CN101409112B

CN101409112B - 三轴运动平台

Info

Publication number: CN101409112B
Application number: CN200710181804A
Authority: CN
Inventors: 高云峰; 廖有用; 周尔清; 王光能; 付晓辉
Original assignee: Shenzhen Hans Electric Motor Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Hans Electric Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: CN101409112A

Abstract

本发明揭露一种三轴运动平台，包括底座，组装于所述底座两端的Y轴运动***，架设于所述底座中部的X轴运动***，以及固定于X轴运动***上的Z轴运动***，其中，所述X轴运动***、Y轴运动***以及Z轴运动***分别包括直线电机及滑动装置，该滑动装置包括导轨和滑块；所述X轴运动***还包括一横梁，所述用于驱动该X轴运动***的直线电机和所述导轨固定于该横梁上；所述Z轴运动***还包括一固定架，所述用于驱动该Z轴运动***的直线电机和所述导轨安装于所述固定架上。本发明三轴运动平台不但可以提高***运行平稳性和准确性，而且可以实现负载的高速、准确定位。

Description

三轴运动平台

【技术领域】

本发明涉及一种运动平台，尤其涉及一种直线电机驱动的三轴运动平台。

【技术背景】

传统的运动平台通常是通过旋转电机驱动同步带、螺杆或滚珠丝杆实现的，然而，机械传动由于惯量、刚度、磨损等原因，使得响应慢且滞后，存在一定的跟踪误差，也影响***运行速度和精度，同时，机械配置和运动行程也受结构限制。

因此，如何提供一种可以克服由于旋转电机驱动同步带、螺杆或滚珠丝杆而带来的上述问题的三轴运动平台已经成当前急需要解决的问题。

【发明内容】

本发明所欲解决的技术问题是提供一种由直线电机驱动的三轴运动平台以克服由传统滚珠丝杠传动所引起刚度差、效率低、响应慢等一系列问题。

本发明所采用的技术方案是：一种三轴运动平台，包括底座，组装于所述底座两端的Y轴运动***，架设于所述底座中部的X轴运动***，以及固定于X轴运动***上的Z轴运动***，其中，所述X轴运动***、Y轴运动***以及Z轴运动***分别包括直线电机及滑动装置，该滑动装置包括导轨和滑块；所述X轴运动***还包括一横梁，所述用于驱动该X轴运动***的直线电机和所述导轨固定于该横梁上；所述Z轴运动***还包括一固定架，所述用于驱动该Z轴运动***的直线电机和所述导轨安装于所述固定架上。

所述固定架包括一水平板和一竖直板，所述水平板垂直于所述竖直板向后延伸。

用于驱动X轴运动***的直线电子的定子安装于所述横梁上，其动子安装于所述水平板的下端面。

用于驱动Y轴运动***的直线电子的定子安装于所述底座上，其动子安装于所述横梁的侧端面。

用于驱动Z轴运动***的直线电机的定子和动子安装于所述竖直板的前端面。

所述X轴运动***中的滑块分别安装于所述水平板的下端面以及所述竖直板的后端面；所述Y轴运动***中的导轨安装于所述底座上，其滑块安装于所述横梁的底部；所述Z轴运动***中的导轨和滑块安装于所述竖直板上。

所述竖直板上还安装有一平衡弹簧。

所述X轴运动***、Y轴运动***和Z轴运动***分别包括位置反馈装置。

所述位置反馈装置为直线光栅编码器，该直线光栅编码器包括光栅尺和读头。

本发明所达到的技术效果是：本发明三轴运动平台通过在Y轴运动***中采用两个或多个直线电机作独立或同时控制，大大减小了负载移动或者变化引起的动态误差，X轴和Z轴采用无铁心直线电机，以提高***运行平稳性和准确性。同时，本发明之三轴运动平台可以实现负载的高速、准确定位。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明三轴运动平台的立体图。

图2是本发明三轴运动平台的立体分解图。

图3是本发明三轴运动平台的另一角度部分机构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1和图2，本发明三轴运动平台1包括底座10，X轴运动***20，Y轴运动***30和Z轴运动***40。

底座10概呈长方体，所述Y轴运动***30分别组装在底座10的两端，所述X轴运动***20架设于底座10的中部，X轴运动***20上组装Z轴运动***40。

X轴运动***20包括一横梁21、直线电机A22和导轨A23。所述直线电机A22包括定子A221和动子A222。所述定子A221安装于所述横梁21上。定子A221内装有磁铁。导轨A23分别装在定子A221的前后两侧。

Y轴运动***30包括一直线电机B31和导轨B32。直线电机B31亦包括定子B311和动子B312。定子B311安装于底座10上，定子B311的内部组装有磁铁。动子B312安装于所述横梁21的侧端面上。导轨B32亦安装于所述底座10上，且位于所述定子B311的内侧。所述横梁21的底部装有与所述导轨B32相匹配的滑块B211，在动子B312的带动下，通过滑块B211在导轨B32上的前后滑动，从而实现X轴运动***20以及组装在X轴运动***20上的Z轴运动***40在沿Y轴方向的运动。

请参阅图3，Z轴运动***40包括固定架C41、直线电机C42和导轨C43。所述直线电机C42和导轨C43均安装于所述固定架C41上。该固定架C41包括一水平板C411和一竖直板C412。所述水平板C411垂直于所述竖直板C412向后延伸。所述直线电机C42同样包括定子C421和动子C422。所述定子C421和动子C422安装于所述竖直板C412的前端面上。所述定子C421的内部装有磁铁。所述导轨C43亦安装于竖直板C412的前端面上。导轨C43上组装有与该导轨C43相匹配的滑块C431，从而在动子C422的带动下在Z轴方向上下运动。水平板C411的下端面上固定有X轴运动***中的直线电机A22的动子A222。所述水平板C411的下端面以及竖直板C412的后端面上分别组装有一与所述导轨A23相匹配的滑块C45，从而在所述动子A222的带动下在X轴方向左右运动。竖直板C412的上安装有一平衡弹簧C46，以防止突然断电时，滑块C431由于重力作用下滑而压坏被加工工件。

本发明之三轴运动平台1的X轴运动***20、Y轴运动***30和Z轴运动***40均设置有位置反馈装置50。在本实施例中，所述位置反馈装置50为直线光栅编码器，该直线光栅编码器包括光栅尺和读头。

本发明之三轴运动平台1的所有直线电机的电线均整装于拖链60内，再与外部电源相连接。

综上所述，本发明三轴运动平台1通过在Y轴运动***中采用两个或多个直线电机作独立或同时控制，大大减小了负载移动或者变化引起的动态误差，X轴、Z轴采用无铁心直线电机，以提高***运行平稳性和准确性。同时，本发明之三轴运动平台1可以实现负载的高速、准确定位。

Claims

1.一种三轴运动平台，包括底座（10），组装于所述底座两端的Y轴运动***（30），架设于所述底座中部的X轴运动***（20），以及固定于X轴运动***（20）上的Z轴运动***（40），其特征在于：

所述X轴运动***（20）包括一横梁（21）、直线电机A（22）及滑动装置A，该滑动装置A包括导轨A（23）和与导轨A（23）相匹配的滑块A（45），所述直线电机A（22）包括定子A（221）和动子A（222），所述定子A（221）安装于所述横梁（21）上，所述导轨A（23）分别装在定子A（221）前后两侧；

所述Y轴运动***（30）包括直线电机B（31）及滑动装置B，该滑动装置B包括导轨B（32）和与该导轨B（32）相匹配的滑块B（211），直线电机B（31）包括定子B（311）和动子B（312），定子B（311）和导轨B（32）均安装于底座（10）上，动子B（312）安装于所述横梁（21）的侧端面上，且所述滑块B（211）安装在所述横梁（21）的底部；

所述Z轴运动***包括一固定架（41）、直线电机C（42）及滑动装置C，该滑动装置C包括导轨C（43）和与该导轨C（43）相匹配的滑块C（431），所述直线电机C（42）和所述导轨C（43）安装于所述固定架（41）上，所述固定架包括一水平板（411）和一竖直板（412），所述水平板（411）垂直于所述竖直板向后延伸，且所述动子A（222）固定在该水平板（411）的下端面上，所述滑块A（45）分别组装于所述水平板（411）的下端面以及竖直板（412）的后端面；竖直板（412）安装有一平衡弹簧（46），且直线电机C（42）包括定子C（421）和动子C（422），所述定子C（421）、动子C（422）及导轨C（43）安装于竖直板（412）的前端面上，且所述滑块C（431）组装在导轨C（43）上。

2.如权利要求1所述的三轴运动平台，其特征在于：所述X轴运动***、Y轴运动***和Z轴运动***分别包括位置反馈装置。

3.如权利要求2所述的三轴运动平台，其特征在于：所述位置反馈装置为直线光栅编码器，该直线光栅编码器包括光栅尺和读头。