[发明专利]三自由度装配平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间并联多自由度机构，特别是涉及能够方便一平移两转动的一种三自由度装配平台。

背景技术

随着人们对机构学和运动平台研究的不断深入，各种形式的并联平台已出现在人们的生活当中，并联机构具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、响应快等一系列优点，且在机器人、机床、特种车辆和仿真平台等领域有广泛应用前景。所述三自由度装配平台除了具有传统并联机构所具有的特点外，还能在平台底部运送零部件，可以完成特殊部件的集成装配功能。

发明内容

为了满足各类特殊部件在集成装配过程中的精确定位、底部运送零部件、可靠固定以及相关安全性、可靠性和可维护性等要求，本发明提供一种三自由度装配平台，该平台是集成装配的专用设备，能够为装配体提供稳定可靠的支撑，满足装配体内外零部件在其上的安装要求，并能为装配体调试提供俯仰、侧倾等功能。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三自由度装配平台，包括平台、虎克铰链、接近开关、减速机、伺服电机和数显角度仪。所述平台和固定臂、摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ的上端通过虎克铰链联接，伺服电机经减速机与固定臂、摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ、的底端联接，数显角度仪装在所述平台的中间部位，接近开关与固定臂、摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ、相连。伺服电机通过平键固定在减速机上，减速机经平键固定在固定臂、摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ、的底端，固定臂上的固定支座通过螺纹连接固定在基座上，摆动臂I、摆动臂Ⅱ与支座Ⅲ、支座I间是圆柱铰链连接，摆动臂Ⅲ与支座Ⅱ是虎克铰链连接，且支座I、支座Ⅱ、支座Ⅲ和固定臂上的固定支座均固定在基座上，与平台相连的虎克铰链的轴架和固定臂、摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ上的法兰I是由螺纹连接，该虎克铰链的铰座由螺纹连接固定在平台上，且与定位轴配合，定位轴与平台间为螺纹连接。

所述三自由度装配平台有四个支臂，四个支臂的结构相同，依次为固定臂、摆动臂I、摆动臂Ⅱ、摆动臂Ⅲ，四个支臂的顶端在同一个平面内，且其在平面内所处的位置正好在一个正方形的四个顶点，当所述装配平台处于初始位置，即平台与基座平行时，四个支臂的底端也在同一个平面内，其四个顶点的位置与顶端的四个顶点的位置分布相同。所述摆动臂I、摆动臂Ⅱ与支座Ⅲ、支座I间通过芯轴I连接形成圆柱副；所述摆动臂Ⅲ经顶丝和顶轴与定位芯轴相连，且定位芯轴与摆动环由螺纹连接固定，使得摆动臂Ⅲ与摆动环间形成转动副I，摆动环与支座Ⅱ间通过芯轴Ⅱ连接，使得摆动环与支座Ⅱ间形成转动副Ⅱ，所述转动副I与转动副Ⅱ共同形成U副。

所述的固定臂与导向套I、隔套、导向套Ⅱ间通过螺纹连接固定在一起，固定臂、摆动臂 I、Ⅱ、Ⅲ上均有油标，支杆与法兰I、轴架间是螺纹连接；导向套Ⅲ与滚珠丝杠固联，滚珠丝母与过渡套固联，过渡套与支杆固联，导向套Ⅲ与支杆间形成移动副；固定臂与法兰座螺纹连接，滚珠丝杠底部与减速机低速端由平键连接，减速机高速端与伺服电机由平键连接；滚珠丝杠低端依次与轴套、锁紧螺母连接，轴套上端与角接触球轴承连接，下端依次与推力调心滚子轴承、法兰Ⅲ相连，法兰Ⅲ与法兰座螺纹固联。摆动臂I、Ⅱ、Ⅲ与其它零部件的连接方式与固定臂相同。

所述的与平台相连的虎克铰链铰座和轴承套螺纹连接，轴承套与单列圆锥滚子轴承I外环过盈配合，单列圆锥滚子轴承I内环与铰轴配合，铰轴两端由轴向锁定螺帽I紧固；与平台相连的虎克铰链的轴架与轴固联，另一端与法兰Ⅳ螺纹连接，轴与单列圆锥滚子轴承Ⅱ内环配合，单列圆锥滚子轴承Ⅱ外环与铰轴配合，轴的末端由轴向锁定螺帽Ⅱ紧固。

本发明的有益效果是：该发明是集成装配的专用设备，能满足各类特殊部件在集成装配过程中的精确定位、俯仰后在平台底部运送零部件、可靠固定以及相关安全性、可靠性和可维护性等要求；本发明能够为装配体提供稳定可靠的支撑，满足装配体内外零部件在其上的安装要求，并能为装配体调试提供升降、俯仰、侧倾等功能，而且具有结构紧凑、外形美观和操作方便等优点。

附图说明

图1为三自由度装配平台的结构主视图；

图2为三自由度装配平台的结构后视图；

图3为平台的结构图(仰视图)；

图4为三自由度装配平台的结构图(拆平台和虎克铰、俯视图)；

图5为与平台相连虎克铰链内部结构之一；

图6为与平台相连虎克铰链内部结构之二；

图7为接近开关结构示意图；

图8为固定臂和摆动臂内部结构；

图9为固定臂和摆动臂底端内部结构局部放大图；

图10为摆动臂I和摆动臂II与支座III和支座I连接内部结构；