CN216138483U - 一种三自由度工作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三自由度工作平台，包括安装框架、设在安装框架的顶板和底板之间的升降机构、设在升降机构上的横移机构以及设在横移机构上的可翻转工作台。本实用新型能实现工作台在竖直方向上的升降运动，水平方向上的横向运动以及在空间内做定轴翻转运动，通过三个方向的运动满足不同的作业要求，具有可拆卸、运动稳定可靠、自动化程度高、成本低的特点。

Description

一种三自由度工作平台

技术领域

本实用新型属于升降工作平台技术领域，涉及一种三自由度工作平台。

背景技术

随着技术的发展，根据工作需要，先后设计开发了多种三自由度运动平台，如有两转动一平动三自由度运动平台、平面驱动的可俯仰三自由度运动平台、正交分支冗余驱动重载平面三自由度运动平台等，但这些平台均不能同时满足工作台的升降、平移和翻转功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的在于提供一种三自由度工作平台，能够实现在竖直方向升降运动，水平方向移动以及在空间360度翻转功能，结构简单、操作方便，并且具有可拆卸的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种三自由度工作平台，包括安装框架、设在安装框架的顶板和底板之间的升降机构、设在升降机构上的横移机构以及设在横移机构上的可翻转工作台；

所述安装框架包括所述顶板和底板，还包括垂直连在顶板和底板之间的四个支柱；

所述升降机构包括垂直安装在顶板和底板之间的第一电机丝杠组件、与第一电机丝杠组件垂直连接以能上下移动的升降平台以及设在升降平台四角位置并能沿四个支柱上下移动的升降滚轮组件；

所述横移机构包括安装在升降平台上且相互平行的两个直线导轨、设在两个直线导轨间且与升降平台相平行的横移平台以及与横移平台相连的第二电机丝杠组件且第二电机丝杠组件能驱动横移平台沿直线导轨横移；

所述可翻转工作台安装在横移平台上方并能翻转。

本实用新型还包括以下技术特征：

具体的，所述顶板位于底板正上方，且二者为相互平行的矩形板，四个支柱与顶板和底板围成长方体框架结构。

具体的，在底板的四角位置设有移动脚轮，用于整个工作平台的移动。

具体的，所述第一电机丝杠组件包括依次相连的第一电机、第一联轴器、第一丝杠、第一轴承和第一固定座，并在第一丝杠上安装有第一螺母；第一丝杠与顶板、底板和升降平台均垂直；所述第一电机安装在顶板上，第一固定座安装在底板上，第一螺母与升降平台固定且第一丝杠穿过第一螺母和升降平台，第一螺母与第一丝杠螺纹配合连接以通过第一丝杠旋转带动第一螺母及其所连升降平台上下移动。

具体的，所述支柱为槽钢，所述升降滚轮组件包括固定在升降平台上的滚轮连接件以及通过转轴设在滚轮连接件上的滚轮；滚轮能沿支柱的凹槽上下滚动。

具体的，所述第二电机丝杠组件包括依次相连的第二电机、第二联轴器和第二丝杠，并在第二丝杠上安装有第二螺母；第二丝杠与横移平台和两个直线导轨均平行；所述第二电机安装在升降平台上，第二螺母与横移平台固定且第二丝杠穿过第二螺母和横移平台，第二螺母与第二丝杠螺纹配合连接以通过第二丝杠旋转带动第二螺母及其所连横移平台横向移动。

具体的，所述直线导轨与升降平台之间通过连接件I固定连接；直线导轨与横移平台之间通过连接件II连接，以使横移平台能沿直线导轨横移。

具体的，所述横移平台上设有两个相互平行相对的竖板，所述可翻转工作台通过翻转转轴安装在两个竖板之间，且翻转转轴端部安装有减速电机联轴器组件。

具体的，所述翻转转轴垂直于两个竖板并平行穿过可翻转工作台。

具体的，所述横移平台位于升降平台上方，可翻转工作台位于横移平台上方；升降平台和横移平台均为中心镂空的矩形框结构，可翻转工作台的长度小于升降平台和横移平台的中心矩形口的长度，可翻转工作台的宽度小于升降平台和横移平台的中心矩形口的宽度，以实现可翻转工作台的360°翻转。

本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型是一种能够实现在竖直方向升降运动，水平方向移动以及在空间360度翻转功能的三自由度工作平台，具有可拆卸、运动稳定可靠、自动化程度高、成本低的特点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的安装框架示意图。

图3是本实用新型的升降机构示意图。

图4是实用新型的横移机构示意图。

图5是本实用新型的可翻转工作台安装示意图。

图中各个标号的含义为：

1.安装框架，2.升降机构，3.横移机构，4.可翻转工作台；

101.顶板，102.底板，103.支柱，104.移动脚轮；

201.升降平台，202.第一电机，203.第一联轴器，204.第一丝杠，205.第一轴承，206.第一固定座，207.第一螺母，208.滚轮连接件，209.滚轮；

301.直线导轨，302.横移平台，303.第二电机，304.第二丝杠，305.第二螺母；

401.竖板，402.翻转转轴，403.减速电机联轴器组件。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1至5所示，本实施例给出一种三自由度工作平台，包括安装框架1、设在安装框架1的顶板101和底板102之间的升降机构2、设在升降机构2上的横移机构3以及设在横移机构3上的可翻转工作台4。

安装框架1包括顶板101和底板102，还包括垂直连在顶板101和底板102之间的四个支柱103。

升降机构2包括垂直安装在顶板101和底板102之间的第一电机丝杠组件、与第一电机丝杠组件垂直连接以能上下移动的升降平台201以及设在升降平台201四角位置并能沿四个支柱103上下移动的升降滚轮组件。

横移机构3包括安装在升降平台201上且相互平行的两个直线导轨301、设在两个直线导轨301间且与升降平台201相平行的横移平台302以及与横移平台302相连的第二电机丝杠组件且第二电机丝杠组件能驱动横移平台302沿直线导轨301横移。

可翻转工作台4安装在横移平台302上方并能翻转。

具体的，顶板101位于底板102正上方，且二者为相互平行的矩形板，四个支柱103与顶板101和底板102围成长方体框架结构；本实施例中，四个支柱103与顶板101和底板102之间均为焊接。

在底板102的四角位置设有移动脚轮104，用于整个工作平台的移动。

第一电机丝杠组件包括依次相连的第一电机202、第一联轴器203、第一丝杠204、第一轴承205和第一固定座206，并在第一丝杠204上安装有第一螺母207；第一丝杠204与顶板101、底板102和升降平台201均垂直；第一电机202安装在顶板101上，第一固定座206安装在底板102上，第一螺母207与升降平台201固定且第一丝杠204穿过第一螺母207和升降平台201，第一螺母207与第一丝杠204螺纹配合连接以通过第一丝杠204旋转带动第一螺母207及其所连升降平台201上下移动。更具体的，第一固定座通过螺钉固定在底板上，第一固定座和第一丝杠之间安装的第一轴承用以配合第一丝杠的旋转。

本实施例中，支柱103为槽钢，升降滚轮组件包括固定在升降平台201上的滚轮连接件208以及通过转轴设在滚轮连接件208上的滚轮209；滚轮209能沿支柱103的凹槽上下滚动。更具体的，滚轮连接件208上设有与升降平台连接的螺纹孔，通过螺钉和升降平台固定连接。

第二电机丝杠组件包括依次相连的第二电机303、第二联轴器和第二丝杠304，并在第二丝杠304上安装有第二螺母305；第二丝杠304与横移平台302和两个直线导轨301均平行；第二电机303安装在升降平台201上，具体的，本实施例中，第二电机303通过法兰连接在升降平台201上；第二螺母305与横移平台302固定且第二丝杠304穿过第二螺母305和横移平台302，第二螺母305与第二丝杠304螺纹配合连接以通过第二丝杠304旋转带动第二螺母305及其所连横移平台302横向移动；本实施例中，第二丝杠304末端通过轴承和固定座安装在升降平台201，用以配合第二丝杠304的转动。

直线导轨301与升降平台201之间通过连接件I固定连接；直线导轨301与横移平台302之间通过连接件II连接，以使横移平台302能沿直线导轨301横移。

横移平台302上设有两个相互平行相对的竖板401，可翻转工作台4通过翻转转轴402安装在两个竖板401之间，且翻转转轴402端部安装有减速电机联轴器组件403。

翻转转轴402垂直于两个竖板401并平行穿过可翻转工作台4。

横移平台302位于升降平台201上方，可翻转工作台4位于横移平台302上方；升降平台201和横移平台302均为中心镂空的矩形框结构，可翻转工作台4的长度小于升降平台201和横移平台302的中心矩形口的长度，可翻转工作台4的宽度小于升降平台201和横移平台302的中心矩形口的宽度，以实现可翻转工作台4的360°翻转。

在工作过程中，各机构之间可独立工作，亦可同时工作，均为独立电机驱动；安装框架用于支撑整个装置，并对其他机构进行固定、导向作用。接通电源后，在升降系统中电机的带动下，升降平台能够沿着支柱纵向轨道上下运动，实现平台的升降功能。同样，在横移机构中电机的带动下，横移平台能够沿着直线导轨在升降平台上横向移动，实现工作装置的轴向运动功能。在减速电机联轴器组件的翻转电机的带动下，可翻转工作台沿着翻转转轴实现360°翻转。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种三自由度工作平台，其特征在于，包括安装框架(1)、设在安装框架(1)的顶板(101)和底板(102)之间的升降机构(2)、设在升降机构(2)上的横移机构(3)以及设在横移机构(3)上的可翻转工作台(4)；

所述安装框架(1)包括所述顶板(101)和底板(102)，还包括垂直连在顶板(101)和底板(102)之间的四个支柱(103)；

所述升降机构(2)包括垂直安装在顶板(101)和底板(102)之间的第一电机丝杠组件、与第一电机丝杠组件垂直连接以能上下移动的升降平台(201)以及设在升降平台(201)四角位置并能沿四个支柱(103)上下移动的升降滚轮组件；

所述横移机构(3)包括安装在升降平台(201)上且相互平行的两个直线导轨(301)、设在两个直线导轨(301)间且与升降平台(201)相平行的横移平台(302)以及与横移平台(302)相连的第二电机丝杠组件且第二电机丝杠组件能驱动横移平台(302)沿直线导轨(301)横移；

所述可翻转工作台(4)安装在横移平台(302)上方并能翻转。

2.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述顶板(101)位于底板(102)正上方，且二者为相互平行的矩形板，四个支柱(103)与顶板(101)和底板(102)围成长方体框架结构。

3.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，在底板(102)的四角位置设有移动脚轮(104)，用于整个工作平台的移动。

4.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述第一电机丝杠组件包括依次相连的第一电机(202)、第一联轴器(203)、第一丝杠(204)、第一轴承(205)和第一固定座(206)，并在第一丝杠(204)上安装有第一螺母(207)；第一丝杠(204)与顶板(101)、底板(102)和升降平台(201)均垂直；所述第一电机(202)安装在顶板(101)上，第一固定座(206)安装在底板(102)上，第一螺母(207)与升降平台(201)固定且第一丝杠(204)穿过第一螺母(207)和升降平台(201)，第一螺母(207)与第一丝杠(204)螺纹配合连接以通过第一丝杠(204)旋转带动第一螺母(207)及其所连升降平台(201)上下移动。

5.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述支柱(103)为槽钢，所述升降滚轮组件包括固定在升降平台(201)上的滚轮连接件(208)以及通过转轴设在滚轮连接件(208)上的滚轮(209)；滚轮(209)能沿支柱(103)的凹槽上下滚动。

6.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述第二电机丝杠组件包括依次相连的第二电机(303)、第二联轴器和第二丝杠(304)，并在第二丝杠(304)上安装有第二螺母(305)；第二丝杠(304)与横移平台(302)和两个直线导轨(301)均平行；所述第二电机(303)安装在升降平台(201)上，第二螺母(305)与横移平台(302)固定且第二丝杠(304)穿过第二螺母(305)和横移平台(302)，第二螺母(305)与第二丝杠(304)螺纹配合连接以通过第二丝杠(304)旋转带动第二螺母(305)及其所连横移平台(302)横向移动。

7.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述直线导轨(301)与升降平台(201)之间通过连接件I固定连接；直线导轨(301)与横移平台(302)之间通过连接件II连接，以使横移平台(302)能沿直线导轨(301)横移。

8.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述横移平台(302)上设有两个相互平行相对的竖板(401)，所述可翻转工作台(4)通过翻转转轴(402)安装在两个竖板(401)之间，且翻转转轴(402)端部安装有减速电机联轴器组件(403)。

9.如权利要求8所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述翻转转轴(402)垂直于两个竖板(401)并平行穿过可翻转工作台(4)。

10.如权利要求1所述的三自由度工作平台，其特征在于，所述横移平台(302)位于升降平台(201)上方，可翻转工作台(4)位于横移平台(302)上方；升降平台(201)和横移平台(302)均为中心镂空的矩形框结构，可翻转工作台(4)的长度小于升降平台(201)和横移平台(302)的中心矩形口的长度，可翻转工作台(4)的宽度小于升降平台(201)和横移平台(302)的中心矩形口的宽度，以实现可翻转工作台(4)的360°翻转。

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