精確的，因此，亟需 針對制冷機設置專用的高精度的三維移動平臺，以滿足被測工件的測量需求。 實用新型內容
[0003] 本實用新型克服了現有技術的不足，提供一種能夠高精度控制制冷機在三維空間 內自動精確移動三維移動平臺。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案為：一種制冷機的3D移動平臺，其 特徵在於：包括基座和設置在基座上的用以安裝制冷機的三維移動機構，所述三維移動機 構包括X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構以實現制冷機在X、Y、Z三維方向上的移 動，制冷機通過固定裝置安裝在所述Ζ軸移動機構上，所述固定裝置上設有對制冷機進行Ζ 向微調的Ζ向微調裝置。
[0005] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述基座上還設有水平調節所述三維 移動機構的一維移動機構，所述三維移動機構與一維移動機構之間通過兩平行的、滑動設 置在所述一維移動機構上的支撐板連接，所述X軸移動機構橫跨在兩所述支撐板上、與兩 支撐板形成門形的框架，所述Υ軸移動機構安裝在所述X軸移動機構上，所述Ζ軸移動機構 安裝在所述Υ軸移動機構上。
[0006] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述固定裝置包括安裝在所述Ζ軸移 動機構上沿Ζ向移動的半球形基座、用以吊掛制冷機的平行連接到所述半球形基座上的球 形吊座，所述球形吊座通過連接縱向的導向柱連接到所述半球形基座上，所述Ζ向微調裝 置安裝在所述半球形基座與球形吊座上並驅動所述球形吊座沿所述導向柱相對所述半球 形基座移動。
[0007] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述Ζ向微調裝置包括等分設置在 所述半球形基座上的三個第一萬向節、分別與各第一萬向節位置相對應的、等分設置在所 述球形吊座上的三個第二萬向節，各所述第一萬向節與第二萬向節之間分別通過傳動件連 接，其中兩所述第二萬向節上均連接有自鎖手柄，各所述第一萬向節、第二萬向節均通過調 心球軸承分別安裝在所述半球形基座與球形吊座上。
[0008] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述固定裝置還包括連接半球形基座 兩側與Z軸移動機構之間的兩加強筋、連接兩加強筋的加強板，所述加強板連接到所述Z軸 移動機構上。
[0009] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述基座上還設有防止所述三維移動 機構在所述一維移動機構帶動下越位的光感裝置。
[0010] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述一維移動機構包括水平平行設置 在所述基座上的兩第一滑軌，兩所述第一滑軌上均滑動連接有分別固定兩所述支撐板的第 一滑塊，各所述第一滑軌上的至少一個所述第一滑塊上連接有將所述第一滑塊鎖緊在所述 第一滑軌上的鎖緊把手。
[0011] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述X軸移動機構包括橫向連接兩所 述支撐板的第一橫梁，水平平行設置在所述第一橫梁上的兩第二滑軌，滑動跨設在兩所述 第二滑軌上用以承載所述Y軸移動機構的第二橫梁，以及驅動所述第二橫梁沿兩所述第二 滑軌滑動的X向絲杆組件；
[0012] 所述Y軸移動機構包括兩平行的並垂直於所述第二滑軌的設置在所述第二橫梁 上的第三滑軌，滑動設置在兩所述第三滑軌上用以承載所述Z軸移動機構的側支架，以及 驅動所述側支架沿兩所述第三滑軌滑動的Y向絲杆組件；
[0013] 所述Z軸移動機構包括兩平行的縱向設置在所述側支架上的第四滑軌，以及驅動 所述固定裝置沿兩所述第四滑軌滑動的Z向絲杆組件。
[0014] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述側支架包括滑動跨設在兩所述第 三滑軌上的第三橫梁，垂直連接在所述第三橫梁上的側梁，所述側梁與第三橫梁之間連接 有側板，兩所述第四滑軌縱向設置在所述側梁上。
[0015] 本實用新型一個較佳實施例中，進一步包括所述基座上還設有與所述光感裝置電 連接的用以控制所述X向絲杆組件、Y向絲杆組件和Z向絲杆組件傳動的電氣箱。
[0016] 本實用新型解決了【背景技術】中存在的缺陷，本實用新型的制冷機的3D移動平臺 通過在三維移動機構上設置Z向微調裝置，一方面能精確控制制冷機在三維空間內的位 移，另一方面Z向微調裝置能夠消除制冷機因自身重力因素導致在Z向上的位移偏差，確保 了制冷機的三維移動精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018] 圖1是本實用新型的優選實施例的立體結構示意圖；
[0019] 圖中：10、基座，20、X軸移動機構，21、第一橫梁，22、第二滑軌，23、第二橫梁，24、X 向絲杆組件，30、Y軸移動機構，31、第三滑軌，32、側支架，321、第三橫梁，322、側梁，323、側 板，33、Y向絲杆組件，40、Z軸移動機構，41、第四滑軌，42、Z向絲杆組件，50、固定裝置，51、 半球形基座，52、球形吊座，53、導向柱，54、加強筋，55、加強板，60、Z向微調裝置，61、第一萬 向節，62、第二萬向節，63、傳動件，64、自鎖手柄，65、調心球軸承，70、一維移動機構，71、第 一滑軌，72、第一滑塊，73、鎖緊把手，80、支撐板，90、電氣箱，100、被測工件，200、制冷機。

【具體實施方式】
[0020] 現在結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的 示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構 成。
[0021] 如圖1所示，一種制冷機的3D移動平臺，包括基座10和設置在基座10上的用以 安裝制冷機200的三維移動機構，該三維移動機構包括X軸移動機構20、Y軸移動機構30 和Z軸移動機構40以實現制冷機在X、Y、Z三維方向上的移動，制冷機200通過固定裝置 50安裝在Z軸移動機構40上，在固定裝置50上設有對制冷機200進行Z向微調的Z向微 調裝置60,通過X軸移動機構20、Y軸移動機構30和Z軸移動機構40可實現制冷機200在 三維空間內的精確位移，但制冷機200屬於較重的負載，在進行Ζ向移動時，引起自身重力 的原因，其Ζ向位移度會存在偏差，通過設置Ζ向微調裝置60來消除該偏差，以確保制冷機 200在Ζ向位移的精確度。
[0022] 優選的，為確保制冷機200在三維空間內的移動精度，上述的X軸移動機構20、 Υ軸移動機構30和Ζ軸移動機構40在結構上均採用兩方軌四滑塊預壓結構，驅動上採取 伺服電機加絲杆的驅動方式，因此，上述的三維移動機構在驅動制冷機200移動時，因製冷 機200屬於較重的負載，其在三維空間內的位移是十分緩慢的，因此，需增設一維移動機構 70,使制冷機200快速到達一維上的坐標位置，再利用三維移動機構對制冷機200的位移進 行精確控制。具體的，將一維移動機構70設置在基座10上，用於水平調節三維移動機構， 可在三維移動機構與一維移動機構70之間通過兩平行的、滑動設置在一維移動機構70上 的支撐板80連接，將X軸移動機構20橫跨在兩支撐板80上、與兩支撐板80形成門形的框 架，將Υ軸移動機構30安裝在X軸移動機構20上，Ζ軸移動機構40安裝在Υ軸移動機構 30上。測量工件時，將被測工件100放置在形成的門形的框架內，可初步定位被測工件100 的位置，而安裝在Ζ軸移動機構40上的制冷機200正好位於被測工件100上方，通過在三 維空間內移動制冷機200,能全面地對被測工件100進行製冷，便於精確地測量。
[0023] 具體的，本實用新型中的固定裝置50包括安裝在Ζ軸移動機構40上可沿Ζ向移 動的半球形基座51、用以吊掛制冷機200的平行連接到半球形基座51上的球形吊座52,該 球形吊座52通過連接縱向的導向柱53連接到半球形基座51上，在外力的作用下，球形吊 座52可沿導向柱53相對半球形基座51移動，通過球形吊座52帶動制冷機200在Ζ向上 進行微調，以精確控制制冷機200在Ζ向的位移度。而球形吊座52的運動可通過Ζ向微調 裝置60來實現，將Ζ向微調裝置60安裝在半球形基座51與球形吊座52上即可驅動球形 吊座52沿導向柱53相對半球形基座51移動。
[0024] 進一步的，固定裝置50還包括分別連接半球形基座51兩側與Ζ軸移動機構40之 間的兩加強筋54、連接兩加強筋54的加強板55,將加強板55連接到Ζ軸移動機構40上並 與半球形基座51的一側固接。從受力角度分析，單純設置承載制冷機200重量的半球形基 座51，半球形基座51利用球形吊座52帶動制冷機200在Ζ軸移動機構的驅動下Ζ向移動 時，極大考驗半球形基座51的承載力度且半球形基座51會變形損壞，利用加強筋54與加 強板55的結構，可分解半球形基座51的承受力，因此能更好地承載制冷機200。
[0025] 本實用新型中，Ζ向微調裝置60包括呈120°等分設置在半球形基座51上的三個 第一萬向節61、分別與各第一萬向節61位置相對應的、呈120°等分設置在球形吊座52上 的三個第二萬向節62,各第一萬向節61與第二萬向節62之間分別通過傳動件63連接，其 中兩第二萬向節62上均連接有自鎖手柄64,將各第一萬向節61、第二萬向節62均通過調 心球軸承65分別安裝到半球形基座51與球形吊座52上。利用第一萬向節61與第二萬向 節62實現不同方向的軸動力輸出，即利用第一萬向節61與第二萬向節62從三個方向上傳 輸Z向的動力，通過拉動自鎖手柄64將球形吊座52,使第一萬向節61與第二萬向節62從 三個方向上傳輸Z向的動力，從而帶動球形吊座52沿導向柱53相對半球形基座51移動， 對制冷機200進行Z向的微調。本實用新型中的Z向微調裝置60雖然是通過手動調節，但 利用的是萬向節的傳動方式，因而，調節時較輕鬆，不費力。
[0026] 優選的，本實用新型中通過設置一維移動機構70使制冷機200快速到達一維上的 坐標位置，但是在手動驅動一維移動機構70的情況下，並不能精確控制制冷機200到達所 需要的坐標位置處，會產生有偏差，因此可在基座10上設置防止三維移動機構在一維移動 機構70帶動下越位的光感裝置，光感裝置可採用光電感應傳感器，進行位置上的控制。
[0027] 本實用新型中一維移動機構70包括水平平行設置在基座10上的兩第一滑軌71， 兩第一滑軌71上均滑動連接有分別固定兩支撐板80的第一滑塊72,各第一滑軌71上的至 少一個第一滑塊72上連接有將第一滑塊72鎖緊在第一滑軌71上的鎖緊把手73。一維移 動機構70可進行大行程移動，在當一維移動機構70通過帶動兩支撐板80使三維移動機構 到達預定位置後，利用鎖緊把手73將第一滑塊72鎖緊在第一滑軌71上，從而固定住兩支 撐板80,後續可再通過三維移動機構對制冷機200的位移進行精確控制。
[0028] 具體的，本實用新型中X軸移動機構20包括橫向連接兩支撐板80的第一橫梁21， 水平平行設置在第一橫梁21上的兩第二滑軌22,通過連接滑塊滑動跨設在兩第二滑軌22 上用以承載Y軸移動機構30的第二橫梁23,以及驅動第二橫梁23沿兩第二滑軌22滑動 的X向絲杆組件24 ;Y軸移動機構30包括兩平行的並垂直於第二滑軌22的設置在第二橫 梁23上的第三滑軌31，通過連接滑塊滑動設置在兩第三滑軌31上用以承載Ζ軸移動機構 40的側支架32,以及驅動側支架32沿兩第三滑軌31滑動的Υ向絲杆組件33 ;而Ζ軸移動 機構40包括兩平行的縱向設置在側支架32上的第四滑軌41，以及驅動固定裝置50沿兩第 四滑軌41滑動的Ζ向絲杆組件42,即將固定裝置50中的加強板55通過連接滑塊滑動連接 到兩第四滑軌41上，利用伺服電機驅動絲杆使固定裝置50進行Ζ向上的移動。本實用新 型中所說的絲杆組件包括絲杆、絲母，固定絲杆兩端的軸承座。
[0029] 進一步的，本實用新型中的側支架32包括滑動跨設在兩第三滑軌31上的第三橫 梁321，垂直連接在第三橫梁321上的側梁322,側梁322與第三橫梁321之間連接有側板 323,而兩第四滑軌41縱向設置在側梁322上。側支架32的結構設計能更好地使Ζ軸移動 移動承載制冷機200進行Ζ向的移動。
[0030] 本實用新型中在基座10上還設有與光感裝置電連接的用以控制X向絲杆組件24、 Υ向絲杆組件33和Ζ向絲杆組件42傳動的電氣箱90,本實用新型中的X向絲杆組件24、Υ 向絲杆組件33和Ζ向絲杆組件42分別通過步進電機驅動，而各步進電機的工作由電氣箱 90進行操控。
[0031] 本實用新型的制冷機的3D移動平臺的有益效果是：
[0032] 1、通過在三維移動機構上設置Ζ向微調裝置，一方面能精確控制制冷機在三維空 間內的位移，另一方面Ζ向微調裝置能夠消除制冷機因自身重力因素導致在Ζ向上的位移 偏差，確保了制冷機的二維移動精度；
[0033] 2、通過設置一維移動機構，可快速調節三維移動機構到達指定位置，並通過光感 裝置防止制冷機越位；
[0034] 3、伺服電機與絲杆的驅動方式確保了三維移動機構的運動精度。
[0035] 以上依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關人員完全 可以在不偏離本項實用新型技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型 的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定技術性範圍。
【權利要求】
1. 一種制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：包括基座和設置在基座上的用以安裝製冷 機的三維移動機構，所述三維移動機構包括X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構以 實現制冷機在X、Y、Z三維方向上的移動，制冷機通過固定裝置安裝在所述Z軸移動機構上， 所述固定裝置上設有對制冷機進行Ζ向微調的Ζ向微調裝置。
2. 根據權利要求1所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述基座上還設有水平 調節所述三維移動機構的一維移動機構，所述三維移動機構與一維移動機構之間通過兩平 行的、滑動設置在所述一維移動機構上的支撐板連接，所述X軸移動機構橫跨在兩所述支 撐板上、與兩支撐板形成門形的框架，所述Υ軸移動機構安裝在所述X軸移動機構上，所述 Ζ軸移動機構安裝在所述Υ軸移動機構上。
3. 根據權利要求2所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述固定裝置包括安裝 在所述Ζ軸移動機構上沿Ζ向移動的半球形基座、用以吊掛制冷機的平行連接到所述半球 形基座上的球形吊座，所述球形吊座通過連接縱向的導向柱連接到所述半球形基座上，所 述Ζ向微調裝置安裝在所述半球形基座與球形吊座上並驅動所述球形吊座沿所述導向柱 相對所述半球形基座移動。
4. 根據權利要求3所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述Ζ向微調裝置包括 等分設置在所述半球形基座上的三個第一萬向節、分別與各第一萬向節位置相對應的、等 分設置在所述球形吊座上的三個第二萬向節，各所述第一萬向節與第二萬向節之間分別通 過傳動件連接，其中兩所述第二萬向節上均連接有自鎖手柄，各所述第一萬向節、第二萬向 節均通過調心球軸承分別安裝在所述半球形基座與球形吊座上。
5. 根據權利要求3所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述固定裝置還包括連 接半球形基座兩側與Ζ軸移動機構之間的兩加強筋、連接兩加強筋的加強板，所述加強板 連接到所述Ζ軸移動機構上。
6. 根據權利要求5所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述基座上還設有防止 所述三維移動機構在所述一維移動機構帶動下越位的光感裝置。
7. 根據權利要求6所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述一維移動機構包括 水平平行設置在所述基座上的兩第一滑軌，兩所述第一滑軌上均滑動連接有分別固定兩所 述支撐板的第一滑塊，各所述第一滑軌上的至少一個所述第一滑塊上連接有將所述第一滑 塊鎖緊在所述第一滑軌上的鎖緊把手。
8. 根據權利要求7所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述X軸移動機構包括 橫向連接兩所述支撐板的第一橫梁，水平平行設置在所述第一橫梁上的兩第二滑軌，滑動 跨設在兩所述第二滑軌上用以承載所述Υ軸移動機構的第二橫梁，以及驅動所述第二橫梁 沿兩所述第二滑軌滑動的X向絲杆組件； 所述Υ軸移動機構包括兩平行的並垂直於所述第二滑軌的設置在所述第二橫梁上的 第三滑軌，滑動設置在兩所述第三滑軌上用以承載所述Ζ軸移動機構的側支架，以及驅動 所述側支架沿兩所述第三滑軌滑動的Υ向絲杆組件； 所述Ζ軸移動機構包括兩平行的縱向設置在所述側支架上的第四滑軌，以及驅動所述 固定裝置沿兩所述第四滑軌滑動的Ζ向絲杆組件。
9. 根據權利要求8所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述側支架包括滑動跨 設在兩所述第三滑軌上的第三橫梁，垂直連接在所述第三橫梁上的側梁，所述側梁與第三 橫梁之間連接有側板，兩所述第四滑軌縱向設置在所述側梁上。
10.根據權利要求9所述的制冷機的3D移動平臺，其特徵在於：所述基座上還設有與 所述光感裝置電連接的用以控制所述X向絲杆組件、Y向絲杆組件和Z向絲杆組件傳動的 電氣箱。
【文檔編號】G01D11/30GK203908572SQ201420277559
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】尚文, 李相鵬 申請人:蘇州科技學院