[发明专利]基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整方法与装置

权利要求书

1.一种基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整方法，其特征在于：该方法通过支承柱A、支承柱B、驱动单元A和驱动单元B对工作台面进行倾角调整，支承柱A、支承柱B、驱动单元A和驱动单元B均安装在底座上；驱动单元A控制工作台面绕Y轴旋转，驱动单元B控制工作台面绕X轴旋转，X轴与Y轴相互正交，工作台面绕X轴和绕Y轴的转动均通过配置在工作台面下端的球环和配置在底座上的球碗之间的滚动摩擦实现，其中球碗沿圆周方向等间隔布满通孔，每个通孔内嵌入球形滚动体，球环落在全部球形滚动体上，形成圆弧形导向及支承结构。

2.一种基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整装置，该装置包括底座(1)和工作台面(11)，底座(1)整体结构为圆环形，底座(1)上配置有驱动单元A(9)、驱动单元B(2)、支承柱A(7)、支承柱B(8)、回复单元A(10)和回复单元B(3)；工作台面(11)整体结构为圆形，所述的工作台面(11)上配置有球环(12)；其特征在于：布置在底座(1)中心的球碗(4)上沿圆周方向等间隔布满通孔(5)，每个通孔(5)内各嵌入一个球形滚动体(6)，球环(12)与球形滚动体(6)相配合，球形滚动体(6)对球环(12)形成球面滚动导向支承结构；

驱动单元A(9)包括驱动电机(13)、联轴器(14)、蜗杆(15)、蜗轮(16)、顶杆(17)、夹板(18)、限位器(18)和光电开关(20)；联轴器(19)将驱动电机(20)和蜗杆(21)相连，蜗杆(15)由两个深沟球轴承(21)限位固定；夹板(18)固连在顶杆(17)上，限位器(19)固连在夹板(18)上；蜗轮(16)与千分螺母(22)固连，带动千分螺母(22)同步回转运动，顶杆(17)外表面设有与千分螺母(22)相配合的螺纹；

驱动单元A(9)上的驱动电机(13)通过联轴器(14)带动蜗杆(15)同步转动，通过蜗轮(16)与千分螺母(22)带动顶杆(17)升降运动，工作台面(11)通过球环(12)与球碗(4)之间的配合，绕Y轴作旋转运动，限位器(19)随顶杆(17)同步升降，限位器(19)运动到顶杆(17)升降运动范围的极限位置时，触发光电开关(20)进行限位保护，驱动电机(13)停止运行；

驱动单元B(2)的结构组成与驱动单元A(9)相同，当驱动单元B(2)运动时，驱动工作台面(11)通过球环(12)与球碗(4)之间的配合，绕X轴作旋转运动；

通过驱动单元A(9)驱动工作台面(11)绕Y轴旋转，以及驱动单元B(2)驱动工作台面(11)绕X轴旋转所形成的复合运动，调整工作台面(11)的倾斜状态到所需的任意位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整装置，其特征在于：所述的驱动电机(13)上配有减速器。

4.根据权利要求2所述的一种基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整装置，其特征在于：所述的限位器(19)的制作材料为铍青铜。

5.根据权利要求2所述的一种基于密珠环形支承与双轴复合驱动的空间两自由度调整装置，其特征在于：所述的球形滚动体(6)的直径大于通孔(5)的直径。