一种六自由度串联平台制造技术

本发明专利技术涉及一种大型六自由度串联平台，该平台由三自由度直线平台和三自由度旋转平台组成。三自由度直线平台是由底座、X过渡座、Y过渡座依次安装。通过导轨滑块副安装在各个过渡座上作为支撑，圆锥滚子轴承和深沟球轴承固定滚珠丝杠，滚珠丝杠作为传动，伺服电机、减速器、联轴节连接滚珠丝杠作为驱动，带动三自由度直线平台运动。三自由度旋转平台由工作台、内框轴、转盘轴承、中框架、中框轴、外框架、外框轴、耳座、Z过渡座、配重、角接触球轴承、角度编码器、转角限位装置、蜗轮蜗杆副、联轴节、减速器、伺服电机组成。三自由度旋转平台安装在Z过渡座上，与三自由度直线平台组成六自由度串联平台，通过电缆与电控系统相接。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度串联平台
本专利技术是一种六自由度串联平台，属于测试
，能够承载200kg以上的负载，同时能够承受1000Nm以上的倾覆力矩，同时具有很高的定位精度。
技术介绍
随着现代武器装备技术的快速发展，惯导测试与运动仿真设备被广泛应用于航空、航天、航海技术及武器装备研制过程中的各个领域和各个阶段。其中六自由度平台广泛地应用在数控机床领域、机器人、医疗器械和大型生产线上。更加复杂的试验环境需求与多维度的生产加工，大大加快了六自由度平台的发展。对于能够承受大负载、大倾覆力矩，同时具有很高定位精度的六自由度平台也更加迫切。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术需求而设计提供了一种六自由度串联平台，其目的是的目的是提出一种能模拟实际应用环境，具有操作简单、组合类型多，并能够承受大负载，大倾覆力矩，且精度高的六自由度串联平台。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：1、一种六自由度串联平台，包括电控系统和机械系统两部分，其特征在于：机械系统包括三自由度直线平台(1)和三自由度旋转平台(2)，所述三自由度直线平台(1)包括依次安装的底座(11)、X过渡座(12)、Y过渡座(13)，通过导轨滑块副(14)安装在各个过渡座上作为支撑，圆锥滚子轴承(15)和深沟球轴承(16)固定滚珠丝杠(17)，滚珠丝杠(17)作为传动，伺服电机(20)、减速器(21)、联轴节(22)连接滚珠丝杠(17)作为驱动，带动三自由度直线平台(1)运动，光栅尺(18)作为三自由度直线平台(1)的反馈装置，三个自由度均安装有直线限位装置(19)；所述三自由度旋转平台(2)包括工作台(31)、内框轴(32)、转盘轴承(33)、中框架(34)、中框轴(35)、外框架(36)、外框轴(37)、耳座(38)、Z过渡座(39)、配重(40)、角接触球轴承(41)、角度编码器(42)、转角限位装置(43)、蜗轮蜗杆副(44)、联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)，工作台(31)安装在内框轴(32)上，内框轴(32)安装在转盘轴承(33)上，转盘轴承(33)与中框架(34)相连，中框架(34)通过中框轴(35)与外框架(36)相连，外框架(36)通过外框轴(37)与耳座(38)相连，耳座(38)固定在Z过渡座(39)上，各轴通过角接触球轴承(41)固定支撑，角度编码器(42)作为测角元件，并均有转角限位装置(43)保护，通过配重(40)将中框轴系进行配平，蜗轮蜗杆副(44)连接各轴并与联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)相连接作为各轴的驱动。所述导轨滑块副(14)有三种不同规格及对应的安装形式：第一种：底座(11)上安装有两组水平直线导轨，每组导轨安装三个滑块；第二种：X过渡座(12)上安装有两组水平直线导轨，每组导轨安装二个滑块；第三种：Y过渡座(13)上安装有四组竖直两两平行的直线导轨，每组导轨安装二个滑块。所述导轨滑块副(14)均为滚柱型重负荷型直线导轨。所述圆锥滚子轴承(15)和深沟球轴承(16)安装在三个直线自由度上。所述滚珠丝杠(17)有三种不同规格：直径100mm，长度2832mm；直径100，长度1504mm；直径80mm，长度798mm，分别安装在X、Y、Z三个直线自由度上。所述伺服电机(20)有二种不同规格：一种是Z向直线升降采用的是一台扭矩6Nm的伺服电机另一种是X和Y向直线自由度和三自由度旋转平台(2)的三个旋转自由度采用的是扭矩1.7Nm的伺服电机，共五台；所述减速器(21)有二种不同规格：一种是Z向直线升降采用的是一台蜗轮蜗杆减速器；另一种是X和Y向直线自由度和三自由度旋转平台(2)的三个旋转自由度各采用的是行星轮减速器，共五台。所述联轴节(22)有二种不同规格：一种是Z向直线升降采用的是一个两端安装孔直径均是50mm的联轴节；另一种是X和Y向直线自由度和三自由度旋转平台(2)的三个旋转自由度各采用的是电机端安装孔直径16mm，丝杠端安装孔直径35mm的联轴节，共五个。所述光栅尺(18)为绝对式直线光栅尺，三个直线自由度均贴有。所述直线限位装置(19)包括机械限位或电气限位。所述转盘轴承(33)为交叉滚子转盘轴承。所述配重(40)为灌铅配重。所述角接触球轴承(41)有二种不同规格7032AC和7040AC，外框架(26)的两端轴孔各安装一对7032AC轴承，再将安装有中框轴(35)的中框架(34)穿入轴孔并固定，起到支撑中框架(34)的作用；两边的耳座(38)各安装一对7040AC轴承，再将安装有外框轴(37)的外框架(26)穿入耳座并固定，起到支撑外框架(26)的作用。所述角度编码器(42)为绝对式角度编码器，三个旋转自由度上均安装。所述限位装置(43)包括机械限位或电气限位，三个旋转自由度上均安装。所述蜗轮蜗杆副(44)由蜗轮和蜗杆组成，有二种不同规格：一种中心距为200mm，传动比为82，通过螺钉拧紧安装固定在内框轴(32)的下端，转动蜗杆带动内框轴系运转；另一种中心距为280mm，传动比为71，通过螺钉拧紧安装固定在中框轴(35)和外框轴(37)的轴端，转动蜗杆带动中框轴系和外框轴系运转。所述联轴节(45)为电机端安装孔直径16mm，丝杠端安装孔直径35mm的联轴节，三个旋转自由度上均安装。所述减速器(46)为行星轮减速器，三个旋转自由度上均安装。所述伺服电机(47)为扭矩1.7Nm的伺服电机，三个旋转自由度上均安装。本专利技术具有的优点和有益效果是：本专利技术采用六个自由度串联的结构设计，具有能够承受更大负载，更大倾覆力矩的能力，并且运动精度很高。由于是串联的六自由度平台，电控控制上也更加操作方便，在模拟空间多维度的运动试验求解计算也更加直观简单。可以单独控制一个自由度，也可以同时控制多自由度，具有多种的运动组合类型，更加接近实际的应用环境。附图说明图1为本专利技术的结构示意图图2为三自由度直线平台结构剖视图图3为三自由度旋转平台结构剖视图具体实施方式以下将结合附图和实施例对本专利技术技术方案作进一步地详述：参见附图1～3所示，本专利技术为一种大型六自由度串联平台，包括电控系统和机械系统两部分，其机械系统是由三自由度直线平台1和三自由度旋转平台2两大部分组成。三自由度直线平台1架构于底座11之上，在底座11上面安装导轨滑块副14，为两组水平直线导轨，每组直线导轨上面有三个滑块，总共六个滑块。滚珠丝杠17作为传动，通过圆锥滚子轴承15和深沟球轴承16安装固定在底座11中间，两组水平直线导轨相对其对称。X过渡座12安装固定在这六个滑块上，同时与滚珠丝杠17连接。伺服电机20经减速器21减速后，通过联轴节22将驱动力矩传递给滚珠丝杠17，可使X过渡座12运动。在X过渡座12上表面安装导轨滑块副14，为两组水平直线导轨，每组直线导轨上面有二个滑块，总共四个滑块。滚珠丝杠17作为传动，通过圆锥滚子轴承15和深沟球轴承16安装固定在X过渡座12中间，两组水平直线导轨相对其对称。Y过渡座13安装固定在这四个滑块上，同时与滚珠丝杠17连接。伺服电机20经减速器21减速后，通过联轴节22将驱动力矩传递给滚珠丝杠17，可使Y过渡座13运动。在Y过渡座13上有四个支座，在支座上安装导轨滑块副14，为四组竖直两两平行的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度串联平台，包括电控系统和机械系统两部分，其特征在于：机械系统包括三自由度直线平台(1)和三自由度旋转平台(2)，所述三自由度直线平台(1)包括依次安装的底座(11)、X过渡座(12)、Y过渡座(13)，通过导轨滑块副(14)安装在各个过渡座上作为支撑，圆锥滚子轴承(15)和深沟球轴承(16)固定滚珠丝杠(17)，滚珠丝杠(17)作为传动，伺服电机(20)、减速器(21)、联轴节(22)连接滚珠丝杠(17)作为驱动，带动三自由度直线平台(1)运动，光栅尺(18)作为三自由度直线平台(1)的反馈装置，三个自由度均安装有直线限位装置(19)；所述三自由度旋转平台(2)包括工作台(31)、内框轴(32)、转盘轴承(33)、中框架(34)、中框轴(35)、外框架(36)、外框轴(37)、耳座(38)、Z过渡座(39)、配重(40)、角接触球轴承(41)、角度编码器(42)、转角限位装置(43)、蜗轮蜗杆副(44)、联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)，工作台(31)安装在内框轴(32)上，内框轴(32)安装在转盘轴承(33)上，转盘轴承(33)与中框架(34)相连，中框架(34)通过中框轴(35)与外框架(36)相连，外框架(36)通过外框轴(37)与耳座(38)相连，耳座(38)固定在Z过渡座(39)上，各轴通过角接触球轴承(41)固定支撑，角度编码器(42)作为测角元件，并均有转角限位装置(43)保护，通过配重(40)将中框轴系进行配平，蜗轮蜗杆副(44)连接各轴并与联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)相连接作为各轴的驱动。...

【技术特征摘要】
1.一种六自由度串联平台，包括电控系统和机械系统两部分，其特征在于：机械系统包括三自由度直线平台(1)和三自由度旋转平台(2)，所述三自由度直线平台(1)包括依次安装的底座(11)、X过渡座(12)、Y过渡座(13)，通过导轨滑块副(14)安装在各个过渡座上作为支撑，圆锥滚子轴承(15)和深沟球轴承(16)固定滚珠丝杠(17)，滚珠丝杠(17)作为传动，伺服电机(20)、减速器(21)、联轴节(22)连接滚珠丝杠(17)作为驱动，带动三自由度直线平台(1)运动，光栅尺(18)作为三自由度直线平台(1)的反馈装置，三个自由度均安装有直线限位装置(19)；所述三自由度旋转平台(2)包括工作台(31)、内框轴(32)、转盘轴承(33)、中框架(34)、中框轴(35)、外框架(36)、外框轴(37)、耳座(38)、Z过渡座(39)、配重(40)、角接触球轴承(41)、角度编码器(42)、转角限位装置(43)、蜗轮蜗杆副(44)、联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)，工作台(31)安装在内框轴(32)上，内框轴(32)安装在转盘轴承(33)上，转盘轴承(33)与中框架(34)相连，中框架(34)通过中框轴(35)与外框架(36)相连，外框架(36)通过外框轴(37)与耳座(38)相连，耳座(38)固定在Z过渡座(39)上，各轴通过角接触球轴承(41)固定支撑，角度编码器(42)作为测角元件，并均有转角限位装置(43)保护，通过配重(40)将中框轴系进行配平，蜗轮蜗杆副(44)连接各轴并与联轴节(45)、减速器(46)、伺服电机(47)相连接作为各轴的驱动。2.根据权利要求1所述的六自由度串联平台，其特征在于：所述导轨滑块副(14)有三种不同规格及对应的安装形式：第一种：底座(11)上安装有两组水平直线导轨，每组导轨安装三个滑块；第二种：X过渡座(12)上安装有两组水平直线导轨，每组导轨安装二个滑块；第三种：Y过渡座(13)上安装有四组竖直两两平行的直线导轨，每组导轨安装二个滑块。3.根据权利要求1或2所述的六自由度串联平台，其特征在于：所述导轨滑块副(14)均为滚柱型重负荷型直线导轨。4.根据权利要求1所述的六自由度串联平台，其特征在于：所述圆锥滚子轴承(15)和深沟球轴承(16)安装在三个直线自由度上。5.根据权利要求1所述的六自由度串联平台，其特征在于：所述滚珠丝杠(17)有三种不同规格：直径100mm，长度2832mm；直径100，长度1504mm；直径80mm，长度798mm，分别安装在X、Y、Z三个直线自由度上。6.根据权利要求1所述的六自由度串联平台，其特征在于：所述伺服电机(20)有二种不同规格：一种是Z向直线升降采用的是一台扭矩6Nm的伺服电机另一种是X和Y向直线自由度和三自由度旋转平台(2)的三个旋转自由度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彬，张阔，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11