[发明专利]一种六自由度调节装置

说明书

本发明提供一种六自由度调节装置，包括：用于固定并支撑待调节平台的至少三个斜块、分别与斜块抵接的至少三个调节单元；每个斜块包括两个斜面，每个调节单元包括分别与该两个斜面抵接的两个偏心轮，偏心轮转动带动斜块移动。本发明通过偏心轮转动的方式产生微量位移，实现平台空间状态的调整，避免了高精度电动缸的使用，可降低整个装置的高度。本发明具有结构简单的特点，对比现有六自由度平台，可显著地降低成本。本发明使用的偏心轮整体行程小，结合减速器等机构，可实现高精度调整。

技术领域

本发明涉及可调整定位装置领域，特别涉及一种六自由度调节装置。

背景技术

六自由度平台(Stewart平台)又称并联系统，这是Stewart在1965年最先提出的，最早应用在飞行模拟器上来训练飞行员，1978年澳大利亚的Hunt首先提出了用Stewart平台作为机器人的手臂，开辟了Stewart平台应用的一个新的方向。

六自由度平台由上平台、下平台、6个可自由伸缩的杆及12个球铰(或万向铰)组成，每根杆的伸缩可以自由控制。通过6个杆长的组合控制，能够在三维空间沿任何方向平动，也可以绕任意的轴线转动。也正是由于这种结构，要使平台产生有规律的运动，必须使六个杆协调运动。

六自由度平台的发展大致来说分为以下几个阶段，60年代开始用来开发飞行器和其它运动模拟器，70年代提出并联机械手的概念，80年代末期开始研制并联机床，90年代利用并联机构开发起重机，并用并联机构开发宇宙飞船的空间对接器。当前世界上研制六自由度并联机构的国家较多，主要有加拿大、美国、英国、法国、德国、日本和俄罗斯等国。Stewart平台主要应用在轮胎测试机、运动模拟器、并联机床、精密定位平台、操作器以及娱乐场合。

六自由度平台作为精密定位平台目前在光学领域广泛适用，但目前存在以下缺点：

1、作为调整定位平台，技术人员希望其结构扁平化，占用空间小，但现有的六自由度平台受原理限制，体积庞大，使用不便。

2、成本高昂，六自由度平台的控制组件包括6个电动缸、12个虎克铰，每个电动缸包括电机、减速器、丝杠、导轨等，而每个虎克铰包括至少4个精密轴承，结构复杂，很难降低成本，尤其是微米精度的6自由度平台，成本更为高昂。

3、难以实现微米级或更高的调整精度，六自由度平台的动作部件为6个可以伸缩的杆，若要实现微米级的调整，伸缩杆必须进行微米级精度的伸缩运动，受温度、空间限制等因素的影响，实现这一点的难度很高。

发明内容

本发明为解决传统六自由度平台的以上缺点，提供以下扁平化设计的低成本六自由度调整装置。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

一种六自由度调节装置，包括：用于固定并支撑待调节平台的至少三个斜块、分别与斜块抵接的至少三个调节单元；每个斜块包括两个斜面，每个调节单元包括分别与该两个斜面抵接的两个偏心轮，偏心轮转动带动斜块移动。

优选地，斜块还包括安装面，安装面与待调节平台的下表面贴合并固定连接。

优选地，待调节平台为圆形，六自由度调节装置包括三个调节单元，三个调节单元呈120°对称分布。

优选地，偏心轮与斜面点接触。

优选地，每个调节单元还包括分别为其两个偏心轮旋转提供动力的两个电机。

优选地，每个调节单元还包括两个减速器，每个减速器分别连接电机与一个偏心轮，通过减速器减速，控制偏心轮进行高精度微量转动。

优选地，还包括底座，至少三个调节单元固定在底座上。

本发明能够取得以下技术效果：