[發明專利]直驅圓弧運動平臺結構

無效

• 申請號: 201110383092.2
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102490165A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 王肇;韓成超;張國平;潘晨聰;潘祥生
• 申請（專利權）人: 蘇州普思自動化科技有限公司
• 主分類號: B25H1/00
• 分類號: B25H1/00
• 代理公司: 常熟市常新專利商標事務所 32113
• 代理人: 朱偉軍

技術領域

本發明屬于測量與自動化控制裝置技術領域，具體涉及一種直驅圓弧運動平臺結構，利用動子相對于圓弧形的定子作圓弧往復運動的直驅式電機帶動與動子連接的運動平臺作相應的運動，同時運動平臺自身相對于直驅式電機作橫向運動，使運動平臺實現圓弧運動以及與圓弧運動方向相垂直的橫向運動的復合運動。

背景技術

高速度高精度運動平臺廣泛應用于精密檢測和自動化行業，而圓弧運動平臺主要但并不限于為應用于某一圍繞某點具有固定的圓弧半徑運動的應用場合而設計的，例如，X射線源的射線強度需要一個面向射線源并且能夠做固定的半徑運動的運動平臺；又如，在光源強度檢測或在醫療儀器的光源自動定位場合，往往需要對某個點的不同角度進行照射，則同樣可以采用前述運動形式的直驅圓弧平臺進行自動定位；再如，對于激光焊接圓弧連接場合，將激光頭設置于運動平臺上，從而由運動平臺的前述高精度的勻速運動而可實現對圓弧壁焊縫的高精度焊接，等等。

并不限于上述例舉的場合所應用的運動平臺具有共同的特點，即能夠體現復合運動，更具體地講，需要精密圓弧運動與平動相結合。為了實現這種形式的運動，已有技術普遍使用小齒輪與大圓弧齒輪相嚙合、齒輪與直線齒條相嚙合、齒輪或直線電機加機械聯動解耦方式，以及通過二維笛卡爾坐標加一個旋轉運動平臺實現圓弧運動而達到目的。

前述的齒輪嚙合的欠缺在于運動精度難以保證，因為運動精度取決于齒輪的加工精度和裝配精度，然而齒輪在加工過程中公差客觀上無法避免，并且在裝配過程中間隙也同樣無法消除，加上齒輪容易磨損，維護不便；齒輪或直線電機加機械聯動解耦的方式同樣存在運動精度無法保障的欠缺，并且結構復雜，成本高而有失廉價；而二維笛卡爾坐標加旋轉運動平臺結構不僅成本高、體積龐大，而且對于實現圓弧運動控制的算法復雜。

本申請人進行了文獻檢索，在已公開的中國專利文獻中雖然披露有并不限于的以下專利申請和/或專利方案，例如CN85100989A（電子換向直線電機）、CN102064659A（圓柱式直線電機的制造方法及裝置）、CN1703996A（圓弧運動直線電機驅動窗簾機）、CN201136510Y（直線電機徑向轉向用徑向機構拉桿節點）和CN100521469C（直線電機），等等。然而，均未披露得以彌補前述欠缺的可借鑒的技術啟示。為此，本申請人作了積極而有益的設計，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發明內容

本發明的任務在于提供一種有助于提高動子相對于定子作圓弧運動精密程度、有利于確保運動平臺的橫向運動的可靠性、有益于體現整體結構簡練并且緊湊以及有便于使后期的控制算法簡便而藉以適應精密檢測、精密制造和自動化控制場合的使用要求的直驅圓弧運動平臺結構。

本發明的任務是這樣來完成的，一種直驅圓弧運動平臺結構，包括一基座，該基座的長度方向的頂部呈圓弧形；一定子機構，固定在所述基座上，并且與基座的長度方向的一側相對應；一圓弧運動平臺和一動子機構，圓弧運動平臺滑動地配設在所述基座上，而動子機構固定在圓弧運動平臺上并且與所述定子機構相配合；一光柵尺，設置在定子機構上；一光柵頭，該光柵頭固定在所述動子機構上，并且與所述光柵尺相配合。

在本發明的一個具體的實施例中，所述基座的上部并且朝向所述定子機構的一側敷設有一圓弧導軌，該圓弧導軌沿著基座的長度方向延伸，所述的圓弧運動平臺滑動地配設在圓弧導軌上，所述的動子機構以及與所述光柵尺相配合的所述光柵頭固定在圓弧運動平臺的底部。

在本發明的另一個具體的實施例中，所述的定子機構包括第一、第二定子底板、一組第一磁鐵和一組第二磁鐵，第一、第二定子底板彼此面對面固定在所述基座上并且均構成為圓弧形，第一、第二定子底板之間保持有間距，藉由該間距構成為動子滑動槽，一組第一磁鐵以間隔狀態沿著第一定子底板朝向第二定子底板的一側的長度方向設置，一組第二磁鐵同樣以間隔狀態沿著第二定子底板朝向第一定子底板的一側的長度方向設置，所述的光柵尺固定在光柵尺軌上，而光柵尺軌固定在所述第二定子底板背對所述第一定子底板的一側的上部，并且該光柵尺軌的形狀呈圓弧形，所述的基座與所述的第二定子底板之間構成有用于供與所述圓弧導軌滑動配合的圓弧運動平臺相配合的滑動槽，所述的動子機構與所述動子滑動槽相配合并且對應于所述第一、第二磁鐵之間，所述的光柵頭固定在光柵頭座上，光柵頭座固定在連接墊塊上，而連接墊塊固定在動子機構上。