專利名稱:一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動平臺的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬于機械結構設計技術領域中涉及的一種采用三球兩桿聯(lián) 動的轉動平臺。
背景技術:
隨著空間技術的發(fā)展,越來越多的光學儀器被發(fā)射到近地和外層 空間,對太陽、地球、月球和其它星體進行高精度、大范圍的觀測研 究,為了使空間光學儀器在較大的視場范圍內實現(xiàn)較高的分辨率,需 要采用掃描方式工作,進而充分發(fā)揮光學儀器高分辨率的性能。本發(fā) 明針對空間光學儀器在較大角度范圍內快速轉動和掃描的需求,采用
三球兩桿聯(lián)動的機構,實現(xiàn)轉動平臺在±30°錐形范圍之內作任意方
向的轉動。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種用于空間光學儀器實施較大角度范圍 掃描的輕小型化轉動平臺,可以將空間光學儀器安裝到本發(fā)明的三球 兩桿聯(lián)動的轉動平臺上,實現(xiàn)光學儀器在±30°錐形范圍內的掃描。
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動 平臺。解決的技術問題技術方案如圖l所示。包括載物平臺l,第
一轉動球頭連接軸2,第二轉動球頭連接軸3、第一驅動絲桿4,中 心支撐桿5,第一驅動機構6,基座7,第二驅動機構8,基座支撐中心固定點9,第二驅動絲桿IO,第三轉動球頭連接軸ll。
在基座7的箱體內,安裝有第一驅動機構6和第二驅動機構8, 在第一驅動機構6上裝有第一驅動絲桿4,兩者螺紋連接。第一驅動 絲桿4穿過基座7的頂蓋,上端裝有第二轉動球頭連接軸3,兩者用 螺紋連接;在第二驅動機構8上裝有第二驅動絲桿10,兩者螺紋連 接,第二驅動絲桿10穿過基座7的頂蓋,上端裝有第三轉動球頭連 接軸11,兩者用螺紋連接;第一驅動絲桿4和第二驅動絲桿10在基 座7的頂蓋上與基座支撐中心固定點9的連線之間夾角成90° ?;?支撐中心固定點9,裝在基座7的頂蓋上對稱中心的位置,兩者固連。 中心支撐桿5垂直安裝在基座7的頂蓋上基座支撐中心固定點9的位 置。兩者剛性固連。在中心支撐桿5的上端裝有第一轉動球頭連接軸 2,兩者用螺紋連接。將帶有儀器連接孔的載物平臺1安裝在第一轉 動球頭連接軸2、第二轉動球頭連接軸3和第三轉動球頭連接軸11 上,使得載物平臺1的對稱中心落在第一轉動球頭連接軸2上,載物 平臺1的靠近邊緣處有兩點分別落在第二轉動球頭連接軸3和第三轉 動球頭連接軸ll上,載物平臺l與第一、第二、第三轉動球頭連接 軸是球頭配合滑動接觸,同時要使第一轉動球頭連接軸2和第二轉動 球頭連接軸3的連線與第一轉動球頭連接軸2和第三轉頭球頭連接軸 11的連線之間的夾角成90°。
第一驅動機構6包括步進電機12,主動小齒輪13,從動大齒輪 14;主動小齒輪13安裝在歩進電機12的軸上,兩者固連;從動大齒 輪14與主動小齒輪13之間是齒嚙合,第一驅動絲桿4在從動大齒輪14的軸孔與其螺紋配合。由步進電機12帶動主動小齒輪13轉動, 從而帶動從動大齒輪14轉動,由從動大齒輪14的轉動,帶動第一驅 動絲桿4做上下伸縮運動。
第二驅動機構8包括步進電機15,主動小齒輪16,從動大齒輪 17;主動小齒輪16安裝在步進電機15的軸上,兩者固連;從動大齒 輪17與主動小齒輪16之間是齒嚙合,第二驅動絲桿10在從動大齒 輪17的軸孔與其螺紋配合。由步進電機18帶動主動小齒輪16轉動, 從而帶動從動大齒輪17轉動,由從動大齒輪17的轉動,帶動第二驅 動絲桿10做上下伸縮運動。
從以上得知,第一驅動機構6和第二驅動機構8,結構完全相同, 都包括歩進電機、主動小齒輪、從動大齒輪、各件號的連接方式相同, 只是作用的位置不同。
工作原理說明本發(fā)明在直角坐標系中工作,第一轉動球頭連接 軸2與第三球頭連接軸11的連線為X軸,第一轉動球頭連接軸2與 第二轉動球頭連接軸3的連線為Y軸,第一轉動球頭連接軸2與基座 支撐中心固定點10的連線為Z軸,Z軸與中心支撐桿5的中心軸線 重合。
載物平臺1通過第一轉動球頭連接軸2、第二轉動球頭連接軸3 和第三轉動球頭連接軸11分別與第一驅動絲桿4、中心支撐桿5和 第二驅動絲桿10相連,第一轉動球頭連接軸2、第二驅動球頭連接 軸3和第三轉動球頭連接軸11均是球頭連接軸,可以在±40°錐形范 圍內作任意角度的轉動,同時在第一驅動機構6的驅動下做上下伸縮運動。第一驅動機構6和第二驅動機構8在基座7的箱體內通過多芯 電纜與計算機相連,由計算機對三球兩桿聯(lián)動轉動平臺進行精密控 制。工作時,第一驅動絲桿4和第二驅動絲桿IO在計算機控制的第 一驅動機構6和第二驅動機構8的驅動下做定量的上下伸縮運動,可 以實現(xiàn)載物平臺1在土30。錐形范圍內作任意方向的轉動,其轉動的 角度和方向由第一驅動絲桿4和第二驅動絲桿10的上下伸縮長度做 精密計算。進而得到準確的載物平臺1的指向。
本發(fā)明的積極效果該載物平臺的結構簡單、轉動靈活、控制方 便、快捷轉動和掃描,適合于在各種空間環(huán)境的使用。
圖1是本發(fā)明的結構示意圖2是第一驅動機構6的結構示意圖3是第二驅動機構8的結構示意圖。 具體的實施方式
本發(fā)明按圖1所示的結構實施,其中,載物平臺1采用硬質鋁合 金,要求進行硬質本色氧化處理;第一轉動球頭連接軸2,第二轉動 球頭連接軸3,第一驅動絲桿4,中心支撐桿5,基座支撐固定點9, 第二驅動絲桿IO,第三驅動球頭連接軸ll采用不銹鋼,并進行調質 處理;第一驅動機構6和第二驅動機構8中的從動大齒輪14和17采 用鉛黃銅,主動小齒輪13和16采用錫青銅,步進電機12和15外購 于常州寶馬集團公司,型號42BYGH107;基座7采用硬質鋁合金,要 求進行硬質本色氧化處理。
權利要求
1、一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動平臺,其特征在于包括載物平臺(1),第一轉動球頭連接軸(2),第二轉動球頭連接軸(3)、第一驅動絲桿(4),中心支撐桿(5),第一驅動機構(6),基座(7),第二驅動機構(8),基座支撐中心固定點(9),第二驅動絲桿(10),第三轉動球頭連接軸(11);在基座(7)的箱體內,安裝有第一驅動機構(6)和第二驅動機構(8),在第一驅動機構(6)上裝有第一驅動絲桿(4),兩者螺紋連接;第一驅動絲桿(4)穿過基座(7)的頂蓋,上端裝有第二轉動球頭連接軸(3),兩者用螺紋連接;在第二驅動機構(8)上裝有第二驅動絲桿(10),兩者螺紋連接,第二驅動絲桿(10)穿過基座(7)的頂蓋,上端裝有第三轉動球頭連接軸(11),兩者用螺紋連接;第一驅動絲桿(4)和第二驅動絲桿(10)在基座(7)的頂蓋上與基座支撐中心固定點(9)的連線之間夾角成90°。基座支撐中心固定點(9),裝在基座(7)的頂蓋上對稱中心的位置,兩者固連。中心支撐桿(5)垂直安裝在基座(7)的頂蓋上基座支撐中心固定點(9)的位置,兩者剛性固連;在中心支撐桿(5)的上端裝有第一轉動球頭連接軸(2),兩者用螺紋連接;將帶有儀器連接孔的載物平臺(1)安裝在第一轉動球頭連接軸(2)、第二轉動球頭連接軸(3)和第三轉動球頭連接軸(11)上,使載物平臺(1)的對稱中心落在第一轉動球頭連接軸(2)上,載物平臺(1)的靠近邊緣處有兩點分別落在第二轉動球頭連接軸(3)和第三轉動球頭連接軸(11)上,載物平臺(1)與第一、第二、第三轉動球頭連接軸是球頭配合滑動接觸,同時要使第一轉動球頭連接軸(2)和第二轉動球頭連接軸(3)的連線與第一轉動球頭連接軸(2)和第三轉頭球頭連接軸(11)的連線之間的夾角成90°。
2、按權利要求書l所述的一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動平臺,其 特征在于第一驅動機構(6)和第二驅動機構(8)機構完全相同,都 包括步進電機、主動小齒輪、從動大齒輪、各件號的連接方式相同, 只是作用的位置不同,以第一驅動機構(6)說明,包括歩進電機'(12), 主動小齒輪(13),從動大齒輪(14);主動小齒輪(13)安裝在步進 電機(12)的軸上,兩者固連;從動大齒輪(14)與主動小齒輪(13) 之間是齒嚙合,第一驅動絲桿(4)在從動大齒輪(14)的軸孔與其 螺紋配合。
全文摘要
一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動平臺,屬于機械設計技術領域中涉及的一種轉動平臺,要解決的技術問題是提供一種采用三球兩桿聯(lián)動的轉動平臺。技術方案包括載物平臺、三根轉動球頭連接軸,兩根驅動絲桿,中心支撐桿,兩個驅動機構,基座,中心固定點。在基座箱體內安裝有兩個驅動機構,在第一、第二驅動機構上分別裝有第一、第二驅動絲桿,第一、第二驅動絲桿上端分別裝有第二、第三轉動球頭連接軸;第一、二驅動絲桿在基座的頂蓋上與裝在基座的頂蓋對稱中心的基座支撐中心固定點的連線夾角成90°。中心支撐桿垂直安裝在基座支撐中心固定點的位置。在中心支撐桿的上端裝有第一轉動球頭連接軸。將載物平臺安裝在第一、二、三轉動球頭連接軸上。
文檔編號F16M11/00GK101441901SQ200810051549
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者劉世界, 董寧寧, 波 陳 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所