[實用新型]一種快速平面運動平臺

有效

• 申請號: 201120247718.2
• 申請日: 2011-07-14
• 公開（公告）號: CN202134135U
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 劉光宇;薛安克;鄒宏波;王建中;賴曉平
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00;G09B23/10;G09B25/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于運動式調節平臺技術領域，具體涉及一種快速平面運動平臺。

背景技術

能夠在平面內做自由運動的可控制平臺具有廣泛用途。模仿導彈直立發射控制底座的平面倒立擺平臺，通過在平面內做自由的可控運動，能達到豎立并平衡倒立擺的目的。數控式顯微鏡的載物臺，通過在平面內做自由可控運動，能找到被檢查樣本的合適位置。工廠廠房內天車，通過在平面內做可控自由運動，能將吊起的物品放到合適位置。模仿地震中最具破壞力的平面波的地震模擬裝置，需要載物平臺在平面內做快速可控運動，從而達到模擬地震波破壞效果的目的。?

其中，平面倒立擺、小型平面地震波模擬儀器等科學儀器是控制科學、空間技術、以及建筑和橋梁設計等重要科技領域教學與科研的常用設備。這些科學儀器對平面運動平臺要求很高，必須滿足高速動作能力、高定位精度、很強的可控性等多方面的要求。然而，目前這類儀器的設計缺陷較多，市場上沒有滿意的、具備高性價比的產品。

中國深圳市某高科技公司是世界上生產商品化四自由度平面倒立擺儀器的唯一廠家。該公司生產的平面倒立擺采用十字交叉重疊式雙導軌設計，上面的導軌的中心允許在下導軌上滑行，倒立擺底座允許在上導軌上滑行，從而實現倒立擺底座的平面運動。從機械設計角度上講，十字交叉重疊式雙導軌在倒立擺底座運行到一端時形成懸臂梁結構，極容易造成上導軌對下導軌的偏載，導致上導軌和倒立擺底座上下浮動、晃動、導軌應力集中等不可避免的運動障礙。同時，傳動機構用了大塊的鋼制齒輪、齒條機構，慣性很大，時滯也很大，驅動力也大。要克服這些困難，必須盡可能地縮小導軌和滑塊的間隙、增加材質的硬度和制造精度，減少機構重量，也增加了產品的造價。此外，負責提供驅動力的電機、導線等也分別安裝在可動導軌上和倒立擺底座上，并隨它們聯動，增加了系統的負荷與偏載程度。平臺的上下浮動、晃動使得反饋的信號，如：角度和位置，和實際量有偏差。因此，設備的整體布置和設計非常不合理，需要較大的改進和提高。

目前，小型地震波模擬儀器通常只能模擬一維正弦運動波，能夠模擬平面波的地震波模擬儀器通常是貴重的大型設備。所以，還缺乏一種能模擬復雜平面波、具備教學和實驗功能的小型地震模擬儀。

從用戶的角度考慮，他們不但需要高性能的平面運動平臺，也需要容易在科研與教學實驗室實現的價格低廉的平面運動平臺。顯然，市場上并不存在符合這些單位和個人需求的高性價比平面運動調節平臺。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種造價低、結構簡單、具備高速動作能力、傳動效率高、可控性強、定位精度高的高性價比平面運動可控平臺，并將其應用于地震模擬儀和四自由度空間擺機構中。

本實用新型解決技術問題所采取的技術方案：

一種快速平面運動平臺，包括下基板、下導軌、下被動滾動齒輪、下主動滾動齒輪、下伺服驅動電機、上基板、上導軌、上主動滾動齒輪、上被動滾動齒輪、上伺服驅動電機和載物平臺。

快速平面運動平臺共有兩層，下層平臺包括第一下基板、第二下基板、兩根下導軌、一個下主動滾動齒輪、第一下被動滾動齒輪、第二下被動滾動齒輪和第三下被動滾動齒輪；扁平狀的下基板呈凹型，兩塊下基板正對設置，第一下基板的一側邊通過一根下導軌與第二下基板的對應側邊連接，第一下基板的另一側邊通過另一根下導軌與第二下基板的對應側邊連接；下主動滾動齒輪安裝在第一下基板的角部，第一下基板的另一個角部安裝有第二下被動滾動齒輪，第一下被動滾動齒輪和第三下被動滾動齒輪分別安裝在第二下基板的兩個角部，其中第一下被動滾動齒輪與主動滾動齒輪位置相對；柔性螺紋狀傳動線依次繞過下主動滾動齒輪、第一下被動滾動齒輪、第二下被動滾動齒輪和第三下被動滾動齒輪后回到下主動滾動齒輪，下主動滾動齒輪通過柔性螺紋狀傳動線帶動第一下被動滾動齒輪、第二下被動滾動齒輪和第三下被動滾動齒輪轉動，所述的下主動滾動齒輪由帶有編碼器的下伺服驅動電機驅動。