CN211163843U - 一种直驱多轴调整平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直驱多轴调整平台，包括垂直运动机构、安装在垂直运动机构上的旋转运动机构、安装在旋转运动机构上的水平运动机构，垂直运动机构包括Z轴电机、垂直运动轴和Z轴反馈单元，旋转运动机构包括θ轴电机、旋转运动轴和θ轴反馈单元，水平运动机构包括X轴电机、水平运动轴和X轴反馈单元，Z轴电机、X轴电机均为直驱式直线电机，θ轴电机为直驱弧形电机，垂直运动轴上安装有θ轴电机，旋转运动轴上安装有X轴电机，水平运动轴、旋转运动轴、垂直运动轴上分别设置有X轴反馈单元、θ轴反馈单元、Z轴反馈单元；本实用新型能够去除现有技术中联轴器、丝杆等多级传动，从而消除了现有技术多级传动带来的间隙和误差问题。

Description

一种直驱多轴调整平台

[技术领域]

本实用新型涉及多轴调整平台技术领域，具体地说是一种直驱多轴调整平台。

[背景技术]

目前，多轴调整平台多采用直线运动模组+旋转电机的结构，如附图1所示，主要由Z轴电机二、θ轴电机二、X轴电机二、X轴模组、Z轴模组、连接板一、连接板二等构成，该结构主要存在以下不足之处：(1)结构复杂，运动零件过多，容易造成累计误差，精度受到结构限制；(2)各个运动轴相互独立，整体体积无法做小；(3)各个轴一般由伺服电机+传动机构组成，为半反馈结构，调整平台的精度受到零件精度的限制。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种直驱多轴调整平台，能够去除现有技术中联轴器、丝杆等多级传动，从而消除了现有技术多级传动带来的间隙和误差问题，简化了结构，提高了传动精度。

为实现上述目的设计一种直驱多轴调整平台，包括垂直运动机构、安装在垂直运动机构上的旋转运动机构、安装在旋转运动机构上的水平运动机构，所述垂直运动机构包括Z轴电机1、垂直运动轴2和Z轴反馈单元3，所述旋转运动机构包括θ轴电机4、旋转运动轴5和θ轴反馈单元6，所述水平运动机构包括X轴电机7、水平运动轴8和X轴反馈单元9，所述Z轴电机1、X轴电机7均为直驱式直线电机，所述θ轴电机4为直驱弧形电机，所述Z轴电机1驱动垂直运动轴2做上下方向的垂直运动，所述垂直运动轴2上安装有θ轴电机4，所述θ轴电机4驱动旋转运动轴5做旋装运动，所述旋转运动轴5上安装有X轴电机7，所述X轴电机7驱动水平运动轴8做水平运动，所述水平运动轴8、旋转运动轴5、垂直运动轴2上分别设置有X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3。

进一步地，所述X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3分别电连接控制器，所述X轴反馈单元9用于测量工作台水平移动距离并反馈给控制器，所述Z轴反馈单元3用于测量工作台垂直移动距离并反馈给控制器，所述θ轴反馈单元6用于测量工作台旋转距离并反馈给控制器。

进一步地，所述X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3均设置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。

进一步地，所述垂直运动轴2设置为截面呈L形的板状，所述Z轴电机1安装在垂直运动轴2的竖直板的外侧，所述θ轴电机4安装在垂直运动轴2的竖直板的内侧，所述旋转运动轴5为内部设有中空的板状，所述X轴电机7安装在旋转运动轴5的上板上，所述水平运动轴8为平板状，所述垂直运动轴2、旋转运动轴5、水平运动轴8叠加后呈立方体状。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型通过采用直驱电机作为直接的动力源，去除了现有方案中联轴器、丝杆等多级传动，从而消除了多级传动带来的间隙和误差问题；

(2)本实用新型通过弧形电机作为旋转轴，简化了旋转轴的结构，减小了旋转轴的体积，提高了旋转轴的精度；

(3)本实用新型通过采用直驱电机+反馈这种全反馈方式，通过直驱电机为各个轴提供稳定的驱动力，并在每个轴均设置反馈单元，减小了机械结构带来的精度损失，值得推广应用。

[附图说明]

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的立体结构示意图；

图3是本实用新型的侧面结构示意图；

图中：1、Z轴电机 2、垂直运动轴 3、Z轴反馈单元 4、θ轴电机 5、旋转运动轴 6、θ轴反馈单元 7、X轴电机 8、水平运动轴 9、X轴反馈单元 10、Z轴电机二 11、θ轴电机二 12、X轴电机二 13、X轴模组 14、Z轴模组 15、连接板一 16、连接板二。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图2和附图3所示，本实用新型提供了一种直驱多轴调整平台，包括垂直运动机构、安装在垂直运动机构上的旋转运动机构、安装在旋转运动机构上的水平运动机构，垂直运动机构包括Z轴电机1、垂直运动轴2和Z轴反馈单元3，旋转运动机构包括θ轴电机4、旋转运动轴5和θ轴反馈单元6，水平运动机构包括X轴电机7、水平运动轴8和X轴反馈单元9，Z轴电机1、X轴电机7均为直驱式直线电机，θ轴电机4为直驱弧形电机，Z轴电机1驱动垂直运动轴2做上下方向的垂直运动，垂直运动轴2上安装有θ轴电机4，θ轴电机4驱动旋转运动轴5做旋装运动，旋转运动轴5上安装有X轴电机7，X轴电机7驱动水平运动轴8做水平运动，水平运动轴8、旋转运动轴5、垂直运动轴2上分别设置有X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3。

其中，X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3分别电连接控制器，X轴反馈单元9用于测量工作台水平移动距离并反馈给控制器，Z轴反馈单元3用于测量工作台垂直移动距离并反馈给控制器，θ轴反馈单元6用于测量工作台旋转距离并反馈给控制器，X轴反馈单元9、θ轴反馈单元6、Z轴反馈单元3均设置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。垂直运动轴2设置为截面呈L形的板状，Z轴电机1安装在垂直运动轴2的竖直板的外侧，θ轴电机4安装在垂直运动轴2的竖直板的内侧，旋转运动轴5为内部设有中空的板状，X轴电机7安装在旋转运动轴5的上板上，水平运动轴8为平板状，垂直运动轴2、旋转运动轴5、水平运动轴8叠加后呈立方体状。

本实用新型所述直驱多轴平台的形状为类似正方体，其叠加的XθZ三个轴分别为水平运动轴X、旋转运动轴θ、垂直运动轴Z。其中X轴、Z轴的电机为直驱电机中的直线电机，θ轴的电机为直驱弧形电机。其工作原理为：直驱运动平台的三个轴均为直驱电机(包括X、Z直线电机，θ直驱弧形电机)驱动，直驱电机为各个轴提供稳定的驱动力；且每个轴均设置反馈系统，各个反馈系统为相对应的轴提供精度。

本实用新型与现有技术方案相比，通过采用直驱电机作为直接的动力源，去除了现有方案里面联轴器、丝杆等多级传动，从而消除了多级传动带来的间隙和误差问题；通过弧形电机作为旋转轴，简化了旋转轴的结构，提高了旋转轴的精度，减小了旋转轴的体积；通过采用直驱电机+反馈这种全反馈方式，减小了机械结构带来的精度损失，提高了精度。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种直驱多轴调整平台，其特征在于：包括垂直运动机构、安装在垂直运动机构上的旋转运动机构、安装在旋转运动机构上的水平运动机构，所述垂直运动机构包括Z轴电机(1)、垂直运动轴(2)和Z轴反馈单元(3)，所述旋转运动机构包括θ轴电机(4)、旋转运动轴(5)和θ轴反馈单元(6)，所述水平运动机构包括X轴电机(7)、水平运动轴(8)和X轴反馈单元(9)，所述Z轴电机(1)、X轴电机(7)均为直驱式直线电机，所述θ轴电机(4)为直驱弧形电机，所述Z轴电机(1)驱动垂直运动轴(2)做上下方向的垂直运动，所述垂直运动轴(2)上安装有θ轴电机(4)，所述θ轴电机(4)驱动旋转运动轴(5)做旋装运动，所述旋转运动轴(5)上安装有X轴电机(7)，所述X轴电机(7)驱动水平运动轴(8)做水平运动，所述水平运动轴(8)、旋转运动轴(5)、垂直运动轴(2)上分别设置有X轴反馈单元(9)、θ轴反馈单元(6)、Z轴反馈单元(3)。

2.如权利要求1所述的直驱多轴调整平台，其特征在于：所述X轴反馈单元(9)、θ轴反馈单元(6)、Z轴反馈单元(3)分别电连接控制器，所述X轴反馈单元(9)用于测量工作台水平移动距离并反馈给控制器，所述Z轴反馈单元(3)用于测量工作台垂直移动距离并反馈给控制器，所述θ轴反馈单元(6)用于测量工作台旋转距离并反馈给控制器。

3.如权利要求2所述的直驱多轴调整平台，其特征在于：所述X轴反馈单元(9)、θ轴反馈单元(6)、Z轴反馈单元(3)均设置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。

4.如权利要求1、2或3所述的直驱多轴调整平台，其特征在于：所述垂直运动轴(2)设置为截面呈L形的板状，所述Z轴电机(1)安装在垂直运动轴(2)的竖直板的外侧，所述θ轴电机(4)安装在垂直运动轴(2)的竖直板的内侧，所述旋转运动轴(5)为内部设有中空的板状，所述X轴电机(7)安装在旋转运动轴(5)的上板上，所述水平运动轴(8)为平板状，所述垂直运动轴(2)、旋转运动轴(5)、水平运动轴(8)叠加后呈立方体状。

Images