[發(fā)明專利]三自由度機(jī)床

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110053775.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112658706A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晨輝;張秀立
• 申請（專利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類號: B23Q1/25
• 分類號: B23Q1/25;B23Q5/36;B23Q5/40
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 明淑娟

1.一種三自由度機(jī)床，包括床身、α軸環(huán)形模組、β軸環(huán)形模組、r軸徑向模組、主軸單元、加工刀具、工作臺，其特征在于：

所述的α軸環(huán)形模組設(shè)有外環(huán)形導(dǎo)軌、內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌及受驅(qū)動(dòng)沿外環(huán)形導(dǎo)軌、內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌做圓周運(yùn)動(dòng)的扇形平臺；β軸環(huán)形模組與扇形平臺固定連接，α軸環(huán)形模組通過扇形平臺驅(qū)動(dòng)β軸環(huán)形模組做圓周運(yùn)動(dòng)；

所述的β軸環(huán)形模組設(shè)有半圓環(huán)形導(dǎo)軌、外半圓環(huán)形導(dǎo)軌及受驅(qū)動(dòng)沿半圓環(huán)形導(dǎo)軌、外半圓環(huán)形導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的扇形平臺，r軸徑向模組與扇形平臺連接，β軸環(huán)形模組通過扇形平臺驅(qū)動(dòng)r軸徑向模組做半圓周運(yùn)動(dòng)；

所述的r軸徑向模組設(shè)有主軸箱體，主軸箱體通過直線導(dǎo)軌、滑塊與扇形平臺連接；主軸箱體設(shè)有絲杠、伺服電機(jī)，主軸箱體在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下做直線運(yùn)動(dòng)；主軸箱體的底端設(shè)有加工刀具；

所述的床身上與α軸環(huán)形模組的軸心處安裝有圓盤式工作臺，被加工工件固定在該工作臺上；α軸環(huán)形模組的運(yùn)動(dòng)軸線與β軸環(huán)形模組運(yùn)動(dòng)軸線正交，且兩軸的交點(diǎn)位于r軸徑向模組驅(qū)動(dòng)的刀具回轉(zhuǎn)軸線上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度機(jī)床，其特征在于：所述的床身上面固定安裝有α軸環(huán)形模組，α軸環(huán)形模組的環(huán)形底座固接于床身上面，在環(huán)形底座內(nèi)以同軸等高方式安裝有外環(huán)形導(dǎo)軌及內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌，同時(shí)一齒圈與內(nèi)外環(huán)形導(dǎo)軌以同軸方式安裝在環(huán)形底座上，外環(huán)形導(dǎo)軌及內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌上均設(shè)有滑塊，扇形平臺通過滑塊分別與外環(huán)形導(dǎo)軌及內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，扇形平臺設(shè)置2個(gè)，2個(gè)扇形平臺相對外環(huán)形導(dǎo)軌及內(nèi)環(huán)形導(dǎo)軌軸線呈對稱分布，2個(gè)扇形平臺上表面分別安裝有直角輸出型減速器，直角輸出型減速器輸出軸分別固接傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪內(nèi)嚙合于齒圈；直角輸出型減速器輸入軸固接有精密伺服電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度機(jī)床，其特征在于：所述β軸環(huán)形模組設(shè)有2個(gè)半圓環(huán)形底座，半圓環(huán)形底座的2個(gè)端面分別連接固定在α軸環(huán)形模組的2個(gè)扇形平臺上；2個(gè)半圓環(huán)形底座內(nèi)側(cè)相對，每個(gè)半圓環(huán)形底座內(nèi)側(cè)分別以同軸等高方式安裝有內(nèi)半圓環(huán)形導(dǎo)軌、外半圓環(huán)形導(dǎo)軌，外半圓環(huán)形導(dǎo)軌設(shè)有齒圈，并分別與兩個(gè)半圓環(huán)形底座上的內(nèi)外環(huán)形導(dǎo)軌同軸，內(nèi)半圓環(huán)形導(dǎo)軌、外半圓環(huán)形導(dǎo)軌設(shè)有滑塊，扇形平臺分別通過滑塊與內(nèi)半圓環(huán)形導(dǎo)軌、外半圓環(huán)形導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，扇形平臺設(shè)置2個(gè)，2個(gè)扇形平臺中間固定安裝有直角雙輸出型減速器，直角雙輸出型減速器的2個(gè)輸出軸上分別固接有傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪分別嚙合于齒圈；直角雙輸出型減速器的輸入軸固接有精密伺服電機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度機(jī)床，其特征在于：所述r軸徑向模組通過箱式底座固接于β軸環(huán)形模組的兩個(gè)扇形平臺上，在箱式底座內(nèi)側(cè)固定安裝有4個(gè)滑塊，2個(gè)直線導(dǎo)軌，4個(gè)滑塊每2個(gè)滑塊分別與一個(gè)直線導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，2個(gè)直線導(dǎo)軌相互平行設(shè)置，主軸箱體置于箱式底座內(nèi)，主軸箱體與直線導(dǎo)軌固定連接，主軸箱體底面上設(shè)有滑槽，滑槽處設(shè)有螺母支撐座，絲杠螺母副4-4的螺母與螺母支撐座固定連接，絲杠一端由支撐法蘭支撐，絲杠的另一端由絲杠鉸支座支撐，由支撐法蘭支撐的絲杠的端頭通過聯(lián)軸器與精密伺服電機(jī)的軸固定連接，伺服電機(jī)通過支撐法蘭與主軸箱體剛性連接，在主軸箱體的另一端固定安裝有主軸安裝底板，主軸單元固定安裝在主軸安裝底板上；主軸安裝底板底面設(shè)有夾頭，夾頭安裝固定加工刀具。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三自由度機(jī)床，其特征在于：所述2個(gè)半圓環(huán)形底座通過兩個(gè)U型底板固接于α軸環(huán)形模組的2個(gè)扇形平臺上。