CN209533302U - 一种大行程3-prp精密对位平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大行程3‑PRP精密对位平台，属于微制造装备。平台包括：定平台、运动支链、动平台。所述定平台为环形结构，其上开有环形轨道，以保证弧形卡盘可以在其上做圆周运动；所述运动支链由电机、齿轮、弧形卡盘、交叉滚柱轴环、导轨底座、导轨组成；所述动平台由动平台和导轨固连。本实用新型采用上述结构的大行程3‑PRP精密对位平台，运动支链可以通过齿轮齿条啮合在定平台上做圆周运动，能够使平台中各运动支链大范围移动，且在支链移动过程中，平台不会发生干涉的现象。相比较与目前现有的并联平台方案，采用本实用新型所述方案，能够使并联平台的运动空间变大，定位精度提高，平台刚度增强，结构更加紧凑。

Description

一种大行程3-PRP精密对位平台

技术领域

本实用新型涉及一种大行程3-PRP精密对位平台，属于微制造装备。

背景技术

目前国内外见到的一些有关高精密对位平台的设备等，对位系统大多采用并联机构，并联机构的上、下平台以相互独立的并行构件支撑，因此具有结构相对稳定、刚度大的特点；由于机架与末端执行器间具有环状闭链约束，使得并联机构具有更大的承载能力。因不存在各关节的误差的累积和放大效应，故并联机构误差小、精度高；并联机构的驱动部分易安装于机架上减轻了运动负荷，具有较好的动力性能；并联结构具有操作速度高、结构紧凑、刚度高、承载能力大、动力学性能好的优点。但是目前存在的精密对位平台运动支链与定平台相连端大多与定平台固联，这样的结构限制了运动支链的转动范围，进而导致动平台转动范围小，限制并联平台的工作空间。

发明内容

为了克服现有的精密对位平台运动支链运动范围小所造成的动平台工作空间小的问题，本专利采用一种环形定平台，其上开有可供弧形卡盘滑动的环形槽，弧形卡盘在电机驱动下通过齿轮齿条啮合可在定平台上大范围转动，带动运动支链大角度运动，有效的提高了对位平台的工作空间。本专利利用宏观与微观相结合的驱动技术，很好的实现了平台精密对位、大行程驱动的功能。

本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：由弧形卡盘和定平台相连，由电机带动齿轮转动，齿轮齿条啮合带动弧形卡盘运动，弧形卡盘和定平台可以很好的配合且弧形卡盘可以在定平台上滑动，所述弧形卡盘与交叉滚柱轴环相配合，交叉滚柱轴环可以在弧形卡盘上转动，使用交叉滚柱轴环可以很好的控制平台的转动精度；所述交叉滚柱轴环与导轨底座固联，导轨底座跟随交叉滚柱轴环转动；所述导轨底座和导轨相配合，导轨可以在滑槽内来回移动；所述导轨和动平台固联，动平台跟随导轨的运动做相应的运动。

本专利设计时采用四组运动链，目的是能够使对位平台可以实现XY方向的移动，平台平动以及绕定位中心转动。所述运动支链分别由伺服电机驱动，伺服电机为系统提供动力，通过与电机轴相连的精密齿轮与弧形卡槽上弧形齿条啮合进行动力传输。目前齿轮的制造精度已经能够达到很高的制造精度，因此运用此种驱动方式可以很好的控制弧形卡槽在定平台上的移动精度，弧形卡槽的移动带动交叉滚柱轴环的转动，交叉轴环的转动带动导轨底座的转动，导轨底座的转动带动导轨的移动，导轨的移动带动动平台的转动或移动。

所述电机轴和齿轮通过联轴器相连；

所述齿轮和弧形卡槽上弧形齿条相连，两者通过轮齿啮合传递动力；

所述弧形卡槽与定平台相配合，两者通过定平台上的卡槽相连；

所述交叉滚柱轴环与弧形卡盘相连，两者通过螺钉相连，交叉滚柱轴环可以转动；

所述导轨底座与交叉滚柱轴环相连，两者通过螺栓固联；

所述导轨和动平台相连，两者通过螺栓固联。

附图说明

图1是本专利的整体结构示意图；

图2是本专利隐藏动平台的结构示意图；

图3是本专利的驱动支链示意图；

图4是本专利定平台和弧形卡槽配合示意图；

图中：1为定平台；2为运动支链；2-1为弧形卡盘；2-2为交叉滚柱轴环；2-3为导轨滑槽；2-4为导轨；2-5为齿轮齿条啮合机构，3为动平台。

具体实施方式

本专利涉及一种大行程两移动一转动精密对位平台，包括定平台，电机，齿轮，联轴器，弧形卡盘，交叉滚柱轴环，导轨底座，导轨和动平台组成。所述精密对位平台由定平台，驱动支链和动平台组成。所述定平台和弧形卡盘相连，所述电机和齿轮相连，所述齿轮和弧形卡槽上弧形齿条啮合，所述弧形卡盘和交叉滚柱轴环相连，所述交叉滚柱轴环和导轨底座相连，所述导轨底座和导轨相连，所述导轨和动平台相连。所述定平台和弧形卡盘通过卡槽配合，弧形卡槽可以在定平台上沿槽转动，所述弧形卡盘和交叉滚柱轴环间隙配合通过螺钉连接，且交叉滚柱轴环可以在其上转动，所述交叉滚柱轴环和导轨底座通过螺钉固连，所述导轨底座和导轨配合，所述导轨和动平台通过螺钉固连。

参照图1~4，一种大行程3-PRP精密对位平台，包括动平台3，还包括：

安装有环形轨道的定平台1，定平台1通过环形轨道上安装的运动支链2与动平台3相连接；

可沿定平台1的环形轨道运动、并可相对于动平台3直线滑动的四个运动支链2；运动支链2的直线滑动方向与动平台3平面相平行，且相邻的运动支链2的直线滑动方向两两正交；以及，

用于令运动支链2在环形轨道上精密移动的齿轮齿条啮合机构2-5；所述齿轮齿条啮合机构2-5的齿轮由电机驱动；所述齿轮齿条啮合机构2-5具有两个固定端，其中一个固定端设置在齿轮齿条啮合机构2-5的齿条上，另一个固定端设置在用于驱动齿轮齿条啮合机构2-5的电机上；齿轮齿条啮合机构2-5的两个固定端分别固定安装在运动支链2、及定平台1上。

应当说明的是，在本专利技术中，采用电机驱动的齿轮与齿条的啮合，其作用在于令齿轮可控地在齿条上运动，实现运动支链2的位移控制。因此，在本专利技术中只需利用齿条与齿轮的配合结构，不论环形齿条的齿槽设置在定平台1环形轨道的内侧、外侧、上平面或下平面，均可实现电机控制运动支链2在定平台1上精密移动。

当然，本专利申请也可将环形齿条与齿轮的安装位置相交换，由固定在定平台1上的电机驱动齿轮转动，进而趋势固定在运动支链2上的弧形齿条相对运动，最终实现电机控制运动支链2精密移动的目的。

在本实施例中，所述齿轮齿条啮合机构2-5的齿条固定安装在运动支链2上；所述齿条啮合机构2-5的齿轮由电机驱动，所述电机固定安装在定平台1上。

参照图4，所述运动支链2还包括弧形卡盘2-1、交叉滚柱轴环2-2、导轨滑槽2-3、及导轨2-4；所述弧形卡盘2-1设有弧形槽，用于令运动支链2安装在定平台1的环形轨道上；所述导轨2-4固定安装在动平台3上，导轨2-4与导轨滑槽2-3相连接；所述导轨滑槽2-3与弧形卡盘2-1通过交叉滚柱轴环2-2相连接，用于使导轨滑槽2-3可相对于弧形卡盘2-1转动。

作为本实施例的一个变种，亦可以将导轨滑槽固定安装在动平台上，而将导轨安装在交叉滚柱轴环上，此种情形也可以实现本实施例的目的。

进一步地，作为本实施例的变种，本专利还可以将导轨滑槽变为钢珠滑轨、齿条齿轮等滑动装置，只要该装置能保证双向滑动装置所连接的动平台与滑动支链间只能沿X、Y方向中的一个方向滑动，而在另一个方向不发生位移，均可满足本实施例的需要。

本实用新型的工作原理为：

平台启动后，伺服电机带动齿轮转动，齿轮转动带动弧形卡槽运动，弧形卡槽带动与其相连的交叉滚柱轴环和直线导轨组件运动，通过运动支链的旋转运动，直接带动动平台的平移和转动，由于运动支链的弧形卡槽可以在定平台上做圆周运动，因此本实用新型可以实现动平台的大范围平移和旋转，较目前存在的对位平台可以实现工作空间更大，对位更加精准。

Claims (3)

1.一种大行程3-PRP精密对位平台，包括动平台（3），其特征在于，还包括：

安装有环形轨道的定平台（1），定平台（1）通过环形轨道上安装的运动支链（2）与动平台（3）相连接；

可沿定平台（1）的环形轨道运动、并可相对于动平台（3）直线滑动的四个运动支链（2）；运动支链（2）的直线滑动方向与动平台（3）平面相平行，且相邻的运动支链（2）的直线滑动方向两两正交；以及，

用于令运动支链（2）在环形轨道上精密移动的齿轮齿条啮合机构（2-5）；所述齿轮齿条啮合机构（2-5）的齿轮由电机驱动；所述齿轮齿条啮合机构（2-5）具有两个固定端，其中一个固定端设置在齿轮齿条啮合机构（2-5）的齿条上，另一个固定端设置在用于驱动齿轮齿条啮合机构（2-5）的电机上；齿轮齿条啮合机构（2-5）的两个固定端分别固定安装在运动支链（2）、及定平台（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种大行程3-PRP精密对位平台，其特征在于，所述运动支链（2）还包括弧形卡盘（2-1）、交叉滚柱轴环（2-2）、导轨滑槽（2-3）、及导轨（2-4）；所述弧形卡盘（2-1）设有弧形槽，用于令运动支链（2）安装在定平台（1）的环形轨道上；所述导轨（2-4）固定安装在动平台（3）上，导轨（2-4）与导轨滑槽（2-3）相连接；所述导轨滑槽（2-3）与弧形卡盘（2-1）通过交叉滚柱轴环（2-2）相连接，用于使导轨滑槽（2-3）可相对于弧形卡盘（2-1）转动。

3.根据权利要求1所述的一种大行程3-PRP精密对位平台，其特征在于，所述齿轮齿条啮合机构（2-5）的齿条固定安装在运动支链（2）上；所述齿条啮合机构（2-5）的齿轮由电机驱动，所述电机固定安装在定平台（1）上。