[发明专利]一种用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台

说明书

技术领域

本发明涉及伺服定位平台领域，尤其涉及一种用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台。

背景技术

伺服定位平台在工业自动化领域应用广泛。在二维平面定位方面，往往只通过X轴和Y轴方向的运动无法完成平面的精确定位，通常还需要将伺服定位平台进行旋转操作（即θ操作）才能完成精确定位。在二维平面定位方面，传统的三轴伺服定位平台如图1和图2所示。

图1给出一种现有的三轴伺服定位平台，包含一用于X轴向位移的X轴运动装置、一用于Y轴向位移的Y轴运动装置、一用于旋转操作的旋转运动装置、一平台底座及一用于放置待定位物体的定位平台。Y轴运动装置架设于平台底座上，X轴运动装置架设于Y轴运动装置上，旋转运动装置架设于X轴运动装置上，定位平台架设于旋转运动装置上。X轴运动装置和Y轴运动装置共同完成定位平台的平移操作，旋转运动装置完成定位平台的旋转操作。

图2给出另一种现有的三轴伺服定位平台，它包含一用于X轴向位移的X轴运动装置、一用于Y轴向位移的Y轴运动装置、一用于旋转操作的旋转运动装置、一平台底座及一用于放置待定位物体的定位平台。旋转运动装置架设于平台底座上，Y轴运动装置架设于旋转运动装置上，X轴运动装置架设于Y轴运动装置上，定位平台架设于X轴运动装置上。X轴运动装置和Y轴运动装置共同完成定位平台的平移操作，旋转运动装置完成定位平台的旋转操作。

无论是图1所示的三轴伺服定位平台，还是图2所示的三轴伺服定位平台，其X轴运动装置、Y轴运动装置和旋转运动装置为叠加构造，这使得三轴伺服定位平台体积庞大，尤其是旋转运动装置体积巨大，阻碍工作空间，降低空间利用率，并且在某些精密伺服定位系统中无法安装，限制了其使用范围。

其次现有的结构中，X轴运动装置、Y轴运动装置和旋转运动装置为叠加构造，这使得三轴伺服定位平台构造复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，体积超薄，适用范围广、价格低廉的用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台。

本发明所采用的技术方案是：一种用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台，至少包括平台底座、U轴运动装置、V轴运动装置、W轴运动装置和定位平台；所述U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置处于同一平面，固定在平台底座和定位平台之间。

所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置具有相同的结构。

所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置在平台底座和定位平台之间形成三面分布；所述的U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置在平台底座和定位平台之间互成90度。

所述的U轴运动装置包括伺服电机、滚珠丝杠、固定端子及移动旋转机构；固定端子和伺服电机分别在滚珠丝杠两端，移动旋转机构与滚珠丝杠丝杠连接，移动旋转机构沿滚珠丝杠做直线移动。

所述的移动旋转机构包括移动圆盘及移动旋转横梁，移动圆盘下端套在滚珠丝杠上，并随滚珠丝杠的旋转沿滚珠丝杠做直线移动，移动旋转横梁与移动圆盘轴连接或轴承连接，使移动旋转横梁在移动圆盘上能够自由旋转。

所述的定位平台固定平台滑行导轨装置，平台滑行导轨装置与移动旋转横梁通过T型槽连接；定位过程中，移动旋转机构沿滚珠丝杠移动，移动旋转横梁沿平台滑行导轨装置滑行；当定位平台进行旋转定位时，移动旋转横梁沿平台滑行导轨装置滑行或旋转运动。

所述的U轴运动装置或包括伺服电机、滚珠丝杠、固定端子及移动滑行导轨装置；固定端子和伺服电机分别在滚珠丝杠两端，移动滑行导轨装置与滚珠丝杠丝杠连接，移动滑行导轨装置沿滚珠丝杠做直线移动。

所述的定位平台固定平台旋转机构，平台旋转机构由平台圆盘及平台旋转横梁构成，平台圆盘固定在定位平台上，平台旋转横梁与平台圆盘轴连接或轴承连接，使平台旋转横梁在平台圆盘上能够自由旋转，平台旋转横梁与移动滑行导轨装置通过T型槽连接；定位过程中，移动滑行导轨装置沿滚珠丝杠移动，平台旋转横梁沿移动滑行导轨装置滑行；当定位平台进行旋转定位时，平台旋转横梁沿移动滑行导轨装置滑行或旋转运动。

本发明所达到的技术效果是：U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置三轴在同一平面上，使所述用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台体积大大缩小，提高了空间利用率，能够适用于对伺服定位平台体积、质量有严格要求的精密二维平面定位的伺服定位系统中；U轴运动装置、V轴运动装置和W轴运动装置三轴在同一平面上，使所述用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台结构简单，降低制造成本。同时，采用U、V、W三轴控制以提高本发明之用于二维平面定位的超薄三轴伺服定位平台的定位精度。