CN102069487B - 电液控制四自由度运动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电液控制四自由度运动平台，主要有基板、X向平移板、Y向平移板、绕Z轴回转板、载物板、直线导轨和驱动各个自由度运动的液压缸组成，可以实现X向平移、Y向平移、绕X轴转动和绕Z轴转动等四个自由度运动，并且各个自由度运动都可以由液压缸驱动实现。本发明结构紧凑、自动化程度高、调整范围大、运动精度高。

Description

电液控制四自由度运动平台

技术领域

本发明涉及一种空间受限制的多自由度运动平台，尤其涉及一种电液控制四自由度运动平台。

背景技术

多自由度运动平台主要用来安装在可以移动的设备上，完成对承载物的运输和姿态调整，要求该类型的多自由度运动平台具有X向平移、Y向平移、绕Z轴转动和绕X轴转动等几个自由度，并要求该类型的多自由度运动平台结构紧凑，体积小，尤其要求平台Z轴方向的尺寸小。因并联机构结构和控制方法复杂，该类型的多自由度运动平台都采用串联机构实现。目前同类型的多自由度运动平台自由度能够满足应用要求，且X向平移、Y向平移和绕X轴转动都可以实现由驱动机构驱动，但是绕Z轴转动不能实现由驱动机构驱动，需要人力驱动，自动化程度不高，无法满足对此类设备的自动化要求。

发明内容

为了克服目前同类型多自由度运动平台的不足，尤其为了在结构紧凑的情况下实现各方向运动都有执行机构驱动的多自由度运动，本发明提供了一种电液控制四自由度运动平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电液控制四自由度运动平台，包括基板、直线导轨、X向平移板、X向平移缸、Y向平移板、载物板、绕Z轴转动板、销轴、Y向平移缸、绕X轴转动缸和绕Z轴转动缸等；其中，所述基板通过销轴孔联接在其他设备上，X向平移板通过直线导轨与基板联接，X向平移缸的缸体与基板联接，X向平移缸的活塞杆与X向平移板联接；Y向平移板通过直线导轨与X向平移板联接，Y向平移缸的缸体与X向平移板联接，Y向平移缸的活塞杆与Y向平移板联接；绕Z轴转动板通过螺栓组与Y向平移板的内圈联接，绕Z轴转动缸的缸体与Y向平移板外圈联接，绕Z轴转动缸的轴与绕Z轴转动板联接；载物板通过销轴与绕Z轴转动板联接，绕X轴转动缸的缸体与绕Z轴转动板联接，绕X轴转动缸的活塞杆与载物板联接。

进一步地，所述Y向平移板主要由内圈、外圈、滚动体和密封件等组成，内圈通过滚动体和外圈联结，密封件安装在内圈和外圈的密封槽上。

本发明的有益效果是：本发明电液控制四自由度运动平台实现了各个自由度都由液压控制的四自由度运动，并且整个平台的结构紧凑，体积小，主要执行元件隐藏在平台内部，有利于对执行元件的保护。

附图说明

图1是本发明的轴测图。

图2是本发明的剖视图。

图中，基板1、直线导轨2、X向平移板3、X向平移缸4、Y向平移板5、载物板6、绕Z轴转动板7、销轴8、Y向平移缸9、绕X轴转动缸10、绕Z轴转动缸11。

具体实施方式

为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合附图和实例，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。所有这种构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。

如图1和2所示，本发明电液控制四自由度运动平台包括基板1、直线导轨2、X向平移板3、X向平移缸4、Y向平移板5、载物板6、绕Z轴转动板7、销轴8、Y向平移缸9、绕X轴转动缸10和绕Z轴转动缸11。

基板1通过销轴孔联接在其他设备上，X向平移板3通过直线导轨2与基板1联接，X向平移缸4的缸体与基板1联接，X向平移缸4的活塞杆与X向平移板3联接；Y向平移板5通过直线导轨2与X向平移板3联接，Y向平移缸9的缸体与X向平移板3联接，Y向平移缸9的活塞杆与Y向平移板5联接；绕Z轴转动板7通过螺栓组与Y向平移板5的内圈联接，绕Z轴转动缸11的缸体与Y向平移板5外圈联接，绕Z轴转动缸11的轴与绕Z轴转动板7联接；载物板6通过销轴8与绕Z轴转动板7联接，绕X轴转动缸10的缸体与绕Z轴转动板7联接，绕X轴转动缸10的活塞杆与载物板6联接。

X向平移缸4的活塞杆伸缩时，带动X向平移板3及Y向平移板5运动，最终实现载物板6的X轴方向的运动；Y向平移缸9的活塞杆伸缩时，带动Y向平移板5和绕Z轴转动板7运动，最终实现载物板6的Y轴方向运动；通过两个绕X轴转动缸10的活塞杆一个伸出一个缩回时，带动载物板6实现绕X轴转动；绕Z轴转动缸11的缸体与Y向平移板5的外圈联接，轴与绕Z轴转动板7联接，通过轴的旋转带动绕Z轴回转板7运动，最终实现载物板6的绕Z轴回转。

本发明的运动控制精度主要取决于对各个方向液压缸速度的控制，目前液压技术已经成熟，便于实现对系统流量的高精度控制，因而保证各个自由度运动精度的控制。

本发明工作时，X向平移由两个X向平移缸4驱动，Y向平移都由两个Y向平移缸9驱动，绕Z轴转动由绕Z轴转动缸11驱动，绕X轴转动由两个绕X轴转动缸10伸缩配合驱动。具体实施方式是：

本发明工作时，由电液比例方向阀控制X向平移缸4、Y向平移缸9、 绕X轴转动缸10和绕Z轴转动缸11的运动，实现对电液控制四自由度运动平台的X向平移、Y向平移、绕X轴转动和绕Z轴转动等四自由度运动的控制。

本发明工作时，Y向平移板5是一种转动轴承，可以实现绕Z轴转动，主要由内圈、外圈、滚动体和密封件等组成，内圈通过滚动体和外圈联结，实现内圈相对于外圈的转动，密封件安装在内圈和外圈的密封槽上，实现转动轴承的密封和防尘。Y向平移板5可以承载轴向力、径向力和倾覆力矩。

Claims (2)

1.一种电液控制四自由度运动平台，其特征在于，它包括基板（1）、直线导轨（2）、X向平移板（3）、X向平移缸（4）、Y向平移板（5）、载物板（6）、绕Z轴转动板（7）、销轴（8）、Y向平移缸（9）、绕X轴转动缸（10）和绕Z轴转动缸（11）；其中，所述基板（1）通过销轴孔联接在其他设备上，X向平移板（3）通过直线导轨（2）与基板（1）联接，X向平移缸（4）的缸体与基板（1）联接，X向平移缸（4）的活塞杆与X向平移板（3）联接；Y向平移板（5）通过直线导轨（2）与X向平移板（3）联接，Y向平移缸（9）的缸体与X向平移板（3）联接，Y向平移缸（9）的活塞杆与Y向平移板（5）联接；绕Z轴转动板（7）通过螺栓组与Y向平移板（5）的内圈联接，绕Z轴转动缸（11）的缸体与Y向平移板（5）外圈联接，绕Z轴转动缸（11）的轴与绕Z轴转动板（7）联接；载物板（6）通过销轴（8）与绕Z轴转动板（7）联接，绕X轴转动缸（10）的缸体与绕Z轴转动板（7）联接，绕X轴转动缸（10）的活塞杆与载物板（6）联接；X向平移由两个X向平移缸（4）驱动，Y向平移都由两个Y向平移缸（9）驱动，绕Z轴转动由绕Z轴转动缸（11）驱动，绕X轴转动由两个绕X轴转动缸（10）伸缩配合驱动。

2.根据权利要求1所述电液控制四自由度运动平台，其特征在于，所述Y向平移板（5）主要由内圈、外圈、滚动体和密封件组成，内圈通过滚动体和外圈联结，密封件安装在内圈和外圈的密封槽上。

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