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一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺
一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺
【申請公布號：CN108284435A；申請權利人： 燕山大學; 發(fā)明設計人： 姚建濤; 陳新博; 李海利; 曹開彬; 陳俊濤; 許允斗; 趙永生; 】
摘要：
一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。本發(fā)明可以實現(xiàn)動平臺的360°回轉，高度較低，設計有平臺支撐模塊，承載力較大。
主權項：
1.一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，其特征在于：平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。
要求：
1.一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，其特征在于：平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料，滑塊B的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直，在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上，在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A和同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接，壓緊輪A安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A以及壓緊輪A組成，兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合，同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊固定連接下支架B，上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B和同步帶輪C，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接，壓緊輪B安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中，同步帶驅動裝置B主要由電機B、同步帶輪C、同步帶輪D、同步帶B以及壓緊輪B組成，兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合，同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：動平臺為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式，所述的下支撐座采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口，在下支撐座的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，設計為H形鋼板焊接結構，機架的中間部分為導軌A提供支承，左右部分為導軌C提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A和導軌C的安裝螺紋孔和減重孔。
一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺
技術領域 本發(fā)明屬于并聯(lián)機構領域，特別涉及三自由度并聯(lián)平臺。
背景技術 1931年，Gwinnett開發(fā)了基于球面的并聯(lián)機構平臺。1965年，著名學者Stewart在其論文中首次詳細闡述了6-DOF平臺的機構分析，并將其應用于飛行模擬中。在國內(nèi)，燕山大學的黃真教授在1961年研制出我國第一臺六自由度并聯(lián)機器人樣機。隨后的幾十年里，隨著技術及理論的發(fā)展，并聯(lián)平臺的性能不斷改善。并聯(lián)平臺技術在軍工領域、航天艦船領域、民用領域發(fā)揮著越來越重要的作用。
并聯(lián)機構按輸入形式分類可分為:線性驅動輸入并聯(lián)機器人和旋轉驅動輸入并聯(lián)機器人。目前研究較多的是線性驅動輸入的并聯(lián)機器人，這種類型的機器人位置逆解非常簡單，且具有唯一性。旋轉驅動輸入型并聯(lián)機器人與線性驅動輸入并聯(lián)機器人相比，具有結構更緊湊、慣量更小、承載能力相對更強等優(yōu)點，但它的旋轉輸入運動形式?jīng)Q定了位置逆解的多解性和復雜性。
在并聯(lián)平臺的結構設計上，目前在并聯(lián)平臺上應用廣泛的是選用多條獨立運動支鏈，多條運動支鏈獨立驅動共同實現(xiàn)動平臺的自由度要求。例如對于平面3自由度并聯(lián)機構，使用3-RRR機構、3-RPR機構，來實現(xiàn)2個移動和1個轉動的運動自由度。2017年，中國專利CN205889156U公開了一種三自由度平面柔性并聯(lián)平臺裝置，包括三個并聯(lián)分支、動平臺及靜平臺，每個并聯(lián)分支包括電機、一根主動桿及一根從動桿，三個并聯(lián)分析共同運動實現(xiàn)并聯(lián)平臺的運動。2017年，中國專利CN205915333U公開了一種過約束自平衡三自由度并聯(lián)運動平臺，其包括基座、動平臺、一個5桿閉環(huán)運動鏈和兩條結構完全相同的驅動分支，該三自由度并聯(lián)平臺是通過移動副作為驅動，三分支協(xié)調(diào)運動實現(xiàn)自由度要求。這種由多條運動支鏈構成的并聯(lián)平臺難以實現(xiàn)動平臺的大角度回轉，針對目前這種并聯(lián)平臺的不足，并基于兩移一轉三自由度平臺的特點，提出了一種新型的同步帶驅動的三自由度平臺，可以實現(xiàn)動平臺的大角度回轉，增大三自由度的工作空間。
發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的是提供一種可實現(xiàn)動平臺的360°回轉，高度較低，承載力較大的大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺。
本發(fā)明主要包括有平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊。
其中，平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成。在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料?；瑝KB的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直。在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成。在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上。在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A和同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪A安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A以及壓緊輪A組成。兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
所述的Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊固定連接下支架B。上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B和同步帶輪C，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪B安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置B主要由電機B、同步帶輪C、同步帶輪D、同步帶B以及壓緊輪B組成。兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
動平臺為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式。所述的下支撐座采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口。在下支撐座的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，主要作用是支承導軌A和導軌C，設計為H形鋼板焊接結構，機架的中間部分為導軌A提供支承，左右部分為導軌C提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A和導軌C的安裝螺紋孔和減重孔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
1.可以實現(xiàn)動平臺的360°回轉；
2.高度較低，設計有平臺支撐模塊，承載力較大。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的整體效果圖；
圖2為本發(fā)明的平臺支撐模塊示意圖；
圖3為本發(fā)明的平臺支撐模塊正視圖；
圖4為本發(fā)明的X向驅動模塊示意圖；
圖5為本發(fā)明的X向同步帶驅動裝置內(nèi)部示意圖；
圖6為本發(fā)明的X向驅動模塊除去一側同步帶示意圖。
圖7為本發(fā)明的Y向驅動模塊除去一側同步帶示意圖。
圖中：1-平臺支撐模塊、2-X向驅動模塊、3-Y向驅動模塊、4-機架、5-導軌A、6-十字滑塊、7-下支撐座、8-導軌B、9-動平臺、10-轉盤軸承、11-同步帶輪A、12-上支架A、13-同步帶A、14-滑塊C、15-導軌C、16-下支架A、17-同步帶輪B、18-電機A、19-壓緊輪A、20-滑塊B、21-調(diào)整墊塊、22-上支架B、23-下支架B、24-壓緊輪B、25-電機B、26-同步帶B、27-同步帶輪C、28-同步帶輪D、29-滑塊A。
具體實施方式 在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示的本發(fā)明的示意簡圖中，本發(fā)明主要包括有平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊。其中，平臺支撐模塊1由動平臺9、轉盤軸承10、下支撐座7、導軌A5、十字滑塊6、導軌B8、導軌C15以及機架4組成。在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B20，滑塊A29和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料。滑塊B的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直。在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
X向驅動模塊2包括上支架A12、下支架A16和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成。在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C14，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上。在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A11和同步帶輪B17，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪A19安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A18、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A13以及壓緊輪A組成。兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
所述的Y向驅動模塊3包括上支架B22、下支架B23和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊21，調(diào)整墊塊固定連接下支架B。上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B26和同步帶輪C27，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪B24安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置B主要由電機B25、同步帶輪C27、同步帶輪D28、同步帶B26以及壓緊輪B組成。兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
動平臺9為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式。所述的下支撐座7采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B 8的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口。在下支撐座7的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，主要作用是支承導軌A和導軌C，設計為H形鋼板焊接結構，機架4的中間部分為導軌A 5提供支承，左右部分為導軌C 14提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A 5和導軌C 14的安裝螺紋孔和減重孔。
【申請公布號：CN108284435A；申請權利人： 燕山大學; 發(fā)明設計人： 姚建濤; 陳新博; 李海利; 曹開彬; 陳俊濤; 許允斗; 趙永生; 】
摘要：
一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。本發(fā)明可以實現(xiàn)動平臺的360°回轉，高度較低，設計有平臺支撐模塊，承載力較大。
主權項：
1.一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，其特征在于：平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。
要求：
1.一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，主要包括平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊，其特征在于：平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成，X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成，Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料，滑塊B的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直，在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上，在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A和同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接，壓緊輪A安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A以及壓緊輪A組成，兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合，同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊固定連接下支架B，上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B和同步帶輪C，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接，壓緊輪B安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中，同步帶驅動裝置B主要由電機B、同步帶輪C、同步帶輪D、同步帶B以及壓緊輪B組成，兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合，同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺，其特征在于：動平臺為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式，所述的下支撐座采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口，在下支撐座的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，設計為H形鋼板焊接結構，機架的中間部分為導軌A提供支承，左右部分為導軌C提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A和導軌C的安裝螺紋孔和減重孔。
一種大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺
技術領域 本發(fā)明屬于并聯(lián)機構領域，特別涉及三自由度并聯(lián)平臺。
背景技術 1931年，Gwinnett開發(fā)了基于球面的并聯(lián)機構平臺。1965年，著名學者Stewart在其論文中首次詳細闡述了6-DOF平臺的機構分析，并將其應用于飛行模擬中。在國內(nèi)，燕山大學的黃真教授在1961年研制出我國第一臺六自由度并聯(lián)機器人樣機。隨后的幾十年里，隨著技術及理論的發(fā)展，并聯(lián)平臺的性能不斷改善。并聯(lián)平臺技術在軍工領域、航天艦船領域、民用領域發(fā)揮著越來越重要的作用。
并聯(lián)機構按輸入形式分類可分為:線性驅動輸入并聯(lián)機器人和旋轉驅動輸入并聯(lián)機器人。目前研究較多的是線性驅動輸入的并聯(lián)機器人，這種類型的機器人位置逆解非常簡單，且具有唯一性。旋轉驅動輸入型并聯(lián)機器人與線性驅動輸入并聯(lián)機器人相比，具有結構更緊湊、慣量更小、承載能力相對更強等優(yōu)點，但它的旋轉輸入運動形式?jīng)Q定了位置逆解的多解性和復雜性。
在并聯(lián)平臺的結構設計上，目前在并聯(lián)平臺上應用廣泛的是選用多條獨立運動支鏈，多條運動支鏈獨立驅動共同實現(xiàn)動平臺的自由度要求。例如對于平面3自由度并聯(lián)機構，使用3-RRR機構、3-RPR機構，來實現(xiàn)2個移動和1個轉動的運動自由度。2017年，中國專利CN205889156U公開了一種三自由度平面柔性并聯(lián)平臺裝置，包括三個并聯(lián)分支、動平臺及靜平臺，每個并聯(lián)分支包括電機、一根主動桿及一根從動桿，三個并聯(lián)分析共同運動實現(xiàn)并聯(lián)平臺的運動。2017年，中國專利CN205915333U公開了一種過約束自平衡三自由度并聯(lián)運動平臺，其包括基座、動平臺、一個5桿閉環(huán)運動鏈和兩條結構完全相同的驅動分支，該三自由度并聯(lián)平臺是通過移動副作為驅動，三分支協(xié)調(diào)運動實現(xiàn)自由度要求。這種由多條運動支鏈構成的并聯(lián)平臺難以實現(xiàn)動平臺的大角度回轉，針對目前這種并聯(lián)平臺的不足，并基于兩移一轉三自由度平臺的特點，提出了一種新型的同步帶驅動的三自由度平臺，可以實現(xiàn)動平臺的大角度回轉，增大三自由度的工作空間。
發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的是提供一種可實現(xiàn)動平臺的360°回轉，高度較低，承載力較大的大回轉的平面三自由度并聯(lián)平臺。
本發(fā)明主要包括有平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊。
其中，平臺支撐模塊由動平臺、轉盤軸承、下支撐座、導軌A、十字滑塊、導軌B、導軌C以及機架組成。在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B，滑塊A和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料?；瑝KB的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直。在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
X向驅動模塊包括上支架A、下支架A和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成。在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上。在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A和同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪A安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A以及壓緊輪A組成。兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
所述的Y向驅動模塊包括上支架B、下支架B和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊，調(diào)整墊塊固定連接下支架B。上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B和同步帶輪C，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪B安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置B主要由電機B、同步帶輪C、同步帶輪D、同步帶B以及壓緊輪B組成。兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
動平臺為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式。所述的下支撐座采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口。在下支撐座的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，主要作用是支承導軌A和導軌C，設計為H形鋼板焊接結構，機架的中間部分為導軌A提供支承，左右部分為導軌C提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A和導軌C的安裝螺紋孔和減重孔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
1.可以實現(xiàn)動平臺的360°回轉；
2.高度較低，設計有平臺支撐模塊，承載力較大。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的整體效果圖；
圖2為本發(fā)明的平臺支撐模塊示意圖；
圖3為本發(fā)明的平臺支撐模塊正視圖；
圖4為本發(fā)明的X向驅動模塊示意圖；
圖5為本發(fā)明的X向同步帶驅動裝置內(nèi)部示意圖；
圖6為本發(fā)明的X向驅動模塊除去一側同步帶示意圖。
圖7為本發(fā)明的Y向驅動模塊除去一側同步帶示意圖。
圖中：1-平臺支撐模塊、2-X向驅動模塊、3-Y向驅動模塊、4-機架、5-導軌A、6-十字滑塊、7-下支撐座、8-導軌B、9-動平臺、10-轉盤軸承、11-同步帶輪A、12-上支架A、13-同步帶A、14-滑塊C、15-導軌C、16-下支架A、17-同步帶輪B、18-電機A、19-壓緊輪A、20-滑塊B、21-調(diào)整墊塊、22-上支架B、23-下支架B、24-壓緊輪B、25-電機B、26-同步帶B、27-同步帶輪C、28-同步帶輪D、29-滑塊A。
具體實施方式 在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示的本發(fā)明的示意簡圖中，本發(fā)明主要包括有平臺支撐模塊、X向驅動模塊和Y向驅動模塊。其中，平臺支撐模塊1由動平臺9、轉盤軸承10、下支撐座7、導軌A5、十字滑塊6、導軌B8、導軌C15以及機架4組成。在兩個水平的機架之間設有一組豎直機架，兩個水平的機架上設有導軌C，在豎直機架的中部設有一組導軌A，在每根導軌A上分別滑動連接有兩個滑塊A，在每個滑塊A的上部固定連接滑塊B20，滑塊A29和滑塊B垂直相連組成十字滑塊，十字滑塊為鋼質材料。滑塊B的上部滑動連接在在導軌B上，導軌B與導軌A相互垂直。在導軌B的上部通過螺釘與下支撐座連接，下支撐座為方形平板，在下支撐座的上部設有動平臺。
X向驅動模塊2包括上支架A12、下支架A16和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置A以及導軌滑塊裝置組成。在平臺支撐模塊的導軌C上滑動連接滑塊C14，滑塊C上部通過螺釘固定在水平的機架上。在上支架A和下支架A之間通過螺釘連接，上支架A主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪A，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架A主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶A11和同步帶輪B17，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架A和下支架A之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪A19安裝在上支架A、下支架A之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置A主要由電機A18、同步帶輪A、同步帶輪B、同步帶A13以及壓緊輪A組成。兩個電機A的輸出端分別插接在一個同步帶輪B上，一個同步帶輪B對應于與一個同步帶輪A之間通過同步帶A相連，壓緊輪A壓緊同步帶A保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶A外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
所述的Y向驅動模塊3包括上支架B22、下支架B23和前后兩個對稱分布的同步帶驅動裝置B組成。在平臺支撐模塊的滑塊A上設有調(diào)整墊塊21，調(diào)整墊塊固定連接下支架B。上支架B主體為“匚”形結構，并在左側一端設有2個圓環(huán)形板狀結構，用于安裝同步帶輪B，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔。所述的下支架B主體為“口”字形結構，其四周設有4個圓環(huán)形結構，用于安裝同步帶B26和同步帶輪C27，中部為厚度小于同步帶厚度的長條形結構，并在其上設有一排用于安裝壓緊輪的圓形安裝孔，上支架B和下支架B之間通過螺釘相固定連接。壓緊輪B24安裝在上支架B、下支架B之間的安裝槽中。同步帶驅動裝置B主要由電機B25、同步帶輪C27、同步帶輪D28、同步帶B26以及壓緊輪B組成。兩個電機B的輸出端分別插接在一個同步帶輪C上，一個同步帶輪C對應于與一個同步帶輪D之間通過同步帶B相連，壓緊輪B壓緊同步帶B保證同步帶與動平臺的同步帶輪緊密嚙合。同步帶B外側為帶有全齒的同步帶形式，內(nèi)側帶寬的上下兩側設計有與外側齒型相同的同步帶齒，中間處為設有帶齒的光帶形式。
動平臺9為帶有同步帶輪的圓形平臺形式，選用鋁合金材料，平臺上部為加工有安裝孔的圓形鋁合金板，下部為兩個上下相鄰的同步帶輪的形式，并在同步帶輪的內(nèi)部加工出與轉盤軸承配合使用的結構形式。所述的下支撐座7采用鋁合金材質，下方為方形固定板，并加工有固定導軌B 8的安裝孔，上方為圓柱型結構，加工有安裝轉盤軸承的圓形槽口。在下支撐座7的中心加工有豎直方向的通孔，方便轉盤軸承的安裝與拆卸。所述的機架為鋁合金材料，主要作用是支承導軌A和導軌C，設計為H形鋼板焊接結構，機架4的中間部分為導軌A 5提供支承，左右部分為導軌C 14提供支承，機架的中間支撐板與左右兩側的支撐板成垂直分布，并在機架上設計有導軌A 5和導軌C 14的安裝螺紋孔和減重孔。
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