用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台制造技术

一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，其包括一个动平台、六个滑块以及六个支链，各个该支链又包括一个支杆和两个球副，各个该球副分别设置在该支杆的两端，以使该支杆的每个端部分被通过一个该球铰和该动平台或者该滑块相互连接。与现有技术的并联机构不同，本发明专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台在移动方向上形成大、结构简单、刚度好。本发明专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的六个自由度由六个滑块耦合运动实现。本发明专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台结构简单、空间复用结构紧凑。

【技术实现步骤摘要】
用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台
本专利技术涉及一种用于光学模块装校的机构，属于模块装校领域，尤其是涉及一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台。
技术介绍
在光学模块装校时，有的模块重达数吨，提升行程长达数米，而安装精度要求达到亚毫米。这样，装校机构在具备空间六自由度调节能力且负载大的同时，又要具有较大的提升行程和调节精度。现有的装校机构大部分采用串联、混联机构，这样机构的刚度和精度没有并联机构高。面对光学模块大负载和亚毫米的精度要求时，精度和刚度低的问题很明显。随着时间的推移，串联、混联机构其误差大、惯性大、刚度小、效率低、力学性能差等众多缺点也在生产过程中逐渐暴露了出来，已经难以满足现代工业对重载荷、高精度的工作需求。这样需要通过误差补偿等方式来解决机构的弊端。但是，一般的并联机构工作空间小，不适用于大行程的装校。为此，本专利提出了一种具备大工作空间的并联机构。因此，本专利技术提供一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台。为了达到上述目的，本专利技术提供的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台包括一个动平台、六个滑块以及六个支链，各个该支链又包括两个球副，各个该球副分别设置在该支杆的两端，以使该支杆的每个端部分被通过一个该球副和该动平台或者该滑块相互连接。与现有技术的并联机构不同，本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台在移动方向上行程大、结构简单、刚度好。本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的六个自由度由六个滑块耦合运动实现，具体地说，该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的X方向运动、Y方向运动、Z方向运动、俯仰α运动、偏航β运动和滚转γ运动由各个该滑块耦合运动实现。本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台结构简单、空间复用结构紧凑。本专利技术还提供一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，其包括一个动平台、多个滑块以及多个支链，各个该支链分别包括两个支杆以及两个球副，各个该球副分别设置于该支杆的两个端部，并且该支杆的每个端部分别通过一个该球副连接于该滑块和该动平台。作为对本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的进一步优选的实施例，该滑块和各支链的数量一致。作为对本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的进一步优选的实施例，该滑块和该支链的数量均是六个。作为对本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的进一步优选的实施例，相邻两个该支链的距离不相等。作为对本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的进一步优选的实施例，该滑块的位置和该动平台的位姿满足公式：本专利技术的该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的有益效果是：1、该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台作为并联机构，但是在Z方向具有串联机构的大行程运动的优势，同时该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台能够实现六个自由度空间运动，即，该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台能够实现X方向运动、Y方向运动、Z方向运动、俯仰α运动、偏航β运动和滚转γ运动。2、该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的各个该移动副移动方向在空间上布置为相互平行，便于控制计算。3、该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台结构紧凑、刚度大、误差小。4、该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台布局合理、Z方向运动范围大、承载能力大。5、该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的运动的控制方法简单，适用于大型光学模块装校。附图说明为了获得本专利技术的上述和其他优点和特点，以下将参照附图中所示的本专利技术的具体实施例对以上概述的本专利技术进行更具体的说明。应理解的是，这些附图仅示出了本专利技术的典型实施例，因此不应被视为对本专利技术的范围的限制，通过使用附图，将对本专利技术进行更具体和更详细的说明和阐述。在附图中：图1是该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台的简图示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。如图1，根据本专利技术的精神提供了一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，其中该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台包括一个动平台1、多个滑块2以及多个支链3，各个该支链3的两个端部分别连接于该动平台1和各个该滑块2，以及由该动平台1、各个该滑块2和各个该支链3相互配合而实现光学模块的精确装校。优选地，该支链3的数量是六个，即，该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台包括一个该动平台1、六个该滑块2和两个端部分别连接于该动平台1和该滑块2的六个该支链3。各个该支链3分别包括一个支杆31以及两个球铰32，各个该球铰32分别设置于该支杆31的两个端部，以使该支杆31的两个端部分别通过一个该球铰32连接于该动平台1和该滑块2。值得一提的是，各个该滑块2只能够沿着固定坐标系ObXbYbZb的Z轴方向运动。根据并联机器人位置与姿态的描述和空间变换理论，可以得到在固定坐标系中，末端模型的位姿可由wz＝(x,y,z,γ,α,β)T来表示，其中x、y和z为机体坐标系原点Op在固定坐标系下分别沿ObXb、ObYb和ObZb方向的位移，γ，α和β根据之前定义分别为滚转角、俯仰角和偏航角。对于绕X轴旋转的滚转角γ，其旋转变换矩阵为：对于绕Y轴旋转的俯仰角α，其旋转变换矩阵为：对于绕Z轴旋转的偏航角β，其旋转变换矩阵为：根据角位移的定义，应按照偏航、俯仰和滚转的顺序绕动坐标系进行变换，其旋转变换矩阵为：R＝Rot(Z,β)Rot(Y,α)Rot(X,γ)(4)将公式(1)～(3)代入公式(4)后，得到的旋转变换矩阵为：该动平台1上的该球铰32的中心在固定坐标系下的坐标记为pi＝(pix,piy,piz)T，由模型的位姿和旋转变换矩阵可得到两坐标系之间的关系为：p1ix,p1iy,p1iz分别为动平台上p1i在机体坐标系的坐标值，i＝1,2,…,6根据末端模型的位姿，求解六个该滑块2的运动规律就是6-PSS并联机构的逆解。在已知末端模型位姿wz＝(x,y,z,γ,α,β)T的情况下，由公式(6)可求得球铰Pi在固定坐标系下的坐标pi＝(pix,piy,piz)T，由于拉杆为定长杆，所以球铰Pi和Bi的球心距始终保持不变，由此可建立方程：li2＝(bix-pix)2+(biy-piy)2+(biz-piz)2，i＝1,2,…,6(7)由前面的推导可知，在公式(7)中，只有biz为未知数，求解出biz便得到了滑块上球铰bi的中心在固定坐标系下的坐标，完成了机构的机构位置逆解，根据(7)式可得到biz的表达式：因此，得到最终该滑块2的位置和该动平台1的位姿的关系函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，其特征在于，该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台包括一个动平台、多个滑块以及多个支链，各个该支链分别包括两个支杆以及两个球副，各个该球副分别设置于该支杆的两个端部，并且该支杆的每个端部分别通过一个该球副连接于该滑块和该动平台。

【技术特征摘要】
1.一种用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台，其特征在于，该用于巨型光机模块大行程非接触空间六自由度装校平台包括一个动平台、多个滑块以及多个支链，各个该支链分别包括两个支杆以及两个球副，各个该球副分别设置于该支杆的两个端部，并且该支杆的每个端部分别通过一个该球副连接于该滑块和该动平台。2.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑万国，吴小勇，袁晓东，刘飞，周海，朱小龙，谢志江，谢章，倪卫，崔云翔，范乃吉，张尽力，陈远斌，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，重庆大学，
类型：发明
国别省市：四川,51