本發(fā)明涉及角度調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，尤其涉及一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺。

背景技術(shù)：

目前，在機(jī)械裝配中，某些零件需要進(jìn)行傾斜角度的固定裝夾，從而需要角度調(diào)節(jié)裝置來確定零件的空間角度。

申請?zhí)枮?01410053166.x的中國發(fā)明專利公開了一種角度調(diào)節(jié)器，采用了手動調(diào)節(jié)的方式，不需要拆卸任何工裝，便可以方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)角度；申請?zhí)枮?01110455858.3的中國發(fā)明專利公開了角度調(diào)節(jié)裝置，利用齒輪盤上的刻度盤進(jìn)行手動調(diào)節(jié)角度，判斷發(fā)動機(jī)的燃調(diào)油門的轉(zhuǎn)角；申請?zhí)枮?01310367115.x中國發(fā)明專利公開了用于切片機(jī)的角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以同時在兩個方向上對切片機(jī)工作臺進(jìn)行精確的角度調(diào)節(jié)。但是，上述發(fā)明專利均采用手動調(diào)節(jié)的方式，導(dǎo)致角度調(diào)節(jié)的精度不高，且操作的過程比較復(fù)雜，不能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。而且上述發(fā)明專利只能實現(xiàn)單方向或者兩個方向的角度調(diào)節(jié)，卻難以滿足一些多方向角度調(diào)節(jié)的要求。

針對上述不足，需要設(shè)計和開發(fā)一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺，能夠補(bǔ)足上述各個缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的角度調(diào)節(jié)裝置必須手動調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)精度不高，操作過程復(fù)雜的問題，提供一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺，可以自動、精確地調(diào)節(jié)多個方向的角度。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺，其特征在于包括下底板、上底板、平臺、第一支鏈、第二支鏈，所述上底板通過多根支撐軸固定在下底板上，所述下底板底部固定有多個支撐腳，所述第一支鏈和第二支鏈的固定端連接上底板，第一支鏈和第二支鏈的輸出端連接平臺，所述第一支鏈設(shè)置有兩條，第二支鏈設(shè)置有一條；

所述第一支鏈包括第一電機(jī)、第一聯(lián)軸器、第一絲杠、第一絲杠螺母、第一固定支架、第一移動支架和第一連桿；所述第一電機(jī)通過螺栓固定連接在上底板上，且第一電機(jī)的輸出端通過第一聯(lián)軸器連接第一絲杠；所述第一絲杠的一端連接第一聯(lián)軸器，另一端連接第一支撐軸承；所述第一固定支架底端通過螺栓固定連接在上底板上；所述第一支撐軸承內(nèi)嵌在第一固定支架的上端槽內(nèi)；所述第一移動支架一端通過螺栓與第一絲杠螺母固定連接，第一移動支架的另一端連接有連接架；所述連接架的底端通過螺栓固定連接在第一移動支架上，連接架的軸端通過移動端連接件連接第一連桿的一端；所述移動端連接件包括移動端上接件、移動端中間件和移動端下接件；所述移動端上接件的一端與第一連桿的軸端固定連接，移動端上接件的另一端與移動端中間件鉸接；所述移動端下接件的一端與移動端中間件鉸接，移動端下接件的另一端和第一連桿的一端通過緊固螺釘固定連接，所述移動端上接件和移動端下接件與移動端中間件之間的鉸接軸方向相互垂直；所述第一連桿的另一端通過平臺連接件連接平臺；所述平臺連接件包括平臺上接件、平臺中間件和平臺下接件；所述平臺上接件的一端通過緊固螺釘連接第一連桿的一端，平臺上接件的另一端孔與平臺中間件鉸接；所述平臺下接件的一端孔與移動端中間件鉸接，平臺下接件的另一端通過緊固螺釘和固定在平臺上的軸連接，所述平臺上接件和平臺下接件與平臺中接件之間的鉸接軸方向相互垂直。

所述第二支鏈包括第二電機(jī)、第二聯(lián)軸器、第二絲杠、第二絲杠螺母、第二固定支架、第二移動支架、第三電機(jī)、第三聯(lián)軸器和第二連桿；所述第二電機(jī)通過螺栓固定連接在上底板上，且第二電機(jī)的輸出端通過第二聯(lián)軸器連接第二絲杠；所述第二固定支架底端通過螺栓固定連接在上底板上；所述第二絲杠的一端連接第二聯(lián)軸器，另一端連接第二支撐軸承；所述第二支撐軸承內(nèi)嵌在第二固定支架的上端槽內(nèi)；所述第二移動支架與第二絲杠螺母通過螺栓固定連接，所述電機(jī)支架通過螺栓固定連接在第二移動支架上；所述第三電機(jī)固定在電機(jī)支架的內(nèi)側(cè)，且第三電機(jī)的輸出端通過第三聯(lián)軸器連接第二連桿；所述第二連桿的一端連接第三電機(jī)，另一端通過平臺連接件連接平臺。

進(jìn)一步的，所述上底板和下底板都設(shè)置有三個均勻分布的通孔，且支撐軸設(shè)置有三根，支撐軸兩端設(shè)置有螺紋，支撐軸的一端穿過上底板上的通孔并通過螺母固定；所述支撐軸另一端穿過下底板上的通孔并通過螺母固定；所述下底板還固定有三個支撐腳。

進(jìn)一步的，所述支撐腳的軸端設(shè)置有螺紋，所述下底板上設(shè)有與所述支撐腳的螺紋相配合的安裝孔，支撐腳的軸端穿過下底板上的安裝孔，下底板的上端面設(shè)有與支撐腳連接的調(diào)節(jié)螺母。

進(jìn)一步的，還包括x方向水平尺和y方向水平尺，所述x方向水平尺和y方向水平尺設(shè)置在下底板的上端面上，x方向水平尺和y方向水平尺相互之間呈垂直分布。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)，plc控制器、四個伺服驅(qū)動器、三個伺服電機(jī)和四個編碼器；四個伺服驅(qū)動器分別為第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器；三個伺服電機(jī)分別為第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)；四個編碼器分別為第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器和第四編碼器；所述控制器的輸出端分別與第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器的輸入端并聯(lián)連接；所述第一伺服驅(qū)動器的輸出端與第一電機(jī)的輸入端連接；所述第一編碼器的一端與第一電機(jī)連接，另一端與第一伺服驅(qū)動器連接；所述第二伺服驅(qū)動器的輸出端與另一個第一電機(jī)的輸入端連接；所述第二編碼器的一端與第一電機(jī)連接，另一端與第二伺服驅(qū)動器連接；所述第三伺服驅(qū)動器的輸出端與第二電機(jī)的輸入端連接；所述第三編碼器的一端與第二電機(jī)連接，另一端與第三伺服驅(qū)動器連接。所述第四伺服驅(qū)動器的輸出端與第三電機(jī)的輸入端連接；所述第四編碼器的一端與第三電機(jī)連接，另一端與第四伺服驅(qū)動器連接；所述水平傳感器的輸出端與控制器相連接。

所述控制器能夠根據(jù)設(shè)定角度值，通過算法運(yùn)算得出相應(yīng)的第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)的轉(zhuǎn)角，之后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)角運(yùn)算出相應(yīng)的脈沖數(shù)和脈沖頻率；所述第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器接收控制器發(fā)出的脈沖信號，分別控制第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)運(yùn)行；所述編碼器采集電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速信息，并把采集的信息輸送給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器通過對比初始信息和反饋信息，從而調(diào)整相應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，確保電機(jī)達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。所述平臺上的水平傳感器監(jiān)測平臺的轉(zhuǎn)角，并把測量值傳送給控制器，控制器對比測量值和設(shè)定值是否一致，若不一致則調(diào)整相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)角，從而使平臺精確達(dá)到設(shè)定的角度。

本發(fā)明的工作過程如下：根據(jù)下底板上的x方形水平尺和y方向水平尺示數(shù)，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺母使得下底板達(dá)到水平狀態(tài)。輸出設(shè)定的角度值，控制器根據(jù)角度值控制第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)兩條第一支鏈的第一電機(jī)和第二支鏈的第二電機(jī)不動，第三電機(jī)運(yùn)動，平臺以第二支鏈為軸心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；第三電機(jī)不動，兩條第一支鏈的第一電機(jī)和第二支鏈的第二電機(jī)同步運(yùn)動，實現(xiàn)平臺的直線移動以及空間兩自由度的旋轉(zhuǎn)。通過第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)的運(yùn)動，從而使得平臺達(dá)到相應(yīng)的角度。同時平臺上的水平傳感器實時監(jiān)測平臺的角度，并反饋給控制器。控制器不斷矯正電機(jī)的轉(zhuǎn)角，使得平臺的實際角度達(dá)到設(shè)定值。

進(jìn)一步的，所述第二電機(jī)與第三電機(jī)的輸出軸同軸心，且第一電機(jī)和第二電機(jī)為同種電機(jī)。

進(jìn)一步的，所述兩個第一支鏈和一個第二支鏈連接上底板和平臺，且兩個第一支鏈和一個第二支鏈與底板和平臺的連接位置均呈等邊三角形分布；所述第一支鏈和第二支鏈的軸線與上底板平面的夾角為80度。

進(jìn)一步的，所述第一固定支架的內(nèi)部兩側(cè)設(shè)置有兩個第一導(dǎo)軌，且第一導(dǎo)軌上的第一滑塊通過螺栓固定連接在第一絲杠螺母的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，所述第二固定支架的內(nèi)部兩側(cè)設(shè)置有兩個第二導(dǎo)軌，且第二導(dǎo)軌上的第二滑塊通過螺栓固定連接在第二絲杠螺母的兩側(cè)。

進(jìn)一步的，所述平臺的下端面中間位置設(shè)置有水平傳感器，且通過螺栓連接固定。

進(jìn)一步的，兩個第一電機(jī)的輸出軸端設(shè)置分別有第一編碼器和第二編碼器，第二電機(jī)和第三電機(jī)的輸出軸端分別設(shè)置有第三編碼器和第四編碼器。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用四個電機(jī)作為動力源，同時利用水平傳感器檢測平臺的角度，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)確保平臺運(yùn)動的準(zhǔn)確性，從而能夠精確地對空間多方向的角度進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，運(yùn)動靈活，承載能力強(qiáng)，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計合理，加工和裝配工藝良好的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明上底板和下底板的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明第一支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明第二支鏈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明平臺的局部結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明控制系統(tǒng)的流程示意圖。

圖中，1-支撐腳、2-下底板、3-支撐軸、4-上底板、5-第一固定支架、6-第一移動支架、7-連接架、8-移動端下接件、9-移動端上接件、10-第一連桿、11-平臺、12-平臺上接件、13-平臺下接件、14-第二連桿、15-第三聯(lián)軸器、16-第三電機(jī)、17-電機(jī)支架、18-第二移動支架、19-第二絲杠、20-第二聯(lián)軸器、21-第二電機(jī)、22-第一電機(jī)、23-調(diào)節(jié)螺母、24-x方向水平尺、25-y方向水平尺、26-平臺中間件、27-第二固定支架、28-第二導(dǎo)軌、29-第二滑塊、30-第二絲杠螺母、31-第二支撐軸承、32-移動端中間件、33-第一支撐軸承、34-第一滑塊、35-第一絲杠螺母、36-第一聯(lián)軸器、37-第一絲杠、38-水平傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1～6所示，一種高精度角度自動調(diào)節(jié)平臺，包括下底板2、上底板4、平臺11、第一支鏈、第二支鏈，所述上底板4通過多根支撐軸3固定在下底板2上，所述下底板2底部固定有多個支撐腳1，所述第一支鏈和第二支鏈的固定端連接上底板4，第一支鏈和第二支鏈的輸出端連接平臺11，所述第一支鏈設(shè)置有兩條，第二支鏈設(shè)置有一條。

所述第一支鏈包括第一電機(jī)22、第一聯(lián)軸器36、第一絲杠37、第一絲杠螺母35、第一固定支架5、第一移動支架6和第一連桿10；所述第一電機(jī)22通過螺栓固定連接在上底板4上，且第一電機(jī)22的輸出端通過第一聯(lián)軸器36連接第一絲杠37；所述第一絲杠37的一端連接第一聯(lián)軸器36，另一端連接第一支撐軸承33；所述第一固定支架5底端通過螺栓固定連接在上底板4上；所述第一支撐軸承33內(nèi)嵌在第一固定支架5的上端槽內(nèi)；所述第一移動支架6一端通過螺栓與第一絲杠螺母35固定連接，第一移動支架6的另一端連接有連接架7；所述連接架7的底端通過螺栓固定連接在第一移動支架6上，連接架7的軸端通過移動端連接件連接第一連桿10的一端；所述移動端連接件包括移動端上接件9、移動端中間件32和移動端下接件8；所述移動端上接件9的一端與第一連桿10的軸端固定連接，移動端上接件9的另一端與移動端中間件32鉸接；所述移動端下接件8的一端與移動端中間件32鉸接，移動端下接件8的另一端和第一連桿10的一端通過緊固螺釘固定連接，所述移動端上接件9和移動端下接件8與移動端中間件32之間的鉸接軸方向相互垂直；所述第一連桿10的另一端通過平臺連接件連接平臺11；所述平臺連接件包括平臺上接件12、平臺中間件26和平臺下接件13；所述平臺上接件12的一端通過緊固螺釘連接第一連桿10的一端，平臺上接件12的另一端孔與平臺中間件26鉸接；所述平臺下接件13的一端孔與移動端中間件32鉸接，平臺下接件13的另一端通過緊固螺釘和固定在平臺11上的軸連接，所述平臺上接件12和平臺下接件13與平臺11中接件之間的鉸接軸方向相互垂直。

所述第二支鏈包括第二電機(jī)21、第二聯(lián)軸器20、第二絲杠19、第二絲杠螺母30、第二固定支架27、第二移動支架18、第三電機(jī)16、第三聯(lián)軸器15和第二連桿14；所述第二電機(jī)21通過螺栓固定連接在上底板4上，且第二電機(jī)21的輸出端通過第二聯(lián)軸器20連接第二絲杠19；所述第二固定支架27底端通過螺栓固定連接在上底板4上；所述第二絲杠19的一端連接第二聯(lián)軸器20，另一端連接第二支撐軸承31；所述第二支撐軸承31內(nèi)嵌在第二固定支架27的上端槽內(nèi)；所述第二移動支架18與第二絲杠螺母30通過螺栓固定連接，所述電機(jī)支架17通過螺栓固定連接在第二移動支架18上；所述第三電機(jī)16固定在電機(jī)支架17的內(nèi)側(cè)，且第三電機(jī)16的輸出端通過第三聯(lián)軸器15連接第二連桿14；所述第二連桿14的一端連接第三電機(jī)16，另一端通過平臺連接件連接平臺11。

所述上底板4和下底板2都設(shè)置有三個均勻分布的通孔，且支撐軸3設(shè)置有三根，支撐軸3兩端設(shè)置有螺紋，支撐軸3的一端穿過上底板4上的通孔并通過螺母固定；所述支撐軸3另一端穿過下底板2上的通孔并通過螺母固定；所述下底板2還固定有三個支撐腳1。

所述支撐腳1的軸端設(shè)置有螺紋，所述下底板2上設(shè)有與所述支撐腳1的螺紋相配合的安裝孔，支撐腳1的軸端穿過下底板2上的安裝孔，下底板2的上端面設(shè)有與支撐腳1連接的調(diào)節(jié)螺母23。

還包括x方向水平尺24和y方向水平尺25，所述x方向水平尺24和y方向水平尺25設(shè)置在下底板2的上端面上，x方向水平尺24和y方向水平尺25相互之間呈垂直分布。

所述第二電機(jī)21與第三電機(jī)16的輸出軸同軸心，且第一電機(jī)22和第二電機(jī)21為同種電機(jī)。

所述兩個第一支鏈和一個第二支鏈連接上底板4和平臺11，且兩個第一支鏈和一個第二支鏈與底板4和平臺11的連接位置均呈等邊三角形分布；所述第一支鏈和第二支鏈的軸線與上底板平面的夾角為80度。

所述第一固定支架5的內(nèi)部兩側(cè)設(shè)置有兩個第一導(dǎo)軌，且第一導(dǎo)軌上的第一滑塊34通過螺栓固定連接在第一絲杠螺母35的兩側(cè)。

所述第二固定支架27的內(nèi)部兩側(cè)設(shè)置有兩個第二導(dǎo)軌28，且第二導(dǎo)軌28上的第二滑塊29通過螺栓固定連接在第二絲杠螺母30的兩側(cè)。

所述平臺11的下端面中間位置設(shè)置有水平傳感器38，且通過螺栓連接固定。

兩個第一電機(jī)22的輸出軸端設(shè)置分別有第一編碼器和第二編碼器，第二電機(jī)21和第三電機(jī)16的輸出軸端分別設(shè)置有第三編碼器和第四編碼器。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)，plc控制器、四個伺服驅(qū)動器、三個伺服電機(jī)和四個編碼器；四個伺服驅(qū)動器分別為第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器；三個伺服電機(jī)分別為第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)；四個編碼器分別為第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器和第四編碼器；所述控制器的輸出端分別與第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器的輸入端并聯(lián)連接；所述第一伺服驅(qū)動器的輸出端與第一電機(jī)的輸入端連接；所述第一編碼器的一端與第一電機(jī)連接，另一端與第一伺服驅(qū)動器連接；所述第二伺服驅(qū)動器的輸出端與另一個第一電機(jī)的輸入端連接；所述第二編碼器的一端與第一電機(jī)連接，另一端與第二伺服驅(qū)動器連接；所述第三伺服驅(qū)動器的輸出端與第二電機(jī)的輸入端連接；所述第三編碼器的一端與第二電機(jī)連接，另一端與第三伺服驅(qū)動器連接。所述第四伺服驅(qū)動器的輸出端與第三電機(jī)的輸入端連接；所述第四編碼器的一端與第三電機(jī)連接，另一端與第四伺服驅(qū)動器連接；所述水平傳感器的輸出端與控制器相連接。

控制器能夠根據(jù)設(shè)定角度值，通過算法運(yùn)算得出相應(yīng)的第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)的轉(zhuǎn)角，之后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)角運(yùn)算出相應(yīng)的脈沖數(shù)和脈沖頻率；所述第一伺服驅(qū)動器、第二伺服驅(qū)動器、第三伺服驅(qū)動器和第四伺服驅(qū)動器接收控制器發(fā)出的脈沖信號，分別控制第一電機(jī)、第二電機(jī)和第三電機(jī)運(yùn)行；所述編碼器采集電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速信息，并把采集的信息輸送給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器通過對比初始信息和反饋信息，從而調(diào)整相應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，確保電機(jī)達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角。所述平臺上的水平傳感器監(jiān)測平臺的轉(zhuǎn)角，并把測量值傳送給控制器，控制器對比測量值和設(shè)定值是否一致，若不一致則調(diào)整相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)角，從而使平臺精確達(dá)到設(shè)定的角度。

本發(fā)明的工作過程如下：根據(jù)下底板上的x方形水平尺24和y方向水平尺25示數(shù)，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺母23使得下底板2達(dá)到水平狀態(tài)。輸出設(shè)定的角度值，控制器根據(jù)角度值控制第一電機(jī)22、第二電機(jī)21和第三電機(jī)16運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)兩條第一支鏈的第一電機(jī)22和第二支鏈的第二電機(jī)21不動，第三電機(jī)16運(yùn)動，平臺11以第二支鏈為軸心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；第三電機(jī)16不動，兩條第一支鏈的第一電機(jī)22和第二支鏈的第二電機(jī)21同步運(yùn)動，實現(xiàn)平臺11的直線移動以及空間兩自由度的旋轉(zhuǎn)。通過第一電機(jī)22、第二電機(jī)21和第三電機(jī)16的運(yùn)動，從而使得平臺11達(dá)到相應(yīng)的角度。同時平臺11上的水平傳感器38實時監(jiān)測平臺11的角度，并反饋給控制器?？刂破鞑粩喑C正電機(jī)的轉(zhuǎn)角，使得平臺11的實際角度達(dá)到設(shè)定值。

上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。