基于斯图尔特并联机构的六自由度运动装置及其伸缩机构制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种伸缩机构及基于斯图尔特并联机构的六自由度运动装置。伸缩机构可包括音圈电机、电机安装座和导向装置，所述音圈电机固定安装在所述电机安装座中，所述导向装置包括导套和导柱，所述导柱可上下滑动地接合在所述导套中，其中所述导套与所述导柱之间设有滚动件，所述导套的下端和所述导柱的下端分别与所述电机安装座和所述音圈电机的动子固定连接。本实用新型专利技术的伸缩机构部件少，结构相对简单，采用音圈电机作为动力，相对于压电电机来说，成本低，控制简单，并且采用导向装置能够提高导向刚度，保证运动精度。

【技术实现步骤摘要】
基于斯图尔特并联机构的六自由度运动装置及其伸缩机构
本技术涉及多自由度精密调整
，具体地涉及一种伸缩机构及基于斯图尔特(Stewart)并联机构的六自由度运动装置。
技术介绍
多自由度精密调整技术广泛应用于各个领域。调整机构一般分为串联调整机构和并联调整机构，传统的调整机构为串联调整机构为主，虽然串联调整机构具有工作空间大和操作灵活等优点，但是存在承载负载能力弱,定位精度较低以及各轴误差易累积等技术缺陷，当在实际应用中被调整元件超出一定重量后，传统的串联调整机构已不能满足负载和调整精度的要求。而基于Stewart的六自由度并联机构凭借其刚度大、结构紧凑、承载能力强、累计误差小、响应速度快、易于实现多轴耦合运动等优点在各行各业得到了广泛应用，比如：各种训练模拟器，工业六轴联动机床、工业机器人等。但现有Stewart六自由度并联机构的伸缩杆主要由传统直线驱动机构实现直线驱动机构中有电机、减速器、联轴器、丝杠、导轨等部件，传动部件繁多，结构复杂，累计误差大，直接影响平台的精度。如在中国专利CN1730235A和美国专利US6320372中，均提出一种电机+丝杆传动的结构形式，通过电机旋转驱动丝杆旋转带动螺母做直线运动，从而使伸缩杆做伸缩运动。该技术虽结构简单可靠，但相比直驱方式相比，传动效率及响应速度等都有待提高。为解决现有技术存在的传动环节多、传动精度差以及结构刚性差的问题，中国专利CN106891322，均提出一种压电电机+滚珠花键传动的结构形式，通过压电电机直接驱动丝滚珠花键轴，从而实现伸缩杆做伸缩运动。该技术虽然解决了现有技术中的传动环节多，刚性差等问题，但整个六轴并联结构的运动部件的行程偏小，且压电电机的控制较为复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种新型的基于Stewart并联机构的六自由度运动装置，解决传统Stewart六自由度并联机构传动环节多，刚性差等问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供了一种伸缩机构，所述伸缩机构可包括音圈电机、电机安装座和导向装置，所述音圈电机固定安装在所述电机安装座中，所述导向装置包括导套和导柱，所述导柱可上下滑动地安装在所述导套中，所述导柱可上下滑动地安装在所述导套中，其中所述导套与所述导柱之间设有滚动件，所述导套的下端和所述导柱的下端分别与所述电机安装座和所述音圈电机的动子固定连接。在一实施例中，所述伸缩机构还可包括导向装置安装座、上端座和下端座，所述导向装置安装座与所述电机安装座的上端固定连接，所述导向装置固定安装在所述导向装置安装座中，所述上端座与所述导柱的上端固定连接并且活动套接在所述导向装置安装座上，所述下端座与所述电机安装座的下端固定连接。在一实施例中，所述上端座和所述下端座上均设有万向节叉形状的连接部，所述连接部用于与虎克铰的十字轴配合安装固定。在一实施例中，所述导套的下端形成有安装法兰，所述导套通过所述安装法兰固定安装在所述导向装置安装座中。在一实施例中，所述导向装置安装座上安装有传感器，所述传感器用于测量所述伸缩机构的行程。在一实施例中，所述滚动件为滚针。在一实施例中，所述导向装置进一步设有筒套，所述筒套固定套设在所述导柱上并设有用于安装所述滚动件的安装槽。在一实施例中，所述导柱的横截面为多边形优选地，所述导柱的横截面四边形或六边形。根据本技术的另一方面，提供了一种基于斯图尔特并联机构的六自由度运动装置，所述六自由度运动装置可包括运动平台、底座以及多个如上所述的伸缩机构，所述运动平台和所述底座通过铰链分别与所述伸缩机构的上端和下端铰接。一实施例中，所述六自由度运动装置具有六个伸缩机构。一实施例中，所述铰链为球铰或者虎克铰。在一实施例中，所述六个伸缩机构之间构成彼此交替的三个正三角形和三个倒三角形。在一实施例中，所述虎克铰通过焊接的方式固定安装在所述运动平台和所述底座上。本技术采用上述技术方案，具有的有益效果是：本技术的伸缩机构部件少，结构相对简单，采用音圈电机作为动力，相对于压电电机来说，成本低，控制简单，并且采用导向装置能够提高导向刚度，保证运动精度。附图说明图1是根据本技术实施例的伸缩机构的正视图；图2是沿A-A线截取的图1所示的伸缩机构的剖视图；图3是图2中的B部分的放大图；图4是图1所示的伸缩机构的导向装置的立体图；图5是图4所示的导向装置的剖视图；图6是根据本技术实施例的基于Stewart(斯图尔特)并联机构的六自由度运动装置。具体实施方式以下将结合附图对本技术的优选实施例进行详细说明，以便更清楚理解本技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本技术范围的限制，而只是为了说明本技术技术方案的实质精神。在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。在以下描述中，为了清楚展示本技术的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。需要说明的是，在本申请的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。参照图1-5，描述一种伸缩机构1，所述伸缩机构1可包括音圈电机11、电机安装座12和导向装置13。电机安装座的筒状，其一端开口，另一端为封闭端。音圈电机11固定安装在电机安装座12中。具体地，音圈电机11的定子固定安装在电机安装座的筒内，而动子可相对于底座上下运动。音圈电机11的结构为本领域技术人员所熟知，这里不再进行描述。音圈电机11可以是已知的或者是待本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伸缩机构，其特征在于，所述伸缩机构包括音圈电机、电机安装座和导向装置，所述音圈电机安装在所述电机安装座中，所述导向装置包括导套和导柱，所述导柱可上下滑动地安装在所述导套中，其中所述导套与所述导柱之间设有滚动件，所述导套的下端和所述导柱的下端分别与所述电机安装座和所述音圈电机的动子固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种伸缩机构，其特征在于，所述伸缩机构包括音圈电机、电机安装座和导向装置，所述音圈电机安装在所述电机安装座中，所述导向装置包括导套和导柱，所述导柱可上下滑动地安装在所述导套中，其中所述导套与所述导柱之间设有滚动件，所述导套的下端和所述导柱的下端分别与所述电机安装座和所述音圈电机的动子固定连接。


2.如权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述伸缩机构还包括导向装置安装座、上端座和下端座，所述导向装置安装座与所述电机安装座的上端固定连接，所述导向装置固定安装在所述导向装置安装座中，所述上端座与所述导柱的上端固定连接并且活动套接在所述导向装置安装座上，所述下端座与所述电机安装座的下端固定连接。


3.如权利要求2所述的伸缩机构，其特征在于，所述上端座和所述下端座上均设有万向节叉形状的连接部，所述连接部用于与虎克铰的十字轴配合安装固定。


4.如权利要求2所述的伸缩机构，其特征在于，所述导套的下端形成有安装法兰，所述导套通过所述安装法兰固定安装在所述导向装置安装座中。


5.如权利要求2所述的伸缩机构，其特征在于，所述导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟辉，吴火亮，瞿晓晨，黄传，王越，杨日升，陈啸虎，李兴，
申请(专利权)人：上海隐冠半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31