一种姿态调节装置制造方法及图纸

本申请公开了一种姿态调节装置，包括：顶板、运动臂、底板以及三维运动机构，所述运动臂的一端与所述顶板连接，所述运动臂的另一端与所述底板的第一面连接，所述三维运动机构安装在所述底板的第二面上，其中，所述运动臂设置有多个。本申请结构刚度高、稳定可靠，其采用串联和并联组合、逐层搭建的“塔式”结构，多个运动臂并联成一个子系统，再搭载在三维运动机构之上。相比于现有技术，该装置采用的“塔式”结构紧凑，解决了运动副过多的问题，降低了整体结构的高度和重心，提升了刚度和稳定性。提升了刚度和稳定性。提升了刚度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种姿态调节装置


[0001]本申请属于空间工作位置自动调节
，具体涉及一种姿态调节装置。

技术介绍

[0002]如图1所示，其为现有技术六自由度空间位置调节机构的结构示意图。其由动平台、静平台及三条支链组成。动平台、静平台均为正三角形，P、 O分别为其型心；动平台、静平台之间通过三条支链连接，每条支链由三个构件AiBi、BiCi、CiDi，通过三个转动副和一个球面副连接而成，且每条支链始终保持在一个平面AiBiCiDi内绕Ai处的转动副整体转动；动平台、静平台上PDi，OAi(其中，i＝1,2,3)分别互成120
°
。
[0003]由上述结构分析可知，每个支链可绕着静平台上的转动副实现空间任意角度的旋转，同时利用三个构件之间的转动副和球面副，拉着动平台上的铰接点跟随升降、偏转、平移，从而实现空间六自由度的位置调节。
[0004]但是上述结构还存在以下问题：(1)结构刚度低，稳定性差；多个转动副、球面副串联组合成一个支链，再将三个支链并联在动平台、静平台之间，可发生相对运动的关节过多，会降低结构的刚性与稳定性。(2)结构复杂，拆卸、维护不便；由于连接过渡关节过多，在安装、拆卸时会耗费大量时间，出现故障时，也需要大量时间去排查故障的位置。(3)调节精度差；每个运动副发生相对运动时，都伴随着非线性摩擦的发生，降低机械传动效率，影响整个机构的位置调节精度，并且运动副越多，调节精度越低。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种姿态调节装置。
[0006]为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
[0007]本申请一方面提出了一种姿态调节装置，包括：顶板、运动臂、底板以及三维运动机构，所述运动臂的一端与所述顶板连接，所述运动臂的另一端与所述底板的第一面连接，所述三维运动机构安装在所述底板的第二面上，其中，所述运动臂设置有多个。
[0008]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述运动臂包括：球铰接机构、线型滑台以及升降滑台，其中，所述球铰接机构的上端与所述顶板连接，所述球铰接机构的下端与所述线型滑台连接，所述线型滑台还与所述升降滑台连接。
[0009]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述球铰接机构包括：安装板、球头杆、旋转套以及底座，所述球头杆的一端与所述安装板连接，所述球头杆的另一端插入所述旋转套的内孔设置，所述旋转套的外球体插入所述底座设置。
[0010]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述球头杆采用阶梯型结构，所述球头杆的一端具有螺纹结构，所述球头杆的另一端具有圆形球头结构。
[0011]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述球铰接机构还包括压板，所述压板设置在所述旋转套上方，并通过螺栓与所述底板固定连接。
[0012]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述线型滑台包括：第一固定座和第一滑动体，所述第一固定座上设有滑槽，所述第一滑动体上设有与所述滑槽匹配连接的滑块，通过所述滑槽与所述滑块使得所述第一固定座与所述第一滑动体滑动连接；或者，所述第一固定座上设有滑块，所述第一滑动体上设有与所述滑块匹配连接的滑槽，通过所述滑块与所述滑槽使得所述第一固定座与所述第一滑动体滑动连接。
[0013]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述升降滑台包括：第二固定座、第二滑动体以及驱动机构，所述第二固定座与所述第二滑动体滑动连接，所述第二滑动体上还连接有所述驱动机构。
[0014]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述三维运动机构包括：顶层平台、中层平台、底层平台及固定底座，其中，所述顶层平台、所述中层平台、所述底层平台及所述固定底座自上而下依次设置；所述底层平台与所述固定底座沿X轴方向滑动连接；所述中层平台与所述底层平台沿Y轴方向滑动连接；所述顶层平台与所述中层平台沿Z轴方向转动连接。
[0015]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述运动臂沿周向均匀设置。
[0016]进一步地，上述的姿态调节装置，其中，所述顶板和所述底板上均设有多个工艺孔。
[0017]与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
[0018]本申请结构刚度高、稳定可靠，其采用串联和并联组合、逐层搭建的“塔式”结构，多个运动臂并联成一个子系统，再搭载在三维运动机构之上。相比于现有技术，该装置采用的“塔式”结构紧凑，解决了运动副过多的问题，降低了整体结构的高度和重心，提升了刚度和稳定性。
[0019]本申请结构简单，安装拆卸、维护方便，本申请中连接过渡关节(如运动臂)均设置在结构的外侧或可轻易接触到的位置，使用常规工具便可快速的安装与拆卸。同时，本申请采用标准的滑台产品配合三个球铰接机构实现位置调节功能。标准滑台产品技术成熟，故障率低。即使发生故障，也可利用经验，快速准确的找到故障位置和原因，提升了维护效率。
[0020]本申请具备互换性与通用性，其采用三个相同的运动臂作为传动关节。每个运动臂使用的升降滑台、球铰接机构等元件完全相同，安装过程时可以任意的互换、方便快捷。同时，该装置采用多个标准的滑台产品输出不同自由度的独立运动。只要安装接口方式一致，便可被更换成其它型号的滑台。每个滑台的性能指标均不同，例如：运动范围、精度及承载能力。从而，根据实际情况的需要，选择更换不同性能的滑台产品，实现不同运动精度、不同空间范围的位置调节，灵活多变、通用性强。
[0021]本申请传动效率高，位置调节精确高，其选择通用的标准滑台作为传递运动的基本单元，相比于现有技术中连杆铰链结构形式，它配备高精度的丝杠、轴承与导轨，成熟的装配工艺，具有输出高精度运动的优点；本申请将标准滑台集成到一起，组合成一个串联、并联混合结构的传动系统；整体装置的运动调节精度得到保证，性能优越。同时，最大程度地降低非线性摩擦对运动精度的影响，提升机械传动效率。
附图说明
[0022]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0023]图1：现有技术中六自由度调节结构的示意图；
[0024]图2：本申请一实施例姿态调节装置的立体图；
[0025]图3：本申请一实施例中顶板的结构示意图；
[0026]图4：本申请一实施例中球铰接机构的立体图；
[0027]图5：本申请一实施例中球铰接机构的剖视图；
[0028]图6：本申请一实施例中线型滑台的结构示意图；
[0029]图7：本申请一实施例中升降滑台的结构示意图；
[0030]图8：本申请一实施例中底板的结构示意图；
[0031]图9：本申请一实施例中三维运动机构的结构示意图；
[0032]图10：本申请一实施例中绕Z轴升降的工作原理图；
[0033]图11：本申请一实施例中绕X轴旋转的工作原理图一；
[0034]图12：本申请一实施例中绕X轴旋转的工作原理图二；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种姿态调节装置，其特征在于，包括：顶板、运动臂、底板以及三维运动机构，所述运动臂的一端与所述顶板连接，所述运动臂的另一端与所述底板的第一面连接，所述三维运动机构安装在所述底板的第二面上，其中，所述运动臂设置有多个。2.根据权利要求1所述的姿态调节装置，其特征在于，所述运动臂包括：球铰接机构、线型滑台以及升降滑台，其中，所述球铰接机构的上端与所述顶板连接，所述球铰接机构的下端与所述线型滑台连接，所述线型滑台还与所述升降滑台连接。3.根据权利要求2所述的姿态调节装置，其特征在于，所述球铰接机构包括：安装板、球头杆、旋转套以及底座，所述球头杆的一端与所述安装板连接，所述球头杆的另一端插入所述旋转套的内孔设置，所述旋转套的外球体插入所述底座设置。4.根据权利要求3所述的姿态调节装置，其特征在于，所述球头杆采用阶梯型结构，所述球头杆的一端具有螺纹结构，所述球头杆的另一端具有圆形球头结构。5.根据权利要求3所述的姿态调节装置，其特征在于，所述球铰接机构还包括压板，所述压板设置在所述旋转套上方，并通过螺栓与所述底板固定连接。6.根据权利要求2至4任一项所述的姿态调节装置，其特征在于，所述线型滑台包括：第一固定座和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正和，卫威，
申请(专利权)人：上海津微光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：