具有两转一移三自由度的工业移动翻转台制造技术

本发明专利技术提供一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其包括基座、运动平台、三组结构相同的直线移动驱动单元、两组结构相同的平行四边形机构以及小U形连接件、支柱和大U形连接件，三个直线移动驱动单元安装在基座上，一个直线移动驱动单元设置在基座的一端中部，另外两个直线移动驱动单元设置在基座的另一端两侧，三个直线移动驱动单元互相平行安装。通过三个直线移动驱动单元的驱动，可实现运动平台沿直线移动驱动单元的驱动方向的直线移动和绕两个相互垂直轴的二维转动。本发明专利技术结构简单、易于安装及控制，在工业领域有广泛的应用前景，特别适合与焊接和加工机器人联动，用于大型复杂零件的多工位焊接与加工。

【技术实现步骤摘要】
具有两转一移三自由度的工业移动翻转台
本专利技术属于工业移动翻转台领域，特别是涉及一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台。
技术介绍
并联结构的工业移动翻转台是近几十年出现的新型工业平台，这种工业平台通常由基座、运动平台和以并联方式连接两者的多条运动分支组成，其驱动部件可以安装在基座上或基座附近，使它与串联结构的工业平台相比具有一些独特的性能，如刚度大、对称性好、结构紧凑和动力学性能好等。斯帝瓦特(Stewart)平台是最典型的六自由度并联平台，这种平台由运动平台、基座和连接两者的六条可伸缩运动支链组成，通过六个运动支链的伸缩运动使运动平台实现任意位置与姿态的六维空间运动，该种平台亦即具有六个自由度。但是，现代生产中的许多实际工业操作平台只需要具有部分自由度，如，具有三自由度的操作平台，三自由度的操作平台包括：三维移动、三维转动、二维移动与一维转动和一维移动与二维转动的操作平台，其中，具有一维移动和二维转动且具有实用性的三自由度工业移动翻转台并不多见。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种可以实现一维移动和二维转动的三自由度工业移动翻转台，该移动翻转台具有结构简单、精度高、承载能力强、翻转能力特别是直线移动范围大和工艺性好等优点，可应用于汽车、核工业、航空航天等现代工业领域，特别适合与焊接和机工机器人联动，用于大型复杂零件的多工位焊接与加工。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其包括基座、运动平台、大U形连接件、第一分支、第二分支和第三分支，所述基座与所述运动平台间通过所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支进行连接；所述第一分支包括直线移动驱动单元、小U形连接件和支柱，所述支柱的第一端与所述运动平台的下部中间固连，所述支柱的第二端通过第五转动轴与所述小U形连接件的第一端转动连接，所述小U形连接件的第二端通过第六转动轴与所述直线移动驱动单元进行转动连接；所述第二分支和所述第三分支的结构相同，所述第二分支包括直线移动驱动单元和平行四边形机构，所述大U形连接件的第一端与两分支中的平行四边形机构的第一端进行转动连接，所述平行四边形机构的第二端与所述直线移动驱动单元进行转动连接，所述大U形连接件的第二端通过第四转动轴与所述运动平台相连；三个直线移动驱动单元安装在所述基座上，第一个直线移动驱动单元设置在所述基座的第一端中部，其余两个直线移动驱动单元设置在所述基座的第二端两侧，三个直线移动驱动单元按其滑台移动方向互相平行安装。优选地，所述平行四边形机构包括上连杆、下连杆和两个H形连杆，上连杆与H形连杆、下连杆与H形连杆间均通过第一转动轴相连，所述下连杆通过第二转动轴与所述直线移动驱动单元进行转动连接，所述上连杆通过第三转动轴与所述大U形连接件进行转动连接。优选地，三组直线移动驱动单元的结构相同，均包括滑台座、滑台、滚珠丝杠螺母副、联轴器和AC伺服电机，滚珠丝杠螺母副的滚珠丝杠通过转动副与滑台座相连，滚珠丝杠螺母副的螺母与滑台固连，AC伺服电机通过U形架安装在滑台座上，滚珠丝杠螺母副的滚珠丝杠通过联轴器与AC伺服电机的输出轴相连。优选地，第一转动轴的轴线与第二转动轴的轴线相互垂直，第二转动轴的轴线与第三转动轴的轴线相互平行，所述第五转动轴的轴线与所述第六转动轴的轴线相互垂直。优选地，所述第六转动轴的轴线与所述第二转动轴的轴线相互平行，所述第四转动轴的轴线与所述第五转动轴的轴线相互平行。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1)本专利技术采用并联构型，结构紧凑、刚度大、精度高、承载能力强；2)本专利技术结构简单，工艺性好且易于安装；3)本专利技术运动特征明确，具有一维移动和二维转动自由度，即沿直线移动驱动单元的驱动方向的直线移动和绕第五转动轴及第六转动轴的二维转动；4)本专利技术机构运动学算法简单，翻转能力强，特别是直线移动范围大，本专利技术在现代工业领域有广泛的应用前景，特别适合与焊接和加工机器人联动，用于大型复杂零件的多工位焊接与加工。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为直线移动驱动单元组成示意图；图3为平行四边形机构组成示意图；图4为大U形连接件相关连接示意图；以及图5为小U形连接件相关连接示意图。附图标记：1、基座；2、9、10、直线移动驱动单元；3、小U形连接件；4、支柱；5、运动平台；6、大U形连接件；7、8、平行四边形机构；11、滑台座；12、滑台；13、滚珠丝杠螺母副；14、联轴器；15、AC伺服电机；16、下连杆；18、上连杆；17、19、H形连杆；20、第一转动轴；21、第二转动轴；22、第三转动轴；23、第四转动轴；24、第五转动轴；25、第六转动轴。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的为，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。如图1-图5所示，一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其主要包括基座1、运动平台5、大U形连接件6、第一分支、第二分支和第三分支，第一分支包括直线移动驱动单元2、小U形连接件3和支柱4，第二分支和第三分支的结构相同，减少了加工难度、成本及时间，安装与调试工作更为便捷，第二分支包括直线移动驱动单元9和平行四边形机构7，第三分支包括直线移动驱动单元10和平行四边形机构8，第二分支和第三分支共同连接大U形连接件6。三个结构相同的直线移动驱动单元均主要包括滑台座11、滑台12、滚珠丝杠螺母副13、联轴器14和AC伺服电机15，滚珠丝杠螺母副13的滚珠丝杠通过转动副与滑台座11相连，滚珠丝杠螺母副13的螺母与滑台12固连，AC伺服电机15安装在滑台座11上，滚珠丝杠螺母副13的滚珠丝杠通过联轴器14与AC伺服电机15的输出轴相连；三个直线移动驱动单元安装在基座1上，其中，直线移动驱动单元2设置在基座1的第一端中部，直线移动驱动单元9、10设置在基座1的第二端的两侧，并且三个直线移动驱动单元按其滑台移动方向互相平行安装。两组结构相同的平行四边形机构均主要包括上连杆18、两个H形连杆17、19和下连杆16，上述四个连杆通过四个相互平行的第一转动轴20组成平行四边形机构；平行四边形机构7中的下连杆16通过第二转动轴21与直线移动驱动单元9中的滑台12进行转动连接，平行四边形机构7中的上连杆18通过第三转动轴22与大U形连接件6下部的第一端转动连接；平行四边形机构8中的下连杆16通过第二转动轴21与直线移动驱动单元10中的滑台12进行转动连接，平行四边形机构8中的上连杆18通过第三转动轴22与大U形连接件6下部的第二端转动连接。第一转动轴20与第二转动轴21相互垂直安装，第二转动轴21与第三转动轴22相互平行安装。运动平台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其包括基座、运动平台、大U形连接件、第一分支、第二分支和第三分支，其特征在于：/n所述基座与所述运动平台间通过所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支进行连接；/n所述第一分支包括直线移动驱动单元、小U形连接件和支柱，所述支柱的第一端与所述运动平台的下部中间固连，所述支柱的第二端通过第五转动轴与所述小U形连接件的第一端转动连接，所述小U形连接件的第二端通过第六转动轴与所述直线移动驱动单元进行转动连接；/n所述第二分支和所述第三分支的结构相同，所述第二分支包括直线移动驱动单元和平行四边形机构，所述大U形连接件的第一端与两分支中的平行四边形机构的第一端进行转动连接，所述平行四边形机构的第二端与所述直线移动驱动单元进行转动连接，所述大U形连接件的第二端通过第四转动轴与所述运动平台相连；/n三个直线移动驱动单元安装在所述基座上，第一个直线移动驱动单元设置在所述基座的第一端中部，其余两个直线移动驱动单元设置在所述基座的第二端两侧，三个直线移动驱动单元按其滑台移动方向互相平行安装。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其包括基座、运动平台、大U形连接件、第一分支、第二分支和第三分支，其特征在于：
所述基座与所述运动平台间通过所述第一分支、所述第二分支和所述第三分支进行连接；
所述第一分支包括直线移动驱动单元、小U形连接件和支柱，所述支柱的第一端与所述运动平台的下部中间固连，所述支柱的第二端通过第五转动轴与所述小U形连接件的第一端转动连接，所述小U形连接件的第二端通过第六转动轴与所述直线移动驱动单元进行转动连接；
所述第二分支和所述第三分支的结构相同，所述第二分支包括直线移动驱动单元和平行四边形机构，所述大U形连接件的第一端与两分支中的平行四边形机构的第一端进行转动连接，所述平行四边形机构的第二端与所述直线移动驱动单元进行转动连接，所述大U形连接件的第二端通过第四转动轴与所述运动平台相连；
三个直线移动驱动单元安装在所述基座上，第一个直线移动驱动单元设置在所述基座的第一端中部，其余两个直线移动驱动单元设置在所述基座的第二端两侧，三个直线移动驱动单元按其滑台移动方向互相平行安装。


2.根据权利要求1所述的具有两转一移三自由度的工业移动翻转台，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振林，冯海兵，丁伟利，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13