CN114770437B - 一种小型高精度移动平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型高精度移动平台，包括：工作台、纵向移动装置、横向移动装置、微调装置，所述工作台承载移动设备与待操作材料；所述纵向移动装置对称分布设置有两组，分别固定在工作台两侧；所述横向移动装置两端分别固定在纵向移动装置上；所述微调装置固定在横向移动装置上。与现有技术相比，本发明中采用二级移动系统，从长距离的移动到短距离的移动，进行粗调与精调，使移动平台的精确度更高，同时在移动效率上，长距离上可进行适当速度的提高，既保持精度又提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动平台设备技术领域，更具体地说，涉及一种小型高精度移动平台。
背景技术
高精密移动平台是一种在三个方向实现精确移动的平台，各轴的联轴器可用于连接伺服电机，实现自动调节，也可以直接和旋转圆盘连接实现手动调节。传统移动平台多次采取一次性调节，此种方式虽较为简单，但设备经过多次运转后，难免会产生磨损，造成误差，且在一次性调整过程中难以对移动距离进行精确判断，对于不同距离的移动，设备只能保持较慢速度来保持移动精度，移速过快容易产生位移误差，移速过慢导致效率降低。因此，有必要提供一种小型高精度移动平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型高精度移动平台，包括：
工作台，承载移动设备与待操作材料；
纵向移动装置，对称分布设置有两组，分别固定在工作台两侧；
横向移动装置，两端分别固定在纵向移动装置上；
微调装置，固定在横向移动装置上。
进一步的，作为优选，所述纵向移动装置包括：
半开外壳，开口向内，固定在工作台一侧，限制工作台的工作范围，保护纵向移动装置的移动结构；
步进电机，固定在半开外壳的一端，为纵向移动装置提供移动动力；
轴承，固定在半开外壳上与步进电机相对的一端；
丝杆，可转动固定在半开外壳内部，与步进电机和轴承可转动连接，在步进电机的带动下丝杆在轴承内持续转动；
丝杆螺母，可转动固定在丝杆上，根据步进电机转动方向带动丝杆螺母在丝杆上来回移动；
滑轨一，固定在工作台上，位于半开外壳的内侧；
滑块一，可滑动固定在滑轨一上；
连接件，连接丝杆螺母和滑块一，在步进电机的带动下，丝杆螺母在丝杆上移动，同时带动连接件进行移动，进而带动滑块一在滑轨一上移动。
进一步的，作为优选，所述连接件分别与丝杆螺母的尾部和滑块一的顶部固定连接，由丝杆螺母对滑块一进行进一步锁止工作，降低在工作过程中发生偏移的可能性。
进一步的，作为优选，所述横向移动装置包括：
固定块，设置在横向移动装置两端，固定在滑块一顶部的连接件上，连接件处于固定块和滑块一的中间位置，且三者固定在一起，加强三者之间联系性及稳定；
滑轨二，固定在固定块之间，由滑块一带动固定块，进而带动滑轨二进行移动；
滑块二，呈直角型，其中一个面可滑动固定在滑轨二的顶部，且所述滑块二与滑轨二的顶部之间设有电磁铁，在通电状态下，滑块二与滑轨二在电磁铁作用下通过磁力固定在一起，在断电状态下，滑块二与滑轨二之间可滑动连接；
主动滚轴，可转动固定在一个固定块内，
从动滚轴，可转动固定在与主动滚轴相对的另一个固定块内，在主动滚轴进行转动时，从动滚轴在传递的力的作用下跟随转动；
中心滚轴，对称分布设置有两个，固定在滑块二竖直方向的平面上；
履带，两端分别可收放固定在两侧固定块内，与主动滚轴、从动滚轴和中心滚轴可转动连接，履带一端可收放固定在主动滚轴所在的固定块上半部分内，然后穿过右侧中心滚轴，再绕过主动滚轴，进而绕过从动滚轴，进而绕过左侧中心滚轴，最后与从动滚轴所在的固定块上半部分可收放固定连接，形成一个闭合回路，当主动滚轴转动进而带动履带进行传递转动，进而带动从动滚轴和中心滚轴进行转动。
进一步的，作为优选，所述主动滚轴所在的固定块内部设有转动电机，且两个固定块内均设有履带收放滚轴，转动电机为主动滚轴转动提供动力来源，收放滚轴对履带进行固定与收放。
进一步的，作为优选，所述滑轨二顶部设有滑道，侧壁设有滑槽，且中心滚轴可滑动设置在侧壁滑槽内，且所述中心滚轴上设有传动齿轮组，且所述传动齿轮组与中心滚轴连接处的传动齿轮内圈可转动固定有传动电磁环，所述传动电磁环与中心滚轴固定连接，当收放滚轴固定，且传动电磁环断电，传动电磁环与传动齿轮可转动连接，即传动齿轮组与中心滚轴处于可转动状态时，在主动滚轴的带动下，中心滚轴跟随履带进行自转的同时，在滑轨二的侧壁滑槽内进行移动，进而带动滑块二在滑轨二上进行移动，当主动滚轴顺时针转动时，中心滚轴带动滑块二在滑轨二上向主动滚轴所在方向移动，当主动滚轴逆时针转动时，中心滚轴带动滑块二在滑轨二上向从动滚轴所在方向移动，且主动滚轴转动长度与中心滚轴移动长度比为2:1，当收放滚轴转动，且传动电磁环通电，传动电磁环与传动齿轮固定连接，即传动齿轮组与中心滚轴处于固定状态时，在主动滚轴的带动下，履带在中心滚轴上传动，进而带动传动齿轮组转动，进而带动微调装置进行精调。
进一步的，作为优选，所述微调装置包括：
固定板，通过中心滚轴固定在滑块二的竖直平面上，使微调装置跟随滑块二进行横向移动，且跟随横向移动装置在进纵向移动；
顶板，固定在固定板顶部；
底板，固定在固定板底部，与顶板平行且处于同一垂直平面；
连接座，可滑动设置在顶板和底板之间，连接操作仪器；
微调组件，可转动固定在顶板和底板之间，且位于固定板和连接座之间，由微调组件对连接座进行小范围精确移动。
进一步的，作为优选，所述微调组件包括：
直角齿轮箱，固定在底板底部，侧轴与中心滚轴上传动齿轮组固定连接；
转轴，底部与直角齿轮箱可转动连接，顶部与顶板可转动连接，在中心滚轴的带动下，通过传动齿轮组和直角齿轮箱传递进行转动；
齿轮一，可转动固定在转轴上；
齿轮二，可转动固定在转轴上，且位于齿轮一下方；
纵向齿条，与齿轮一相啮合，在齿轮一带动下进行移动；
横向齿条，与齿轮二相啮合，且与连接座底部可滑动连接，在齿轮二的带动下进行移动，进而带动连接座进行横向移动。
进一步的，作为优选，所述齿轮一和齿轮二内圈均可转动固定有转动电磁环，且所述转动电磁环与转轴固定连接，当通电时，转动电磁环与齿轮内圈固定连接，即齿轮一和齿轮二跟随转轴转动，当断电时，转动电磁环与齿轮内圈转动连接，转轴带动转动电磁环转动，进而齿轮一和齿轮二处于静止状态，且齿轮一和齿轮二中心处的转动电磁环可单独控制，当转轴带动齿轮一转动时，带动纵向齿条进行移动，进而带动连接座在横向齿条上滑动，进行纵向移动调节，当转轴带动齿轮二转动时，带动横向齿条进行移动，进而带动连接座进行横向移动调节。
进一步的，作为优选，所述纵向齿条远离固定板的一端垂直设有连杆，且所述连杆与连接座可滑动连接，当连接座进行横向调节时，连接座在连杆上移动，当连接座进行纵向调节时，由纵向齿条推动连杆进而推动连接座进行移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过横向移动装置中直角型滑块二的设置，对连接在滑块二垂直面的操作设备起到一定稳固作用，且在滚轴与履带的锁止下进一步对滑块二进行加固，避免了工作时产生晃动偏移，造成误差。
本发明中，通过微调装置的设置，对设备进行二次移动，在小范围内进行更精确的测距移动，提高工作效率及工作精度。
附图说明
图1为一种小型高精度移动平台的整体结构示意图；
图2为一种小型高精度移动平台中纵向移动装置结构示意图；
图3为一种小型高精度移动平台中横向移动装置结构示意图；
图4为一种小型高精度移动平台中微调装置结构示意图；
图5为一种小型高精度移动平台中微调组件结构示意图；
图中：1、工作台；2、纵向移动装置；3、横向移动装置；4、微调装置；21、半开外壳；22、步进电机；23、轴承；24、丝杆；25、丝杆螺母；26、滑轨一；27、滑块一；28、连接件；31、固定块；32、滑轨二；33、滑块二；34、主动滚轴；35、从动滚轴；36、中心滚轴；37、履带；38、传动齿轮组；41、固定板；42、顶板；43、底板；44、连接座；45、微调组件；381、传动电磁环；451、直角齿轮箱；452、转轴；453、齿轮一；454、齿轮二；455、纵向齿条；456、横向齿条；457、转动电磁环；4551、连杆。
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种小型高精度移动平台，包括：
工作台1，承载移动设备与待操作材料；
纵向移动装置2，对称分布设置有两组，分别固定在工作台1两侧；
横向移动装置3，两端分别固定在纵向移动装置2上；
微调装置4，固定在横向移动装置3上。
本实施例中，所述纵向移动装置2包括：
半开外壳21，开口向内，固定在工作台1一侧，限制工作台1的工作范围，保护纵向移动装置2的移动结构；
步进电机22，固定在半开外壳21的一端，为纵向移动装置2提供移动动力；
轴承23，固定在半开外壳21上与步进电机22相对的一端；
丝杆24，可转动固定在半开外壳21内部，与步进电机22和轴承23可转动连接，在步进电机22的带动下丝杆24在轴承23内持续转动；
丝杆螺母25，可转动固定在丝杆24上，根据步进电机22转动方向带动丝杆螺母25在丝杆24上来回移动；
滑轨一26，固定在工作台1上，位于半开外壳21的内侧；
滑块一27，可滑动固定在滑轨一26上；
连接件28，连接丝杆螺母25和滑块一27，在步进电机22的带动下，丝杆螺母25在丝杆24上移动，同时带动连接件28进行移动，进而带动滑块一27在滑轨一26上移动。
本实施例中，所述连接件28分别与丝杆螺母25的尾部和滑块一27的顶部固定连接，由丝杆螺母25对滑块一27进行进一步锁止工作，降低在工作过程中发生偏移的可能性。
本实施例中，所述横向移动装置3包括：
固定块31，设置在横向移动装置3两端，固定在滑块一27顶部的连接件28上，连接件28处于固定块31和滑块一27的中间位置，且三者固定在一起，加强三者之间联系性及稳定；
滑轨二32，固定在固定块31之间，由滑块一27带动固定块31，进而带动滑轨二32进行移动；
滑块二33，呈直角型，其中一个面可滑动固定在滑轨二32的顶部，且所述滑块二33与滑轨二32的顶部之间设有电磁铁，在通电状态下，滑块二33与滑轨二32在电磁铁作用下通过磁力固定在一起，在断电状态下，滑块二33与滑轨二32之间可滑动连接；
主动滚轴34，可转动固定在一个固定块31内，
从动滚轴35，可转动固定在与主动滚轴34相对的另一个固定块31内，在主动滚轴34进行转动时，从动滚轴35在传递的力的作用下跟随转动；
中心滚轴36，对称分布设置有两个，固定在滑块二33竖直方向的平面上；
履带37，两端分别可收放固定在两侧固定块31内，与主动滚轴34、从动滚轴35和中心滚轴36可转动连接，履带37一端可收放固定在主动滚轴34所在的固定块31上半部分内，然后穿过右侧中心滚轴36，再绕过主动滚轴34，进而绕过从动滚轴35，进而绕过左侧中心滚轴36，最后与从动滚轴35所在的固定块31上半部分可收放固定连接，形成一个闭合回路，当主动滚轴34转动进而带动履带37进行传递转动，进而带动从动滚轴35和中心滚轴36进行转动。
本实施例中，所述主动滚轴34所在的固定块31内部设有转动电机，且两个固定块31内均设有履带37收放滚轴，转动电机为主动滚轴34转动提供动力来源，收放滚轴对履带37进行固定与收放。
本实施例中，所述滑轨二32顶部设有滑道，侧壁设有滑槽，且中心滚轴36可滑动设置在侧壁滑槽内，且所述中心滚轴36上设有传动齿轮组38，且所述传动齿轮组38与中心滚轴36连接处的传动齿轮内圈可转动固定有传动电磁环381，所述传动电磁环381与中心滚轴36固定连接，当收放滚轴固定，且传动电磁环381断电，传动电磁环381与传动齿轮可转动连接，即传动齿轮组38与中心滚轴36处于可转动状态时，在主动滚轴34的带动下，中心滚轴36跟随履带37进行自转的同时，在滑轨二32的侧壁滑槽内进行移动，进而带动滑块二33在滑轨二32上进行移动，当主动滚轴34顺时针转动时，中心滚轴36带动滑块二33在滑轨二32上向主动滚轴34所在方向移动，当主动滚轴34逆时针转动时，中心滚轴36带动滑块二33在滑轨二32上向从动滚轴35所在方向移动，且主动滚轴34转动长度与中心滚轴36移动长度比为2:1，当收放滚轴转动，且传动电磁环381通电，传动电磁环381与传动齿轮固定连接，即传动齿轮组38与中心滚轴36处于固定状态时，在主动滚轴34的带动下，履带37在中心滚轴36上传动，进而带动传动齿轮组38转动，进而带动微调装置4进行精调。
本实施例中，所述微调装置4包括：
固定板41，通过中心滚轴36固定在滑块二33的竖直平面上，使微调装置4跟随滑块二33进行横向移动，且跟随横向移动装置3在进纵向移动；
顶板42，固定在固定板41顶部；
底板43，固定在固定板42底部，与顶板42平行且处于同一垂直平面；
连接座44，可滑动设置在顶板42和底板43之间，连接操作仪器；
微调组件45，可转动固定在顶板42和底板43之间，且位于固定板41和连接座44之间，由微调组件45对连接座44进行小范围精确移动。
本实施例中，所述微调组件45包括：
直角齿轮箱451，固定在底板43底部，侧轴与中心滚轴36上传动齿轮组38固定连接；
转轴452，底部与直角齿轮箱451可转动连接，顶部与顶板42可转动连接，在中心滚轴36的带动下，通过传动齿轮组38和直角齿轮箱451传递进行转动；
齿轮一453，可转动固定在转轴452上；
齿轮二454，可转动固定在转轴452上，且位于齿轮一453下方；
纵向齿条455，与齿轮一453相啮合，在齿轮一453带动下进行移动；
横向齿条456，与齿轮二454相啮合，且与连接座44底部可滑动连接，在齿轮二454的带动下进行移动，进而带动连接座44进行横向移动。
本实施例中，所述齿轮一453和齿轮二454内圈均可转动固定有转动电磁环457，且所述转动电磁环457与转轴452固定连接，当通电时，转动电磁环457与齿轮内圈固定连接，即齿轮一453和齿轮二454跟随转轴452转动，当断电时，转动电磁环457与齿轮内圈转动连接，转轴452带动转动电磁环457转动，进而齿轮一453和齿轮二454处于静止状态，且齿轮一453和齿轮二454中心处的转动电磁环457可单独控制，当转轴452带动齿轮一453转动时，带动纵向齿条455进行移动，进而带动连接座44在横向齿条456上滑动，进行纵向移动调节，当转轴452带动齿轮二454转动时，带动横向齿条456进行移动，进而带动连接座44进行横向移动调节。
本实施例中，所述纵向齿条455远离固定板41的一端垂直设有连杆4551，且所述连杆4551与连接座44可滑动连接，当连接座44进行横向调节时，连接座44在连杆4551上移动，当连接座44进行纵向调节时，由纵向齿条455推动连杆4551进而推动连接座44进行移动。
具体实施时，首先将需要操作的材料放置在工作台1上，然后在纵向移动装置2和横向移动装置3的带动下进行长距离的移动调节，即步进电机22带动丝杆24转动，进而带丝杆螺母25移动，进而带动滑块一27进行纵向移动，进而带动横向移动装置3进行纵向移动；横向移动装置3中，固定块31内部收放滚轴固定，滑块二33与滑轨二32的顶部之间电磁铁断电，中心滚轴36与传动齿轮组38之间的传动电磁环381断电，中心滚轴36与传动齿轮组38之间处于可转动状态后，主动滚轴34在转动电机的带动下进行转动，进而带动滑块二33进行横向移动，进而带动微调装置4进行横向移动，完成长距离的移动调节后，滑块二33与滑轨二32的顶部之间电磁铁通电，滑块二33固定在滑轨二32上，且横向移动装置3中固定块31内部收放滚轴转动，中心滚轴36与传动齿轮组38之间的传动电磁环381通电，中心滚轴36与传动齿轮组38之间处于固定状态，在主动滚轴34的带动下，履带37带动中心滚轴36转动，进而带动传动齿轮组38转动，进而带动微调装置4内部微调组件45的直角齿轮箱451转动，进而通过转轴452分别带动齿轮一453和齿轮二454进行短距离的细微调节，进而带动连接座44所连接的操作仪器移动到材料所处位置。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种小型高精度移动平台，其特征在于：包括：
工作台(1)，承载移动设备与待操作材料；
纵向移动装置(2)，对称分布设置有两组，分别固定在工作台(1)两侧；
横向移动装置(3)，两端分别固定在纵向移动装置(2)上；
微调装置(4)，固定在横向移动装置(3)上；
纵向移动装置(2)包括：
半开外壳(21)，开口向内，固定在工作台(1)一侧；
步进电机(22)，固定在半开外壳(21)的一端；
轴承(23)，固定在半开外壳(21)上与步进电机(22)相对的一端；
丝杆(24)，可转动固定在半开外壳(21)内部，与步进电机(22)和轴承(23)可转动连接；
丝杆螺母(25)，可转动固定在丝杆(24)上；
滑轨一(26)，固定在工作台(1)上，位于半开外壳(21)的内侧；
滑块一(27)，可滑动固定在滑轨一(26)上；
连接件(28)，连接丝杆螺母(25)和滑块一(27)；
所述横向移动装置(3)包括：
固定块(31)，设置在横向移动装置(3)两端，固定在滑块一(27)顶部的连接件(28)上；
滑轨二(32)，固定在固定块(31)之间；
滑块二(33)，呈直角型，其中一个面可滑动固定在滑轨二(32)的顶部，且所述滑块二(33)与滑轨二(32)的顶部之间设有电磁铁；
主动滚轴(34)，可转动固定在一个固定块(31)内，从动滚轴(35)，可转动固定在与主动滚轴(34)相对的另一个固定块(31)内；
中心滚轴(36)，对称分布设置有两个，固定在滑块二(33)竖直方向的平面上；
履带(37)，两端分别可收放固定在两侧固定块(31)内，与主动滚轴(34)、从动滚轴(35)和中心滚轴(36)可转动连接；
所述滑轨二(32)顶部设有滑道，侧壁设有滑槽，且中心滚轴(36)可滑动设置在侧壁滑槽内，所述中心滚轴(36)上设有传动齿轮组(38)，且所述传动齿轮组(38)与中心滚轴(36)连接处的传动齿轮内圈可转动固定有传动电磁环(381)，所述传动电磁环(381)与中心滚轴(36)固定连接；
所述主动滚轴(34)所在的固定块(31)内部设有转动电机，且两个固定块(31)内均设有履带(37)收放滚轴；
当收放滚轴固定，且传动电磁环(381)断电，传动电磁环(381)与传动齿轮可转动连接，即传动齿轮组(38)与中心滚轴(36)处于可转动状态时，在主动滚轴(34)的带动下，中心滚轴(36)跟随履带(37)进行自转的同时，在滑轨二(32)的侧壁滑槽内进行移动，进而带动滑块二(33)在滑轨二(32)上进行移动；
当收放滚轴转动，且传动电磁环(381)通电，传动电磁环(381)与传动齿轮固定连接，即传动齿轮组(38)与中心滚轴(36)处于固定状态时，在主动滚轴(34)的带动下，履带(37)在中心滚轴(36)上传动，进而带动传动齿轮组(38)转动，进而带动微调装置(4)进行精调；
所述微调装置(4)包括：
固定板(41)，通过中心滚轴(36)固定在滑块二(33)的竖直平面上；
顶板(42)，固定在固定板(41)顶部；
底板(43)，固定在固定板(41)底部，与顶板(42)平行且处于同一垂直平面；
连接座(44)，可滑动设置在顶板(42)和底板(43)之间；
微调组件(45)，可转动固定在顶板(42)和底板(43)之间，且位于固定板(41)和连接座(44)之间；
所述微调组件(45)包括：
直角齿轮箱(451)，固定在底板(43)底部，侧轴与中心滚轴(36)上传动齿轮组(38)固定连接；
转轴(452)，底部与直角齿轮箱(451)可转动连接，顶部与顶板(42)可转动连接；
齿轮一(453)，可转动固定在转轴(452)上；
齿轮二(454)，可转动固定在转轴(452)上，且位于齿轮一(453)下方；
纵向齿条(455)，与齿轮一(453)相啮合；
横向齿条(456)，与齿轮二(454)相啮合，且与连接座(44)底部可滑动连接；
所述齿轮一(453)和齿轮二(454)内圈均可转动固定有转动电磁环(457)，且所述转动电磁环(457)与转轴(452)固定连接；
所述纵向齿条(455)远离固定板(41)的一端垂直设有连杆(4551)，且所述连杆(4551)与连接座(44)可滑动连接；
齿轮一(453)和齿轮二(454)中心处的转动电磁环(457)可单独控制，当转轴452带动齿轮一453转动时，带动纵向齿条(455)进行移动，进而带动连接座(44)在横向齿条(456)上滑动，进行纵向移动调节，当转轴(452)带动齿轮二(454)转动时，带动横向齿条(456)进行移动，进而带动连接座(44)进行横向移动调节。
2.根据权利要求1所述的一种小型高精度移动平台，其特征在于：所述连接件(28)分别与丝杆螺母(25)的尾部和滑块一(27)的顶部固定连接。
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Application publication date: 20220722 Assignee: GUILIN KEAO ELECTROSTATIC COATING EQUIPMENT Co.,Ltd. Assignor: GUILIN University OF AEROSPACE TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980044764 Denomination of invention: A Small High Precision Mobile Platform Granted publication date: 20231020 License type: Common License Record date: 20231031 |