一种六自由度调姿平台制造技术

本发明专利技术涉及高精度定位设备技术领域，公开一种六自由度调姿平台。其中六自由度调姿平台包括载物板和三组调节单元。三组调节单元环设于载物板的底部，且三组调节单元分别连接于载物板的底部，使载物板底部形成三个支撑点；每组调节单元均包括沿竖直方向叠放安装的第一驱动组件、第二驱动组件和连接于支撑点的自适应高度调节组件，第一驱动组件被配置为驱动调节单元对应的支撑点沿径向移动，第二驱动组件被配置为驱动调节单元对应的支撑点沿切向移动，自适应高度调节组件被配置为调节单元对应的支撑点移动时的高度自适应调节。本发明专利技术实现了载物板能够六自由度姿态调节，以及提高了载物板沿六自由度方向的行程。物板沿六自由度方向的行程。物板沿六自由度方向的行程。

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度调姿平台


[0001]本专利技术涉及高精度定位设备
，尤其涉及一种六自由度调姿平台。

技术介绍

[0002]同步辐射光源光束线站的相关科研设备对其定位平台的调节精度、稳定性，及定位精度均提出了更高的要求。部分同步辐射光源光束线光学系统设备的调节精度已经达到纳米级别，对其样品位姿形态调节要求更加严格。
[0003]现有技术中，常规纳米平台的方案中，基于压电陶瓷与柔性铰链组合的纳米平台，姿态调节定位分辨率虽然已达到纳米级精度，但整体行程仅能停留在百微米级别。如通过以6根并联压电陶瓷促动器为调节元件，形成stewart纳米平台，在6个压电陶瓷促动器的闭环反馈下，实现了50nm的定位精度，由于压电陶瓷促动器行程限制，无法满足使用需求。
[0004]基于此，亟需一种六自由度调姿平台，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

[0005]基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种六自由度调姿平台，实现了载物板能够六自由度姿态调节，以及提高了载物板沿六自由度方向的行程。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种六自由度调姿平台，包括：
[0008]载物板；
[0009]三组调节单元，环设于所述载物板的底部，且三组所述调节单元分别连接于所述载物板的底部，使所述载物板底部形成三个支撑点；
[0010]每组所述调节单元均包括沿竖直方向叠放安装的第一驱动组件、第二驱动组件和连接于所述支撑点的自适应高度调节组件，所述第一驱动组件被配置为驱动所述调节单元对应的所述支撑点沿径向移动，所述第二驱动组件被配置为驱动所述调节单元对应的所述支撑点沿切向移动，所述自适应高度调节组件被配置为所述调节单元对应的所述支撑点移动时的高度自适应调节。
[0011]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述第一驱动组件包括第一压电陶瓷电机；
[0012]所述第二驱动组件包括第二压电陶瓷电机，所述第二压电陶瓷电机设置于所述第一压电陶瓷电机上方，且所述第二压电陶瓷电机与所述第一压电陶瓷电机正交设置，所述第一压电陶瓷电机能够驱动所述第二压电陶瓷电机沿径向移动；
[0013]所述自适应高度调节组件设置于所述第二压电陶瓷电机上方，所述第二压电陶瓷电机能够驱动所述自适应高度调节组件沿切向移动。
[0014]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述第一压电陶瓷电机包括第一底座、第一移动板、第一叠堆压电陶瓷和第一交叉滚子导轨组件，所述第一叠堆压电陶瓷一端固定于所述第一底座，另一端驱动连接于所述第一移动板，所述第一移动板与所述第一底
座之间通过第一交叉滚子导轨组件滑动连接。
[0015]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述第二压电陶瓷电机包括第二底座、第二移动板、第二叠堆压电陶瓷和第二交叉滚子导轨组件，所述第二底座安装于所述第一移动板上，所述第二叠堆压电陶瓷一端固定于所述第二底座，另一端驱动连接于所述第二移动板，所述第二移动板与所述第二底座之间通过第二交叉滚子导轨组件滑动连接，所述自适应高度调节组件安装于所述第二移动板上。
[0016]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述第一驱动组件还包括第一光栅尺，所述第一光栅尺包括第一光栅读数头和第一标尺光栅，所述第一光栅读数头安装于所述第一底座的侧壁，所述第一标尺光栅安装于所述第一移动板的侧壁；
[0017]所述第二驱动组件还包括第二光栅尺，所述第二光栅尺包括第二光栅读数头和第二标尺光栅，所述第二光栅读数头安装于所述第二底座的侧壁，所述第二标尺光栅安装于所述第二移动板的侧壁。
[0018]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述自适应高度调节组件包括楔形滑座、第三移动板、第三交叉滚子导轨组件和球头轴承组件，所述楔形滑座安装于所述第二驱动组件上，所述第三移动板通过所述第三交叉滚子导轨组件滑动连接于所述楔形滑座；所述球头轴承组件包括相互连接的球头杆和球头座，所述球头杆远离所述球头座一端垂直固定于所述第三移动板上，所述球头座安装于所述载物板的底部。
[0019]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述球头座设置有空腔，所述空腔的内壁上均布有若干滚动钢珠，所述球头杆的球头活动安装于所述空腔内。
[0020]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，所述楔形滑座和所述第三移动板的倾斜角度为60
°
。
[0021]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，还包括基座和定位板，所述定位板安装于基座上，所述定位板环设有三个定位凹槽，三组所述调节单元的所述第一驱动组件安装于所述定位凹槽内。
[0022]作为一种六自由度调姿平台的优选技术方案，还包括测试台，所述基座设置于所述测试台上，所述测试台为主动隔振平台。
[0023]本专利技术的有益效果为：
[0024]工作时，通过载物板目标移动距离X、Y、Z及旋转角度Rx、Ry、Rz，可以反推算出每个调节单元的调节量。载物板各个支撑点的坐标变化可通过载物板移动量与旋转角度推算得到，每个支撑点均对应一组调节单元。通过三组调节单元支撑于载物板的底部，其中，每组调节单元的第一驱动组件驱动调节单元对应的支撑点沿径向移动，每组调节单元的第二驱动组件驱动调节单元对应的支撑点沿切向移动，每组调节单元的自适应高度调节组件用于使调节单元对应的支撑点移动时的高度自适应调节。在闭环反馈下，三组调节单元分别驱动三个支撑点移动，进而实现载物板六自由度移动。而且，由于第一驱动组件沿径向的驱动行程较大，以及第二驱动组件沿切向的驱动行程较大，进而提高了载物板沿六自由度方向的行程，以满足使用需求。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所
需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本专利技术具体实施方式提供的六自由度调姿平台的第一视角的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术具体实施方式提供的六自由度调姿平台的第二视角的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术具体实施方式提供的调节单元的结构爆炸图。
[0029]图中标记如下：
[0030]1、载物板；2、调节单元；
[0031]21、第一驱动组件；211、第一压电陶瓷电机；2111、第一底座；2112、第一移动板；2113、第一叠堆压电陶瓷；2114、第一交叉滚子导轨组件；21141、滑轨；21142、滑块；212、第一光栅尺；2121、第一光栅读数头；2122、第一标尺光栅；
[0032]22、第二驱动组件；221、第二压电陶瓷电机；2211、第二底座；2212、第二移动板；2213、第二叠堆压电陶瓷；2214、第二交叉滚子导轨组件；222、第二光栅尺；2221、第二光栅读数头；22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度调姿平台，其特征在于，包括：载物板(1)；三组调节单元(2)，环设于所述载物板(1)的底部，且三组所述调节单元(2)分别连接于所述载物板(1)的底部，使所述载物板(1)底部形成三个支撑点；每组所述调节单元(2)均包括沿竖直方向叠放安装的第一驱动组件(21)、第二驱动组件(22)和连接于所述支撑点的自适应高度调节组件(23)，所述第一驱动组件(21)被配置为驱动所述调节单元(2)对应的所述支撑点沿径向移动，所述第二驱动组件(22)被配置为驱动所述调节单元(2)对应的所述支撑点沿切向移动，所述自适应高度调节组件(23)被配置为所述调节单元(2)对应的所述支撑点移动时的高度自适应调节。2.根据权利要求1所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述第一驱动组件(21)包括第一压电陶瓷电机(211)；所述第二驱动组件(22)包括第二压电陶瓷电机(221)，所述第二压电陶瓷电机(221)设置于所述第一压电陶瓷电机(211)上方，且所述第二压电陶瓷电机(221)与所述第一压电陶瓷电机(211)正交设置，所述第一压电陶瓷电机(211)能够驱动所述第二压电陶瓷电机(221)沿径向移动；所述自适应高度调节组件(23)设置于所述第二压电陶瓷电机(221)上方，所述第二压电陶瓷电机(221)能够驱动所述自适应高度调节组件(23)沿切向移动。3.根据权利要求2所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述第一压电陶瓷电机(211)包括第一底座(2111)、第一移动板(2112)、第一叠堆压电陶瓷(2113)和第一交叉滚子导轨组件(2114)，所述第一叠堆压电陶瓷(2113)一端固定于所述第一底座(2111)，另一端驱动连接于所述第一移动板(2112)，所述第一移动板(2112)与所述第一底座(2111)之间通过第一交叉滚子导轨组件(2114)滑动连接。4.根据权利要求3所述的六自由度调姿平台，其特征在于，所述第二压电陶瓷电机(221)包括第二底座(2211)、第二移动板(2212)、第二叠堆压电陶瓷(2213)和第二交叉滚子导轨组件(2214)，所述第二底座(2211)安装于所述第一移动板(2112)上，所述第二叠堆压电陶瓷(2213)一端固定于所述第二底座(2211)，另一端驱动连接于所述第二移动板(2212)，所述第二移动板(2212)与所述第二底座(2211)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广源，康玲，刘磊，刘仁洪，张俊嵩，于永积，宁常军，贺华艳，余洁冰，陈佳鑫，聂小军，王安鑫，朱东辉，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：