[發(fā)明專利]一種六自由度運動平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210303418.0
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102862929A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉文冬;崔明寶;張蔚萍;王寶奇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京摩詰創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: B66F7/08
• 分類號: B66F7/08;B66F7/28
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多自由度運動平臺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種重載六自由度運動平臺。

背景技術(shù)

標準的六自由度運動平臺主要用于重載舉升，通過六個自由度的改變，從而將平臺上的設(shè)備或其它物品快速靈活地移動至合適的位置。

傳統(tǒng)重載六自由度平臺多采用液壓驅(qū)動，需要設(shè)備多，功耗大，且噪音、精度等問題也比較嚴重，于是行業(yè)內(nèi)有逐漸向電動發(fā)展的趨勢。

中國專利文獻CN201723926U公開了一種六自由度機電運動平臺，包括平臺上底板、平臺下底板、以及連接于平臺上底板和平臺下底板之間的六支電動缸組件的電動缸組件，電動缸組件的一端與上鉸支座組件連接后，通過上鉸支座連接座連接至平臺上底板，電動缸組件的另一端通過下鉸支座組件連接至平臺下底板，通過控制六支電動缸組件的行程來實現(xiàn)X、Y、Z三軸直線運動、沿著X、Y、Z三軸轉(zhuǎn)動，或直線運動與轉(zhuǎn)動的復合運動。其結(jié)構(gòu)緊湊，整體占有空間小，運動準確，然而電動缸出力普遍較小，若增大出力需要更換較大扭矩的驅(qū)動電機，同時需要增大同驅(qū)動扭矩相匹配的絲杠和絲杠副的結(jié)構(gòu)尺寸，通過更換驅(qū)動電機、絲杠和絲杠副所花費的成本則非常高。

上述專利文獻中所用到的鉸支座采用等徑主轉(zhuǎn)軸，根據(jù)對等徑主轉(zhuǎn)軸受力情況的分析，可以看出，鉸支座在工作時其各部位受力差別較大，在主轉(zhuǎn)軸的承受載荷點具有較大的作用力，這也是引起主轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生彎曲變形的主要作用力，在靠近主轉(zhuǎn)軸兩端則受力較小，在增大承重載荷時，若采用等徑增加整個主轉(zhuǎn)軸直徑的方式，可在一定程度上增強主轉(zhuǎn)軸的支撐強度；同時，這種等徑增加主轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)方式，無形中將大幅增加了整個主轉(zhuǎn)軸的重量及主轉(zhuǎn)軸端與滑動軸承之間的接觸面積。由于主轉(zhuǎn)軸與其兩端的軸承座之間采用滑動配合，再加上運動平臺上的物體可產(chǎn)生十多噸的支撐重量，若要操縱主轉(zhuǎn)軸使其旋轉(zhuǎn)以改變支撐角度，需要克服在主轉(zhuǎn)軸端上所產(chǎn)生的較大的作用力，這樣勢必消耗較大的動力。

同時，上述的軸支座重載荷軸承采用傳統(tǒng)的潤滑油膜，運行時間長時易于失效，且會造成軸與滑動軸承之間的磨損，進而影響軸端的支撐能力，導致承載能力降低，影響軸與滑動軸承的使用壽命。

目前現(xiàn)有的氣缸還存在一種電液缸，比如中國專利文獻CN2570509Y公開了一種整體式電液推桿，包括電機、油缸、活塞、活塞桿、導向套、集成塊閥、油泵、泵機座、聯(lián)軸器，吸油閥設(shè)在油泵上，且與油泵連通，集成塊與油泵、油缸的進油口采用板式直接連接，且由密封圈密封。電液推桿是一種機、電、液一體化的柔性傳動機構(gòu)，其實際是一種液壓推桿，電動機通過正反轉(zhuǎn)驅(qū)動雙向油泵正反輸出壓力油，經(jīng)集成塊閥送至油缸，實現(xiàn)活塞桿的往復運動。如果將此電液推桿用于六自由度運動平臺上，雖在一定程度上可以提高定位精度，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置復雜，支撐方式單一，且制作成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低，且通過雙動力支撐方式為活塞桿提供輔助動力支撐的六自由度運動平臺。

所述技術(shù)方案如下：

一種六自由度運動平臺，包括上平臺、下平臺和六根電動推桿，所述電動推桿分布于所述上平臺與下平臺之間，且其兩端分別通過一鉸支座與所述上平臺和下平臺一一對應(yīng)鉸接，所述電動推桿，包括：缸筒；

承載裝置，設(shè)置于所述缸筒內(nèi)；及

電力驅(qū)動裝置，設(shè)置于所述缸筒的一端，且二者固定連接，用于驅(qū)動所述承載裝置沿所述缸筒的軸線上下移動；

所述缸筒內(nèi)還設(shè)置一密閉腔室，所述密閉腔室由所述承載裝置、電力驅(qū)動裝置及缸筒圍接而成，所述缸筒上成型有與氣壓/液壓動力源相連接的進氣/液孔，所述進氣/液孔與所述密閉腔室相連通，所述承載裝置和電力驅(qū)動裝置分別與所述缸筒氣密/液密連接。

所述承載裝置包括：

活塞桿，設(shè)置于所述缸筒內(nèi)，其為中空結(jié)構(gòu)，其一端伸出所述缸筒端部，并形成閉合端；

絲杠副，固定與所述活塞桿的下端；

導向套，與所述絲杠副固定連接，其外圓面上設(shè)有氣封/液封，且與所述缸筒內(nèi)壁氣密/液密連接。

所述電力驅(qū)動裝置包括：

驅(qū)動電機、絲杠和支撐座，所述支撐座的一端與所述驅(qū)動電機固定連接，其另一端與所述缸筒的一端氣密/液密連接，所述絲杠的一端與所述驅(qū)動電機連接，且與所述支撐座形成旋轉(zhuǎn)密封，所述絲杠的另一端貫穿所述絲杠副并伸至所述活塞桿的空腔內(nèi)，所述絲杠與所述絲杠副形成傳動支撐；所述密閉腔室由所述支撐座、絲杠副、導向套及缸筒圍接而成。

所述絲杠為滾珠絲杠，所述絲杠副為滾珠絲杠副。