CN111823168B - 三自由度随动支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三自由度随动支撑装置，涉及大型工件生产加工技术领域，包括底部支撑装置、底部稳定传动装置和两轮式可变宽承载装置，两轮式可变宽承载装置包括底座、U型支架、升降驱动机构、伸缩支撑机构和两个水平移动机构，伸缩支撑机构下端固定于底座上，U型支架固定于伸缩支撑机构上端，升降驱动机构下端固定于底座上，升降驱动机构上端与U型支架固定连接；底部支撑装置和底部稳定传动装置安装于地板上，底座固定于底部稳定传动装置上部，底座滑动安装于底部支撑装置上，底部稳定传动装置用于驱动底座在水平方向上运动。该装置能够实现对各类复杂截面、长度跨度大、直径跨度大的旋转工件的随动支撑，保证较高的支撑效果和稳定性。

Description

三自由度随动支撑装置

技术领域

本发明涉及大型工件生产加工技术领域，特别是涉及一种三自由度随动支撑装置。

背景技术

在对非圆截面旋转工件，尤其是自身长度较大的工件加工的过程中，由于工件自身重量较大，往往会在竖直方向上产生变形，从而影响加工精度和加工效率。此时就需要一款合适的支撑装置对其进行支撑加工，以减少工件自重和截面形状对加工带来的影响。现有的加工支撑装置往往结构简单，功能单一，无法应对形状复杂的实际加工需求。在工件长度跨度较大的情况下，支撑过程中传动精度较低，传动稳定性较差，影响加工的精度和加工质量。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种三自由度随动支撑装置，支撑高度、支撑宽度和支撑位置都可随实际需求做随动变化，能够实现对各类复杂截面、长度跨度大、直径跨度大的旋转工件的随动支撑，保证较高的支撑效果和稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种三自由度随动支撑装置，包括底部支撑装置、底部稳定传动装置和两轮式可变宽承载装置，所述两轮式可变宽承载装置包括底座、U型支架、升降驱动机构、伸缩支撑机构和两个水平移动机构，所述伸缩支撑机构下端固定于所述底座上，所述U型支架固定于所述伸缩支撑机构上端，所述升降驱动机构下端固定于所述底座上，所述升降驱动机构上端与所述U型支架固定连接，所述水平移动机构包括倒U型滑块、承载组件、传动齿条、传动齿轮和水平驱动组件，所述倒U型滑块水平滑动安装于所述U型支架中，所述传动齿条水平固定于所述倒U型滑块内侧，所述传动齿轮与所述传动齿条相啮合，所述水平驱动组件固定于所述U型支架上，所述水平驱动组件用于驱动所述传动齿轮转动，所述承载组件固定于所述倒U型滑块上端；所述底部支撑装置和所述底部稳定传动装置用于安装于地板上，所述底座固定于所述底部稳定传动装置上部，所述底座滑动安装于所述底部支撑装置上，所述底部稳定传动装置用于驱动所述底座在水平方向上运动，所述底座的运动方向与所述倒U型滑块的运动方向相垂直。

优选地，所述水平驱动组件包括水平驱动电机和第一传动轴，所述水平驱动电机固定于所述U型支架的底面上，所述水平驱动电机的输出轴上端连接有所述第一传动轴，所述第一传动轴穿过所述U型支架的底面伸至所述倒U型滑块内部，所述传动齿轮固定于所述第一传动轴上。

优选地，所述倒U型滑块两侧的外部各设置有两个水平凸起滑道，所述U型支架两侧的内部各设置有两个与所述水平凸起滑道结构相匹配且位置相对应的水平滑槽。

优选地，所述承载组件包括承载支座和承载轮，所述承载支座固定于所述倒U型滑块上端，所述承载轮转动安装于所述承载支座上，所述承载轮的轴向方向与所述倒U型滑块的运动方向相垂直。

优选地，所述升降驱动机构包括升降控制箱、升降驱动电机和第二传动轴，所述升降控制箱包括箱体、两个升降齿条板、两个齿轮传动轴和两个升降控制齿轮，所述箱体底部两侧分别设置有一个L型定位板，所述L型定位板的一侧与所述箱体的侧面固定连接，所述L型定位板的另一侧与所述底座的顶面固定连接，两个所述齿轮传动轴平行安装于所述箱体中，所述升降齿条板包括连接板和固定于所述连接板内侧的升降齿条，两个所述连接板分别设置于所述箱体内部的两侧，所述连接板上端固定于所述U型支架底面的中部，各所述升降齿条一侧啮合有一个所述升降控制齿轮，两个所述升降控制齿轮相啮合，各所述升降控制齿轮通过键连接于一个所述齿轮传动轴上，所述升降驱动电机固定于所述底座上，所述升降驱动电机的输出轴上连接有所述第二传动轴，一个所述齿轮传动轴穿过所述箱体一侧并与所述第二传动轴连接。

优选地，所述传动齿条的两端分别安装有一个齿轮齿条限位装置，所述齿轮齿条限位装置包括安装支架、定位孔、垫板、扭力弹簧、连杆和限位挡板，所述安装支架上端两侧设置有两个安装支座，所述连杆的两端分别转动安装于两个所述安装支座上，所述垫板、所述限位挡板和所述扭力弹簧依次套设于所述连杆上，所述垫板的一侧与所述安装支架的内侧接触，所述扭力弹簧的一侧与所述安装支架的内侧接触，所述扭力弹簧的另一侧与所述限位挡板的外侧接触，所述安装支架上设置有所述定位孔，所述安装支架通过所述定位孔固定于所述传动齿条端部，所述安装支架位于所述限位挡板与所述传动齿条之间。

优选地，所述伸缩支撑机构包括四个伸缩支撑杆，四个所述伸缩支撑杆分别固定于所述底座的四个角部，各所述伸缩支撑杆上端与所述U型支架的底面固定连接。

优选地，所述底部支撑装置包括两个对称设置的钢架，所述钢架用于固定于地板上，各所述钢架上设置有一个支撑轨道，所述底座下表面对称设置有两个支撑滑块，所述支撑滑块与所述支撑轨道结构相匹配，一个所述支撑滑块滑动安装于一个所述支撑轨道上。

优选地，所述底部稳定传动装置包括底部轨道、底部传动电机、第三传动轴、传动螺杆、两个连接组件和两个传动支架，所述底部轨道用于固定于地板上，所述底部传动电机通过电机架固定于地板上，两个所述传动支架固定于所述底部轨道上部的两端，所述传动螺杆的两端分别转动安装于两个所述传动支架上，所述传动螺杆的一端通过所述第三传动轴与所述底部传动电机的输出轴连接；所述连接组件包括连接套、传动轴套和两个稳定支撑侧板，所述传动轴套安装于所述传动螺杆外部，所述连接套安装于所述传动轴套外部，两个所述稳定支撑侧板分别固定于所述连接套顶部的两侧，所述底座固定于所述稳定支撑侧板上。

优选地，各所述连接组件与一个所述传动支架之间设置有一个螺杆稳定装置，所述螺杆稳定装置包括螺杆稳定滑块、支撑滑套、多个调整螺杆和多个定位销，所述支撑滑套包括滑套本体和固定于所述滑套本体下端的滑套板，所述滑套本体套设于所述传动螺杆上，所述螺杆稳定滑块滑动安装于所述底部轨道中，所述滑套板上设置有多个螺纹孔，所述螺杆稳定滑块上表面设置有多个定位槽，一个所述调整螺杆穿过一个所述螺纹孔安装于一个所述定位槽中，各所述调整螺杆一侧设置有一个所述定位销，所述定位销安装于所述滑套板上；所述连接套下端设置有一个伸缩杆支架，所述伸缩杆支架与所述螺杆稳定滑块之间安装有一个限位伸缩杆。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的三自由度随动支撑装置，伸缩支撑机构对U型支架进行支撑和导向，保持其工作时的平衡，升降驱动机构用于驱动U型支架在竖直方向上的往复运动，使得U型支架及安装于U型支架上的水平移动机构的支撑高度可随动变化。水平驱动组件通过传动齿轮和传动齿条驱动倒U型滑块及承载组件在水平方向上运动，使得支撑宽度也可随动变化。底座固定于底部稳定传动装置上部，底座滑动安装于底部支撑装置上，底部稳定传动装置能够驱动两轮式可变宽承载装置在水平方向上运动，使得支撑位置可随动变化。可见，支撑高度、支撑宽度和支撑位置都可随实际需求做随动变化，能够实现对各类复杂截面、长度跨度大、直径跨度大的旋转工件的随动支撑。工作过程中传动精度高，传动功率稳定，可以保证较高的支撑效果和稳定性，结构设计合理，整机工作时有较好的安全性和较长的使用寿命，同时可以保证工件有更好的加工质量和加工效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的三自由度随动支撑装置的立体结构示意图；

图2为本发明提供的三自由度随动支撑装置的主视图；

图3为本发明中两轮式可变宽承载装置的立体结构示意图；

图4为本发明中两轮式可变宽承载装置的侧视图；

图5为本发明中升降控制箱的结构示意图；

图6为本发明中底部稳定传动装置的结构示意图；

图7为本发明中螺杆稳定装置的结构示意图；

图8为本发明中齿轮齿条限位装置的结构示意图；

图9为本发明中齿轮齿条限位装置一种工作状态的示意图；

图10为本发明中齿轮齿条限位装置另一种工作状态的示意图。

附图标记说明：1、底座；2、伸缩支撑杆；3、U型支架；4、倒U型滑块；5、承载支座；6、承载轮；7、水平凸起滑道；8、水平滑槽；9、升降控制箱；91、箱体；92、连接板；93、升降齿条；94、齿轮传动轴；95、升降控制齿轮；10、L型定位板；11、升降驱动电机；12、水平驱动电机；13、传动齿条；14、传动齿轮；15、第一传动轴；16、安装支架；17、定位孔；18、安装支座；19、连杆；20、垫板；21、限位挡板；22、扭力弹簧；23、第二传动轴；24、钢架；25、支撑轨道；26、支撑滑块；27、底部轨道；28、电机架；29、底部传动电机；30、第三传动轴；31、传动螺杆；32、传动支架；33、传动轴套；34、连接套；35、稳定支撑侧板；36、伸缩杆支架；37、螺杆稳定滑块；38、支撑滑套；381、滑套本体；382、滑套板；39、调整螺杆；40、定位销；41、限位伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种三自由度随动支撑装置，支撑高度、支撑宽度和支撑位置都可随实际需求做随动变化，能够实现对各类复杂截面、长度跨度大、直径跨度大的旋转工件的随动支撑，保证较高的支撑效果和稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图5所示，本实施例提供一种三自由度随动支撑装置，包括底部支撑装置、底部稳定传动装置和两轮式可变宽承载装置，两轮式可变宽承载装置包括底座1、U型支架3、升降驱动机构、伸缩支撑机构和两个水平移动机构，伸缩支撑机构下端固定于底座1上，U型支架3固定于伸缩支撑机构上端，升降驱动机构下端固定于底座1上，升降驱动机构上端与U型支架3固定连接，伸缩支撑机构对U型支架3进行支撑和导向，保持其工作时的平衡，升降驱动机构用于驱动U型支架3在竖直方向上的往复运动，使得U型支架3及安装于U型支架3上的水平移动机构的支撑高度可随动变化。

水平移动机构包括倒U型滑块4、承载组件、传动齿条13、传动齿轮14、和水平驱动组件，倒U型滑块4水平滑动安装于U型支架3中，承载组件固定于倒U型滑块4上端，传动齿条13水平固定于倒U型滑块4内侧，传动齿轮14与传动齿条13相啮合，通过采用传动齿轮14与传动齿条13相配合的结构，在带动承载组件左右运动的过程中控制精度高，传递功率更加稳定，可以有效保证支撑效果和支撑的稳定性。水平驱动组件固定于U型支架3上，水平驱动组件用于驱动传动齿轮14转动，水平驱动组件通过传动齿轮14和传动齿条13驱动倒U型滑块4及承载组件在水平方向上运动，使得支撑宽度也可随动变化，从而实现对工件在横向方向上做随动支撑调整，能够实现对不同宽度、不同截面形状工件的随动承载。

底部支撑装置和底部稳定传动装置用于安装于地板上，底座1固定于底部稳定传动装置上部，底座1滑动安装于底部支撑装置上，底部稳定传动装置用于驱动底座1在水平方向上运动，底座1的运动方向与倒U型滑块4的运动方向相垂直，即底部稳定传动装置能够驱动两轮式可变宽承载装置沿工件的轴向方向运动，使得支撑位置可随动变化。

水平驱动组件包括水平驱动电机12和第一传动轴15，水平驱动电机12固定于U型支架3的底面上，水平驱动电机12的输出轴上端连接有第一传动轴15，第一传动轴15穿过U型支架3的底面伸至倒U型滑块4内部，传动齿轮14固定于第一传动轴15上。工作时，水平驱动电机12带动传动齿轮14转动，进而带动传动齿条13和倒U型滑块4在水平方向上运动，使得支撑宽度可随动变化，大大提高了对不同尺寸产品承载的适应性。

为了使得倒U型滑块4滑动时更加稳定，倒U型滑块4两侧的外部各设置有两个水平凸起滑道7，U型支架3两侧的内部各设置有两个与水平凸起滑道7结构相匹配且位置相对应的水平滑槽8，一个水平凸起滑道7安装于一个水平滑槽8中，使得倒U型滑块4能够平稳滑动。

具体地，承载组件包括承载支座5和承载轮6，承载支座5固定于倒U型滑块4上端，承载轮6转动安装于承载支座5上，承载轮6的轴向方向与倒U型滑块4的运动方向相垂直。倒U型滑块4上端设置有多个用于固定承载支座5的安装孔，承载支座5可以根据实际需求安装在倒U型滑块4上不同的安装孔处，从而进一步扩大承载支撑的工作范围，满足不同尺寸的工作需求。

于本具体实施例中，承载轮6的中部设有一圈缠绕的复合材料，可以提高承载轮6与工件之间的接触面积，有效保护被支撑工件的表面，保证加工质量。

如图4和图5所示，升降驱动机构包括升降控制箱9、升降驱动电机11和第二传动轴23，升降控制箱9包括箱体91、两个升降齿条板、两个齿轮传动轴94和两个升降控制齿轮95，箱体91安装于底座1上，两个齿轮传动轴94平行安装于箱体91中，升降齿条板包括连接板92和固定于连接板92内侧的升降齿条93，两个连接板92分别设置于箱体91内部的两侧，连接板92上端固定于U型支架3底面的中部，各升降齿条93一侧啮合有一个升降控制齿轮95，两个升降控制齿轮95相啮合，各升降控制齿轮95通过键连接于一个齿轮传动轴94上，升降驱动电机11固定于底座1上，升降驱动电机11的输出轴上连接有第二传动轴23，一个齿轮传动轴94穿过箱体91一侧并与第二传动轴23连接。工作时，升降驱动电机11转动即可带动两个升降控制齿轮95做反向转动，从而带动两个升降齿条93和连接板92同时做上下移动，从而控制U型支架3做升降运动，使得承载高度可随动变化，有效提高了产品的适应性，同时保证了U型支架3升降时两侧的平衡，有效确保了三自由度随动支撑装置升降时的稳定性。

升降驱动机构还包括两个分别设置于箱体91底部两侧的L型定位板10，L型定位板10的一侧与箱体91的侧面固定连接，L型定位板10的另一侧与底座1的顶面固定连接。工作时左右两个承载轮6的位置会随被支撑的工件形状变化而发生改变，从而影响U型支架3上负载的分布，通过设置L型定位板10可以加强升降控制箱9的稳定性。

传动齿条13的两端分别安装有一个齿轮齿条限位装置，使得工作过程中传动齿轮14和传动齿条13的传动启停更加稳定灵活，大大提高了产品的使用稳定性和安全性。如图8所示，齿轮齿条限位装置包括安装支架16、定位孔17、垫板20、扭力弹簧22、连杆19和限位挡板21，安装支架16上端两侧设置有两个安装支座18，连杆19的两端分别转动安装于两个安装支座18上，垫板20、限位挡板21和扭力弹簧22依次套设于连杆19上，垫板20的一侧与安装支架16的内侧接触，扭力弹簧22的一侧与安装支架16的内侧接触，扭力弹簧22的另一侧与限位挡板21的外侧接触，安装支架16上设置有定位孔17，安装支架16通过定位孔17固定于传动齿条13端部，安装支架16位于限位挡板21与传动齿条13之间。

如图9所示，当传动齿轮14运动到传动齿条13的一端末尾时，传动齿轮14的外侧与齿轮齿条限位装置的限位挡板21接触，限位挡板21被击打后向传动齿轮14方向倾斜，传动齿轮14即无法与传动齿条13接触，倒U型滑块4随即停止运动。如图10所示，当传动齿轮14反向转动时，齿轮齿条限位装置的限位挡板21在扭力弹簧22的作用下回到竖直状态，传动齿轮14的外侧与限位挡板21的一侧接触，从而传动齿轮14与传动齿条13的再次啮合，实现倒U型滑块4的重新起动，有效提高了传动齿轮14和传动齿条13的传动启停的灵活性和稳定性，避免传动齿轮14运动至传动齿条13边缘时二者脱离导致无法再次啮合的问题。

伸缩支撑机构包括四个伸缩支撑杆2，四个伸缩支撑杆2分别固定于底座1的四个角部，各伸缩支撑杆2上端与U型支架3的底面固定连接。通过四个伸缩支撑杆2实现对U型支架3的支撑和导向，保持其工作时的平衡。

如图2所示，底部支撑装置包括两个对称设置的钢架24，钢架24用于固定于地板上，各钢架24上设置有一个支撑轨道25，底座1下表面对称设置有两个支撑滑块26，支撑滑块26与支撑轨道25结构相匹配，一个支撑滑块26滑动安装于一个支撑轨道25上，进而对底座1的两侧进行支撑。

如图6所示，底部稳定传动装置包括底部轨道27、底部传动电机29、第三传动轴30、传动螺杆31、两个连接组件和两个传动支架32，底部轨道27用于固定于地板上，底部传动电机29通过电机架28固定于地板上，两个传动支架32固定于底部轨道27上部的两端，传动螺杆31的两端分别转动安装于两个传动支架32上，传动螺杆31的一端通过第三传动轴30与底部传动电机29的输出轴连接；连接组件包括连接套34、传动轴套33和两个稳定支撑侧板35，传动轴套33安装于传动螺杆31外部，连接套34安装于传动轴套33外部，两个稳定支撑侧板35分别固定于连接套34顶部的两侧，底座1固定于稳定支撑侧板35上。连接套34起到连接作用，将底座1及底座1以上的其他部件和底部稳定传动装置进行连接，稳定支撑侧板35起到加强作用，有效强化了底座1底部的强度，增加了整机在工作时的结构稳定性。工作时，底部传动电机29带动传动螺杆31转动，安装于传动螺杆31上的传动轴套33会在水平方向上移动，进而带动连接套34、稳定支撑侧板35以及底座1在水平方向上运动，从而实现对工件在纵向方向上的随动支撑及调整。

本实施例中还包括控制器，水平驱动电机12、升降驱动电机11和底部传动电机29均与所述控制器连接，控制器用于控制水平驱动电机12、升降驱动电机11和底部传动电机29协同工作。

如图7所示，各连接组件与一个传动支架32之间设置有一个螺杆稳定装置，螺杆稳定装置包括螺杆稳定滑块37、支撑滑套38、多个调整螺杆39和多个定位销40，支撑滑套38包括滑套本体381和固定于滑套本体381下端的滑套板382，滑套本体381套设于传动螺杆31上，螺杆稳定滑块37滑动安装于底部轨道27中，滑套板382上设置有多个螺纹孔，螺杆稳定滑块37上表面设置有多个定位槽，一个调整螺杆39穿过一个螺纹孔安装于一个定位槽中，各调整螺杆39一侧设置有一个定位销40，定位销40安装于滑套板382上。工作时，由于传动螺杆31的长度很长，在自重的影响下会产生一定的下垂，这对传动效率和传动都有较大的影响，通过调整螺杆39和定位销40可以调整支撑滑套38的高度从而对传动螺杆31起到支撑作用，可以有效避免传动螺杆31因跨度过大而产生挠度，提高传动螺杆31传动的精确度和稳定性。具体地，定位销40安装在滑套板382两侧的定位螺纹孔中，需要调节时，拧松定位销40，转动调整螺杆39可以控制支撑滑套38的高度，之后旋转定位销40使其顶紧调整螺杆39即可固定住支撑滑套38的高度，使之保持不变。

连接套34下端设置有一个伸缩杆支架36，伸缩杆支架36与螺杆稳定滑块37之间安装有一个限位伸缩杆41。具体地，限位伸缩杆41的一端与伸缩杆支架36上的安装孔连接，限位伸缩杆41的另一端与螺杆稳定滑块37上的安装孔连接。当螺杆稳定装置在传动螺杆31的作用下左右移动并与传动螺杆31两端的传动支架32接触时，限位伸缩杆41就会收缩，防止螺杆稳定装置和传动轴套33进一步向前移动发生碰撞，进而避免底座1在工作过程中和传动螺杆31两端的传动支架32发生碰撞，有效提高了整体工作时的安全性和使用寿命。通过限位伸缩杆41可以限制支撑滑套38与底座1之间的距离，这样可以保证底座1下方固定范围的传动螺杆31始终是水平的，保证了整机工作的稳定性。

可见，本实施例中的三自由度随动支撑装置的支撑高度、支撑宽度和支撑位置都可随实际需求做随动变化，能够实现对各类复杂截面、长度跨度大、直径跨度大的旋转工件的随动支撑。工作过程中传动精度高，传动功率稳定，可以保证较高的支撑效果和稳定性，结构设计合理，整机工作时有较好的安全性和较长的使用寿命，同时可以保证工件有更好的加工质量和加工效果。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种三自由度随动支撑装置，其特征在于，包括底部支撑装置、底部稳定传动装置和两轮式可变宽承载装置，所述两轮式可变宽承载装置包括底座、U型支架、升降驱动机构、伸缩支撑机构和两个水平移动机构，所述伸缩支撑机构下端固定于所述底座上，所述U型支架固定于所述伸缩支撑机构上端，所述升降驱动机构下端固定于所述底座上，所述升降驱动机构上端与所述U型支架固定连接，所述水平移动机构包括倒U型滑块、承载组件、传动齿条、传动齿轮和水平驱动组件，所述倒U型滑块水平滑动安装于所述U型支架中，所述传动齿条水平固定于所述倒U型滑块内侧，所述传动齿轮与所述传动齿条相啮合，所述水平驱动组件固定于所述U型支架上，所述水平驱动组件用于驱动所述传动齿轮转动，所述承载组件固定于所述倒U型滑块上端；所述底部支撑装置和所述底部稳定传动装置用于安装于地板上，所述底座固定于所述底部稳定传动装置上部，所述底座滑动安装于所述底部支撑装置上，所述底部稳定传动装置用于驱动所述底座在水平方向上运动，所述底座的运动方向与所述倒U型滑块的运动方向相垂直；所述传动齿条的两端分别安装有一个齿轮齿条限位装置，所述齿轮齿条限位装置包括安装支架、定位孔、垫板、扭力弹簧、连杆和限位挡板，所述安装支架上端两侧设置有两个安装支座，所述连杆的两端分别转动安装于两个所述安装支座上，所述垫板、所述限位挡板和所述扭力弹簧依次套设于所述连杆上，所述垫板的一侧与所述安装支架的内侧接触，所述扭力弹簧的一侧与所述安装支架的内侧接触，所述扭力弹簧的另一侧与所述限位挡板的外侧接触，所述安装支架上设置有所述定位孔，所述安装支架通过所述定位孔固定于所述传动齿条端部，所述安装支架位于所述限位挡板与所述传动齿条之间。

2.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述水平驱动组件包括水平驱动电机和第一传动轴，所述水平驱动电机固定于所述U型支架的底面上，所述水平驱动电机的输出轴上端连接有所述第一传动轴，所述第一传动轴穿过所述U型支架的底面伸至所述倒U型滑块内部，所述传动齿轮固定于所述第一传动轴上。

3.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述倒U型滑块两侧的外部各设置有两个水平凸起滑道，所述U型支架两侧的内部各设置有两个与所述水平凸起滑道结构相匹配且位置相对应的水平滑槽。

4.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述承载组件包括承载支座和承载轮，所述承载支座固定于所述倒U型滑块上端，所述承载轮转动安装于所述承载支座上，所述承载轮的轴向方向与所述倒U型滑块的运动方向相垂直。

5.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括升降控制箱、升降驱动电机和第二传动轴，所述升降控制箱包括箱体、两个升降齿条板、两个齿轮传动轴和两个升降控制齿轮，所述箱体底部两侧分别设置有一个L型定位板，所述L型定位板的一侧与所述箱体的侧面固定连接，所述L型定位板的另一侧与所述底座的顶面固定连接，两个所述齿轮传动轴平行安装于所述箱体中，所述升降齿条板包括连接板和固定于所述连接板内侧的升降齿条，两个所述连接板分别设置于所述箱体内部的两侧，所述连接板上端固定于所述U型支架底面的中部，各所述升降齿条一侧啮合有一个所述升降控制齿轮，两个所述升降控制齿轮相啮合，各所述升降控制齿轮通过键连接于一个所述齿轮传动轴上，所述升降驱动电机固定于所述底座上，所述升降驱动电机的输出轴上连接有所述第二传动轴，一个所述齿轮传动轴穿过所述箱体一侧并与所述第二传动轴连接。

6.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述伸缩支撑机构包括四个伸缩支撑杆，四个所述伸缩支撑杆分别固定于所述底座的四个角部，各所述伸缩支撑杆上端与所述U型支架的底面固定连接。

7.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述底部支撑装置包括两个对称设置的钢架，所述钢架用于固定于地板上，各所述钢架上设置有一个支撑轨道，所述底座下表面对称设置有两个支撑滑块，所述支撑滑块与所述支撑轨道结构相匹配，一个所述支撑滑块滑动安装于一个所述支撑轨道上。

8.根据权利要求1所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，所述底部稳定传动装置包括底部轨道、底部传动电机、第三传动轴、传动螺杆、两个连接组件和两个传动支架，所述底部轨道用于固定于地板上，所述底部传动电机通过电机架固定于地板上，两个所述传动支架固定于所述底部轨道上部的两端，所述传动螺杆的两端分别转动安装于两个所述传动支架上，所述传动螺杆的一端通过所述第三传动轴与所述底部传动电机的输出轴连接；所述连接组件包括连接套、传动轴套和两个稳定支撑侧板，所述传动轴套安装于所述传动螺杆外部，所述连接套安装于所述传动轴套外部，两个所述稳定支撑侧板分别固定于所述连接套顶部的两侧，所述底座固定于所述稳定支撑侧板上。

9.根据权利要求8所述的三自由度随动支撑装置，其特征在于，各所述连接组件与一个所述传动支架之间设置有一个螺杆稳定装置，所述螺杆稳定装置包括螺杆稳定滑块、支撑滑套、多个调整螺杆和多个定位销，所述支撑滑套包括滑套本体和固定于所述滑套本体下端的滑套板，所述滑套本体套设于所述传动螺杆上，所述螺杆稳定滑块滑动安装于所述底部轨道中，所述滑套板上设置有多个螺纹孔，所述螺杆稳定滑块上表面设置有多个定位槽，一个所述调整螺杆穿过一个所述螺纹孔安装于一个所述定位槽中，各所述调整螺杆一侧设置有一个所述定位销，所述定位销安装于所述滑套板上；所述连接套下端设置有一个伸缩杆支架，所述伸缩杆支架与所述螺杆稳定滑块之间安装有一个限位伸缩杆。