平面式三轴运动平台制造技术

本发明专利技术涉及一种运动工作台，更具体地说，涉及一种能够对实现多轴运动的平台。本发明专利技术平面式三轴运动平台，包括：底座、工作台、无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元，所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元固连于所述底座上，所述工作台固连于所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元。用于平面范围内的平动和转动，其中平动包括两个自由度，转动包括一个自由度；本发明专利技术平面式三轴运动平台，利用三个运动单元和一个无动力轴支撑于工作台的四个端点，工作台受力状态良好，结构刚性高；以直线导轨作为导向机构，摩擦阻力小，传动效率高，运动精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种运动工作台，更具体地说，涉及一种能够对实现多轴运动的平台。
技术介绍
在光学控制或者机械制造过程中，需要在平面上提供三轴运动的功能。比如，将某个物体从一个位置移动到另外一个位置，并转动一定的角度。这个实现我们需要用到两个直线运动结构和一个转动运动结构以实现上述目的。但是，该种方式实现的运动机构存在刚性差、受力状态不佳等缺点。况且，为了实现大扭矩的转动运动，需要采用大减速比的减速器作为过度单元，由于减速器采用齿轮从动，齿轮传动存在齿轮间隙，导致运动精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种平面式三轴运动平台，用于平面范围内的平动和转动，其中平动包括两个自由度，转动包括一个自由度；本专利技术平面式三轴运动平台，利用三个运动单元和一个无动力轴支撑于工作台的四个端点，工作台受力状态良好，结构刚性高；以直线导轨作为导向机构，摩擦阻力小，传动效率高，运动精度高。本专利技术平面式三轴运动平台，包括：底座、工作台、无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元，所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元固连于所述底座上，所述工作台固连于所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元。优选地，所述A轴运动单元包括：A芯轴、AX轴滑块、AY轴滑块、A螺母、A底座块、A电机和动力单元，所述动力单元包括：丝杆、支架、联轴器，所述丝杆活动连接于所述螺母，所述支架固连于所述底座上，所述A电机的输出轴通过所述联轴器固连于所述丝杆；所述A螺母固连于所述AY轴滑块；所述A底座块固连于所述底座上，所述AY轴滑块活动连接于所述A底座块，所述AX轴滑块活动连接于所述AY轴滑块，所述A芯轴活动连接于所述AX轴滑块；所述工作台固连于所述A芯轴。优选地，所述B轴运动单元包括：B芯轴、BY滑块、BX滑块、B螺母、B底座块、B电机和动力单元，所述动力单元包括：丝杆、支架、联轴器，所述丝杆活动连接于所述B螺母，所述支架固连于所述底座上，所述B电机的输出轴通过所述联轴器固连于所述丝杆；所述B螺母固连于所述BX滑块；所述B底座块固连于所述底座上，所述BX滑块活动连接于所述B底座块，所述BY滑块活动连接于所述BX滑块，所述B芯轴活动连接于所述BY滑块；所述工作台固连于所述B芯轴。优选地，所述C轴运动单元包括：C底座块、CX滑块、CY滑块、C芯轴、D芯轴、C螺母、C电机和动力单元，所述动力单元包括：丝杆、支架、联轴器，所述丝杆活动连接于所述C螺母，所述支架固连于所述底座上，所述C电机的输出轴通过所述联轴器固连于所述丝杆；所述C螺母固连于所述BX滑块；所述C底座块固连于所述底座上，所述CX滑块活动连接于所述C底座块，所述CY滑块活动连接于所述CX滑块，所述C芯轴活动连接于所述CY滑块；所述工作台固连于所述C芯轴。优选地，所述无动力轴包括：D芯轴、DX滑块、DY滑块、D底座块，所述D底座块固连于所述底座，所述DY滑块活动连接于所述D底座块，所述DY滑块活动连接于所述DX滑块，所述D芯轴活动连接于所述DX滑块。和传统技术相比，本专利技术平面式三轴运动平台具有以下积极作用和有益效果：首先建立相对于所述底座的基坐标系，确定X轴和Y轴的方向。接着在所述A轴运动单元上建立相对于所述底座的基坐标系，确定AX轴和AY轴的方向；接着在所述B轴运动单元上建立相对于所述底座的基坐标系，确定BX轴和BY轴的方向；接着在所述C轴运动单元上建立相对于所述底座的基坐标系，确定CX轴和CY轴的方向。首先描述所述A轴运动单元的工作过程和工作原理：所述A底座块固连于所述底座上，所述AY轴滑块活动连接于所述A底座块，所述AX轴滑块活动连接于所述AY轴滑块，所述A芯轴活动连接于所述AX轴滑块，所述A芯轴可以相对于所述AX轴滑块并绕所述A芯轴的中心轴线转动。所述工作台固连于所述芯轴。也可以理解为，所述工作台可以相对于所述AX轴滑块转动。所述AY轴滑块可相对于所述A底座块做AY轴方向上的直线运动；所述AX轴滑块可相对于所述AY轴滑块做AX轴方向上的直线运动。所述丝杆活动连接于所述螺母，所述支架固连于所述底座上，所述A电机的输出轴通过所述联轴器固连于所述丝杆。由于所述A螺母固连于所述AY轴滑块，因此所述AY轴滑块的运动受到所述A电机的控制。由于所述芯轴固连于所述工作台，所述A芯轴活动连接于所述AX轴滑块，因此所述AX轴滑块的运动受到所述工作台的控制。同时可以理解为，所述A轴运动单元在AY轴方向上对所述AX轴滑块进行了控制。由于所述A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元具有类似的结构，参照所述A轴运动单元的工作原理，本专利技术平面式三轴运动平台将不在赘述B轴运动单元、C轴运动单元的工作过程和工作原理。可以得到的结论是，所述B轴运动单元在BX轴方向上对所述BY滑块进行了控制，所述C轴运动单元在CX轴方向上对所述CY滑块进行了控制。又由于所述B芯轴活动连接于所述BY滑块，所述工作台可以相对于所述BY滑块做转动；又由于所述C芯轴活动连接于所述CY滑块，所述工作台可以相对于所述CY滑块做转动。初始状态下：将所述A芯轴的中心轴线记为A、将所述B芯轴的中心轴线记为B，将所述C芯轴的中心轴线记为C、将所述D芯轴的中心轴线记为D；运动结束后：将将所述A芯轴的中心轴线记为A1、将所述B芯轴的中心轴线记为B1，将所述C芯轴的中心轴线记为C1、将所述D芯轴的中心轴线记为D1。接下来描述所述工作台的三种运动过程：第一种运动状态，所述工作台做X轴方向上的平动。所述A电机保持不动，因此，所述AY轴滑块保持不动；所述B电机转动一定的角度，因此，所述BX滑块相对所述底座沿X轴方向运动了一定距离BXO，即，由B点运动到B1点；所述C电机转动一定的角度，因此，所述CX滑块相对所述底座沿X轴方向运动了一定距离CXO，即，由C点运动到C1点。由于所述BX滑块的运动距离和所述CX滑块的运动距离相等，所以所述工作台由ABCD所示的位置运动到了A1B1C1D1所在的位置。第二种运动状态，所述工作台做Y轴方向上的平动。所述A电机转动一定的角度，因此，所述AY轴滑块相对所述底座沿Y轴方向上移动了一定距离AYO，即，由A点运动到A1点；所述B电机和所述C电机保持不动，因此，所述BX滑块和所述CX滑块相对于所述底座保持不动。所以所述工作台由ABCD所示的位置运动到了A1B1C1D1所在的位置。第三种运动状态，所述工作台同时做X轴和Y轴方向上的运动，并且绕所述底座做一定角度的转动。如果AYO、BXO、CXO三者互不相等，则说明所述工作台同时做X轴和Y轴方向上的运动，并且绕所述底座做一定角度的转动。由于所述A芯轴、所述B芯轴、所述C芯轴、所述D芯轴位于所述工作台的四周，因此，所述工作台的受力状态均匀，所述工作台具有良好的承载能力。本专利技术平面式三轴运动平台利用三个电机作为驱动，使所述工作台在平面上获得了三个方向的自由度。本专利技术平面式三轴运动平台利用三个电机的共同作用实现对所述工作台的转动，所以所述工作台可以获得较大的转动扭矩，同时精度较高。相对于传统的机械结构设计，为了获得较大的转动扭矩，同时，精度较高，必须在电机的输出轴上设置精密减速器。由于该精密减速器价格昂贵，并且长时间运行后，减速器容易产生间隙，从而导致机构运动精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面式三轴运动平台，其特征在于组成如下：包括：底座、工作台、无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元，所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元固连于所述底座上，所述工作台固连于所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元。

【技术特征摘要】
1.一种平面式三轴运动平台，其特征在于组成如下：包括：底座、工作台、无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元，所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元固连于所述底座上，所述工作台固连于所述无动力轴、A轴运动单元、B轴运动单元、C轴运动单元。2.根据权利要求1所述的平面式三轴运动平台，其特征在于，所述A轴运动单元包括：A芯轴、AX轴滑块、AY轴滑块、A螺母、A底座块、A电机和动力单元，所述动力单元包括：丝杆、支架、联轴器，所述丝杆活动连接于所述螺母，所述支架固连于所述底座上，所述A电机的输出轴通过所述联轴器固连于所述丝杆；所述A螺母固连于所述AY轴滑块；所述A底座块固连于所述底座上，所述AY轴滑块活动连接于所述A底座块，所述AX轴滑块活动连接于所述AY轴滑块，所述A芯轴活动连接于所述AX轴滑块；所述工作台固连于所述A芯轴。3.根据权利要求1所述的平面式三轴运动平台，其特征在于，所述B轴运动单元包括：B芯轴、BY滑块、BX滑块、B螺母、B底座块、B电机和动力单元，所述动力单元包括：丝杆、支架、联轴器，所述丝杆活动连接于所述B螺母，所述支架固连于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马金玉，张育煌，马超，孙成军，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33