CN205766113U - 用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，包括底座以及位于其上由低到高依次叠放的X向平台、Y向平台和Z轴回转平台；X向平台与底座之间设有X向运动机构，X向平台由X向运动机构驱动在底座上沿X向滑动；Y向平台与X向平台之间设有Y向运动机构，Y向平台由Y向运动机构驱动在X向平台上沿Y向滑动；Z轴回转平台与Y向平台之间设有Z轴回转机构，Z轴回转平台由Z轴回转机构驱动能在Y向平台上相对Y向平台转动；底座固设有多个升降机构，升降机构分布于X向、Y向、Z轴回转平台的周侧。本实用新型可以通过对六自由度的调节来调整单块花岗岩平台的位置和姿态，能够高效准确的拼装气浮支撑平台的空间位置和姿态。
Description
技术领域
本实用新型属于辅助设备领域，尤其是涉及一种用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置。
背景技术
随着航天技术飞速发展，为保证航天器在轨有效运行，建设相关配套的地面仿真试验***是发展航天技术的重要保障。大型超平支撑平台作为非常重要的大型精密试验设备，为轨道交会对接全物理仿真试验***提供试验平台。
大型超平支撑平台是由多块花岗岩平台拼接而成，为试验负载提供稳定的高精度水平支撑面，其性能直接决定了航天器全物理、半物理仿真的置信度。为了快速准确的将上百块花岗岩平台拼接成一个整体，且满足拼缝宽度、平台高度及水平度要求，花岗岩平台拼接机构必须具备六自由调节能力。
本实用新型发明之前，花岗岩平台拼接方法主要有两种，一种方法是将平台放置在球轴承上，通过人力用撬杠将花岗岩平台移动到合适位置；另一种方法是采用气垫将平台浮起，人工推动平台到安装位置。这两种拼接方法都只具有三自由度，不能调整平台升降及两个方向的俯仰，平台拼接的灵活性低，调平前后拼缝宽度变化较大，且拼接效率和可靠性低，容易磕碰到平台。其中气垫拼接对地面有特殊要求，因此上述两种方法已经不能满足大面积平台高效准确的拼接要求，需重新进行设计研制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，以满足大面积平台高效准确的拼接要求。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，包括底座以及位于其上由低到高依次叠放的X向平台、Y向平台和Z轴回转平台；
所述X向平台与所述底座滑动连接，且两者之间设有X向运动机构，所述X向平台由所述X向运动机构驱动在所述底座上沿X向滑动；
所述Y向平台与所述X向平台滑动连接，且两者之间设有Y向运动机构，所述Y向平台由所述Y向运动机构驱动在所述X向平台上沿Y向滑动；所述X向与Y向相互垂直；
所述Z轴回转平台与所述Y向平台转动连接，且两者之间设有Z轴回转机构，所述Z轴回转平台由所述Z轴回转机构驱动能在所述Y向平台上相对Y向平台转动；
所述底座固设有多个升降机构，所述升降机构分布于所述X向平台、所述Y向平台、所述Z轴回转平台的周侧，且所述升降机构的升降杆的升降高度能分别调节。
进一步的，所述X向运动机构包括第一调节手轮、第一行星减速器和第一丝杠螺母副，转动所述第一调节手轮将力矩通过所述第一行星减速器传到第一丝杠螺母副，所述第一丝杠螺母副中的螺母驱动所述X向平台沿X向滑动，所述第一行星减速器通过第一固定座A固定在所述底座上，所述第一丝杠螺母副通过第一固定座B固定在所述底座上。
进一步的，所述Y向运动机构包括第二调节手轮、第二行星减速器和第 二丝杠螺母副，转动所述第二调节手轮将力矩通过所述第二行星减速器传到第二丝杠螺母副，所述第二丝杠螺母副中的螺母驱动所述Y向平台沿Y向滑动，所述第二行星减速器通过第二固定座A固定在所述底座上，所述第二丝杠螺母副通过第二固定座B固定在所述底座上。
进一步的，所述第二行星减速器和所述第二丝杠螺母副之间设有90度换向器，所述第二行星减速器输出力矩通过光杆传到90度换向器再传到所述第二丝杠螺母副，所述第二行星减速器和所述第二丝杠螺母副垂直。
进一步的，所述Z轴回转机构包括第三调节手轮、第三行星减速器、第三丝杠螺母副和回转推杆，所述回转推杆的一端连接在所述第三丝杠螺母副中的螺母上，另一端连接在所述Z轴回转平台上，转动所述第三调节手轮将力矩通过所述第三行星减速器传到第三丝杠螺母副，所述第三丝杠螺母副中的螺母推动回转推杆使Z轴回转平台绕Z轴旋转，所述第三行星减速器通过第三固定座A固定在所述底座上，所述第三丝杠螺母副通过第三固定座B固定在所述底座上。
进一步的，所述升降机构通过升降手轮来调节升降高度，所述升降机构为三个，分别为第一升降机构、第二升降机构和第三升降机构，所述第一升降机构、所述第二升降机构和所述第三升降机构所处位置位于等腰三角形的三个顶点。
进一步的，所述X向平台与所述底座通过X向导轨滑动连接，所述Y向平台与所述X向平台通过Y向导轨滑动连接，所述Z轴回转平台与所述Y向平台通过回转轴承转动连接。
进一步的，所述底座与所述X向平台、所述Y向平台和所述Z轴回转平台相互平行且在初始位置时中心线重合，所述回转轴承的轴心线与所述Z轴回转平台的中心线重合。
进一步的，所述Y向平台上设有螺母限位座。所述螺母限位座所在位置能保证Z轴回转平台绕Z轴回转±2°。
进一步的，所述底座下端面固定有四个移动脚轮。
相对于现有技术，本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置具有以下优势：
(1)本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，结构紧凑、承载大，在地沟内只需两人便可操作，重载下各方向调节轻松灵活，能够实现六自由度调节，完全满足平台的拼接要求。
(2)本实用新型所述升降机构通过升降手轮调节。由三个升降机构组成的升降、倾角调节***，采用人工手动调节。为减轻人工劳动强度，每个升降机构由蜗轮蜗杆传动。
(3)本实用新型所述的由直线导轨、回转轴承和丝杠组成的***能够实现X向、Y向移动和绕Z轴回转的功能，各部分是串联在一起，调节时互不干涉。在丝杠末端增加一级行星减速器，减小输入扭矩。
(4)本实用新型所述的Y向平台上设有螺母限位座。通过对丝杠上螺母的限位使回转推杆在所需范围内推动回转平台旋转。
(5)本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置能够实现X向±80mm的微调、Y向±50mm的微调、Z向升降70mm的微调、绕Z轴回转±2°、绕X、Y轴倾角调节±1°。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置
结构示意图；
图2为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置主视图；
图3为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置俯视图；
图4为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置X向运动机构局部视图；
图5为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置Y向运动机构局部视图；
图6为本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置Z轴回转机构局部视图。
附图标记说明：
1-底座；2-第一升降机构；3-X向平台；4-Y向平台；5-X向运动机构；6-Z轴回转平台；7-第二升降机构；8-Z轴回转机构；9-第三升降机构；10-Y向运动机构；11-X向导轨；12-Y向导轨；13-回转轴承；14-移动脚轮；15-第一升降手轮；16-第二升降手轮；17-第三升降手轮；18-螺母限位座；501-第一调节手轮；502-第一行星减速器；503-第一固定座A；504-第一丝杠螺母副；505-第一固定座B；801-第三调节手轮；802-第三行星减速器；803-第三固定座A；804-第三丝杠螺母副；805-第三固定座B；806-回转推杆；1001-第二调节手轮；1002-第二行星减速器；1003-第二固定座A；1004-光杆；1005-90度换向器；1006-第二固定座B；1007-第二丝杠螺母副；1008-第二固定座。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，包括底座1以及位于其上由低到高依次叠放的X向平台3、Y向平台4和Z轴回转平台6；所述X向平台3与所述底座1滑动连接，且两者之间设有X向运动机构5，所述X向平台3由所述X向运动机构5驱动在所述底座1上沿X 向滑动；所述Y向平台4与所述X向平台3滑动连接，且两者之间设有Y向运动机构10，所述Y向平台4由所述Y向运动机构10驱动在所述X向平台3上沿Y向滑动；所述X向与Y向相互垂直；所述Z轴回转平台6与所述Y向平台4转动连接，且两者之间设有Z轴回转机构8，所述Z轴回转平台6由所述Z轴回转机构8驱动能在所述Y向平台4上相对Y向平台4转动；所述底座1固设有多个升降机构，所述升降机构分布于所述X向平台3、所述Y向平台4、所述Z轴回转平台6的周侧，且所述升降机构的升降杆的升降高度能分别调节。
本实用新型调节方式：①升降调节。旋转第一升降手轮15、第二升降手轮16、第三升降手轮17，将第一升降机构2、第二升降机构7、第三升降机构9同时升高或降低相同的高度。②绕X轴偏摆。旋转第二升降手轮16和第三升降手轮17，升高第二升降机构7并降低第三升降机构9，或降低第二升降机构7并升高第三升降机构9。③绕Y轴偏摆。旋转第一升降手轮15、第二升降手轮16和第三升降手轮17，升高第一升降机构2并降低第二升降机构7和第三升降机构9，或降低第一升降机构2并升高第二升降机构7和第三升降机构9。④X向移动。利用X向运动机构5，旋转第一调节手轮501，将输入力矩通过第一行星减速器502传递到第一丝杠螺母副504，螺母带动X向平台3沿X向导轨11运动。⑤Y向移动。利用Y向运动机构10，旋转第二调节手轮1001，将输入力矩通过第二行星减速器1002传递到光杆1004，并通过90度换向器1005将力矩传递到第二丝杠螺母副1007，螺母带动Y向平台4Y向导轨12运动。⑥绕Z轴回转。利用Z轴回转机构8，旋转第三调节手轮801，将输入力矩通过第三行星减速器17传递到第三丝杠螺母副19，螺母带动回转推杆806移动，同时回转推杆806推动Z轴回转平台6通过回转轴承13旋转。
本实用新型应用说明：①平台调节机构坐标系如图1所示；②第一升降机构2、第二升降机构7和第三升降机构9都是通过蜗轮蜗杆带动丝杠螺母副运动，其中螺母只做旋转运动、丝杠只做升降运动；③X向运动机构5、Y向运动机构10和Z轴回转机构8都是通过行星减速器带动丝杠螺母副运动，其中丝杠只做旋转运动、螺母只做平移运动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：包括底座(1)以及位于其上由低到高依次叠放的X向平台(3)、Y向平台(4)和Z轴回转平台(6)；
所述X向平台(3)与所述底座(1)滑动连接，且两者之间设有X向运动机构(5)，所述X向平台(3)由所述X向运动机构(5)驱动在所述底座(1)上沿X向滑动；
所述Y向平台(4)与所述X向平台(3)滑动连接，且两者之间设有Y向运动机构(10)，所述Y向平台(4)由所述Y向运动机构(10)驱动在所述X向平台(3)上沿Y向滑动；所述X向与所述Y向相互垂直；
所述Z轴回转平台(6)与所述Y向平台(4)转动连接，且两者之间设有Z轴回转机构(8)，所述Z轴回转平台(6)由所述Z轴回转机构(8)驱动能在所述Y向平台(4)上相对Y向平台(4)转动；
所述底座(1)固设有多个升降机构，所述升降机构分布于所述X向平台(3)、所述Y向平台(4)和所述Z轴回转平台(6)的周侧，且所述升降机构的升降杆的升降高度能分别调节。
2.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述X向运动机构(5)包括第一调节手轮(501)、第一行星减速器(502)和第一丝杠螺母副(504)，所述第一丝杠螺母副(504)的轴心线平行于X向，转动所述第一调节手轮(501)将力矩通过所述第一行星减速器(502)传到第一丝杠螺母副(504)，所述第一丝杠螺母副(504)中的螺母驱动所述X向平台(3)沿X向滑动，所述第一行星减速器(502)通过第一固定座A(503)固定在所述底座(1)上，所述第一丝杠螺母副(504)通过第一固定座B(505)固定在所述底座(1)上。
3.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述Y向运动机构(10)包括第二调节手轮(1001)、第二行星减速器(1002)和第二丝杠螺母副(1007)，所述第二丝杠螺母副(1007)的轴心线平行于Y向，转动所述第二调节手轮(1001)将力矩通过所述第二行星减速器(1002)传到第二丝杠螺母副(1007)，所述第二丝杠螺母副(1007)中的螺母驱动所述Y向平台(4)沿Y向滑动，所述第二行星减速器(1002)通过第二固定座A(1003)固定在所述底座(1)上，所述第二丝杠螺母副(1007)通过第二固定座B(1008)固定在所述底座(1)上。
4.根据权利要求3所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述第二行星减速器(1002)和所述第二丝杠螺母副(1007)之间设有90度换向器(1005)，所述第二行星减速器(1002)输出力矩通过光杆(1004)传到90度换向器(1005)再传到所述第二丝杠螺母副(1007)，所述第二丝杠螺母副(1007)靠近所述90度换向器(1005)的一端通过第二固定座(1006)固定在所述底座(1)上，所述第二行星减速器(1002)和所述第二丝杠螺母副(1007)垂直。
5.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述Z轴回转机构(8)包括第三调节手轮(801)、第三行星减速器(802)、第三丝杠螺母副(804)和回转推杆(806)，所述回转推杆(806)的一端连接在所述第三丝杠螺母副(804)中的螺母上，另一端连接在所述Z轴回转平台(6)上，转动所述第三调节手轮(801)将力矩通过所述第三行星减速器(802)传到第三丝杠螺母副(804)，所述第三丝杠螺母副(804)中的螺母推动回转推杆(806)使Z轴回转平台(6)绕Z轴旋转，所述第三行星减速器(802)通过第三固定座A(803)固定在所述底座(1)上，所述第三丝杠螺母副(804)通过第三固定座B(805)固定在 所述底座(1)上。
6.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述升降机构通过升降手轮来调节升降高度，所述升降机构为三个，分别为第一升降机构(2)、第二升降机构(7)和第三升降机构(9)，所述第一升降机构(2)、所述第二升降机构(7)和所述第三升降机构(9)所处位置位于等腰三角形的三个顶点。
7.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述X向平台(3)与所述底座(1)通过X向导轨(11)滑动连接，所述Y向平台(4)与所述X向平台(3)通过Y向导轨(12)滑动连接，所述Z轴回转平台(6)与所述Y向平台(4)通过回转轴承(13)转动连接。
8.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述底座(1)与所述X向平台(3)、所述Y向平台(4)和所述Z轴回转平台(6)相互平行且在初始位置时中心线重合，所述回转轴承(13)的轴心线与所述Z轴回转平台(6)的中心线重合。
9.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述Y向平台(4)上设有螺母限位座(18)，所述螺母限位座(18)所在位置能保证Z轴回转平台(6)绕Z轴回转±2°。
10.根据权利要求1所述的用于拼装大面积气浮支撑平台的六自由度装置，其特征在于：所述底座(1)下端面固定有四个移动脚轮(14)。
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