[發明專利]一種實現大行程六自由度細微操作平臺

無效

• 申請號: 201410184316.0
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN104002295A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 田英干;廖洋;亓秀芹
• 申請（專利權）人: 蘇州固德聚峰激光科技有限公司
• 主分類號: B25J5/04
• 分類號: B25J5/04;B23K26/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種實現大行程六自由度細微操作平臺。

背景技術

細微操作技術是精密儀器和精密機械達到高精度的關鍵技術之一，目前已被廣泛應用在微外科手術、微細加工、光纖對接、微機電系統裝配等多學科領域。細微操作平臺用來承載細微操作時的操作對象，以便細微操作末端執行器在其上對操作對象進行特定的操作以完成指定任務。

現有的細微操作都基于開環控制，國內外也有一些學者設計了多種柔性并聯機器人來執行微米甚至納米級的多自由度移動和轉動，并有多項相關專利技術，例如：一種三支鏈六自由度并聯柔性鉸鏈微動機構(中國專利：CN200610151113.7)，六自由度宏/微雙重驅動納米級定位大行程柔性并聯機器人(中國專利：CN200410013627.7)，六自由度大行程、高精度柔性并聯機器人(中國專利：CN200410013628.1)，但這些現有技術存在的主要問題是沒有力/力矩相關信息的反饋，并且受顯微設備精度所限，因此很難保證微細操作的精準性和可靠性要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種實現大行程六自由度細微操作平臺，可以實現各個方向的物體三維結構的加工，增大了加工過程當中的靈活性和機動性。樣品的位置是通過XYZ直角坐標式機器人實現，其優點是行程大，精度和剛度高。

本發明的技術解決方案如下：

一種實現大行程六自由度細微操作平臺，其特征在于包括實現XYZ三維移動的電動平移導軌和控制樣品末端姿態的三個轉動電機。

所述XYZ電動平移導軌包括由安裝在支撐系統上的兩根導軌作為系統的x軸(1，2)，以水平放置其上的導軌作為系統y軸(3)，以豎直的電機導軌作為系統z軸(4)。通過導軌中存在的電機帶動，實現整個樣品的空間移動，從而實現樣品空間位置確定。

所述三個轉動電機用于樣品末端姿態樣的控制，關節(5)可以實現關節(6)、關節(7)和樣品(8)的整體轉動，關節(6)可以實現電機(7)和樣品(8)的轉動，關節(7)可以控制樣品的轉動(8)，通過三個電機的運轉，可以實現樣品向各個方向轉動，從而實現樣品在空間加工方向的轉化，實現樣品姿態的變換。

所述XYZ電動平移導軌采用絲杠驅動的方式，主要功能是將螺旋轉動轉化為直線運動。所述的絲杠具有自鎖功能，當絲杠的停止運動時，運動構件不會因為慣性力或者重力等因素而繼續運動。因為絲杠的這一特性，z軸不會因為重力作用而產生下垂的現象。

所述的控制系統采用分層的結構進行控制，由控制計算機、PLC電氣控制系統、運動伺服控制系統、手持操作盒控制系統、電源系統等組成。

與以往的技術相比較，本發明的優點在于：該六自由度位移動平臺很好地解決了現役傳統平臺機構姿態無法調整，無法自動定位等問題，并能夠實現大型非常規曲面零件在強化工序中姿態、位移的調整，使得零件全部待加工位置得到最理想的加工效果。本專利描述的大行程六自由度位姿調整平臺各運動鏈的解耦性好，且因為主動件與靜平臺固定，使得轉動慣量小，保證各運動鏈運動時沒有積累誤差，具有結構緊湊、承載能力大、動態響應迅速、定位精度高、易于控制、成本低廉等優點。

附圖說明

圖1是本發明六自由度的大行程移動平臺的示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

根據本發明的一個方面，提供一種6自由度激光加工系統，包括6個自由度移動平臺、激光器、激光加工頭以及相應的PC計算工作站、PLC主控系統、輔助裝置等，具有能夠進行復雜面形的加工能力。