[发明专利]六自由度对接平台

说明书

技术领域

本发明属于空间对接技术领域，具体地说，涉及一种对空间对接位置和空间对接角度进行调校的六自由度对接平台。

背景技术

现有工业对空间对接技术的要求越来越高，如高精度工业制造中的工件对准、空间站对位、医疗化工中的管道对接，网络电子技术中的电路连接等，都涉及到两物体之间的对接，而影响对接精度的一个重要因素就是两物体接近面之间的相对平行问题。装配、加工或是物体自身成楔形都会造成不平行。在装配过程中首先要考虑的问题就是进行装配的两物体之间的对位。如图1所示，在工程中常常需要把工件装到滑槽上，滑槽a和b是竖直且相互平行的，工件左右两侧有两根互相平行的滑轨。那么在装配中首先要解决的问题就是使工件与上面的竖直滑槽准确对位。那么在装配中首先要解决的问题就是使工件与上面的竖直滑槽准确对位。即是通过对接平台在空间六个自由度调节工件，从而达到准确对位。

现有的空间对接技术中，如公开号为CN1326843多功能调节平台，包括支撑平台、工作平台、三个结构相同的平面调节机构，工作平台置放在支撑平台上，工作平台的一侧固装平面调节机构，平面调节机构包括一直线导轨，导轨内的滑块通过铰链与顶杆相连，顶杆固装在螺母上，螺母与安装在支撑平台上的螺杆啮合，螺母与两边起导向作用的直线导轨中的滑块连接，在工作平台的另一侧固装有两个直线导轨及相同结构。该发明能在一个平面内同时实现三个自由度的运动，工作平台能沿X轴和Y轴的移动，以及Z轴方向的转动。

其缺点是：没有工作平台沿X轴和Y轴的转动，以及Z轴方向的移动，无法实现六个自由度的运动。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度对接平台，工作平台可沿X轴、Y轴、Z轴的转动，以及X轴、Y轴、Z轴方向的移动，能实现六个自由度的运动。

为达到上述目的，本发明是一种六自由度对接平台，包括支撑平台、工作平台、三个结构相同的平面调节机构，其关键在于：在支撑平台、工作平台之间设置所述三个平面调节机构和一个随动机构，它们按矩阵分布，在所述平面调节机构下方的支撑平台上安装有至少三个结构相同的竖立调节机构，它们按三角形分布；所述平面调节机构由水平电机、联轴器、丝杆螺母副，活动滑座、滑块和轴承组成，其中水平电机安装在所述支撑平台上，水平电机的输出轴经联轴器连接丝杆，该丝杆与所述支撑平台的上表面平行，该丝杆上套装所述螺母，该螺母固定在所述活动滑座上，该活动滑座底面开槽，并套装在所述支撑平台上表面的滑轨上，所述活动滑座的上表面开有滑槽与所述滑轨空间垂直，该滑槽上套装所述滑块，该滑块固套在所述轴承内，该轴承固装在所述工作平台底部支承柱内；在所述三个结构相同的平面调节机构中，有两个位于同侧的平面调节机构中的丝杆轴心线相互平行，并与第三个平面调节机构中的丝杆轴心线的延长线相垂直，该第三个平面调节机构与所述随动机构位于同一侧；

当同侧二个平面调节机构的平行丝杆同向推动活动滑座工作，另一平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿X轴方向平移；

当另一平面调节机构丝杆推动活动滑座工作，同侧二个平面调节机构停止工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Y轴方向平移，同侧二个平面调节机构的滑块在滑槽内滑动。

当三个平面调节机构的丝杆沿同时按顺/逆时针方向推动活动滑座工作时，活动滑座工作带动滑块、轴承和工作平台沿Z轴方向转动。

所述随动机构由活动滑座、滑块和轴承组成，该随动机构中的活动滑座、滑块和轴承与所述平面调节机构中的活动滑座、滑块和轴承连接关系相同；

随动机构配合三个平面调节机构运行，可以提高工作平台的稳定性。

所述竖立调节机构由垂直电机、蜗轮蜗杆减速器、螺母座和调整螺杆组成，其中垂直电机固定在所述支撑平台上，其输出轴连接所述蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器的输出轴经联轴器与所述调整螺杆相连，该调整螺杆与所述支撑平台垂直并伸出支撑平台的下端，调整螺杆的末端套装在所述螺母座上。

固定住三个竖立调节机构的螺母座，当调整螺杆同向推动支撑平台运行，保持三个调整螺杆的行程一致时，实现支撑平台和工作平台沿Z轴方向移动。

当三个竖立调节机构的调整螺杆行程不等时，实现支撑平台和工作平台沿X轴和Y轴方向转动。

所述联轴器与丝杆之间安装有减速器。

所述支撑平台的中部开有空腔，该空腔内安装所述垂直电机和蜗轮蜗杆减速器。

所有部件安装在支撑平台和工作平台内，节省空间，保护部件不受损伤。

矩形设置，提高工作平台的稳定性，也便于活动滑座的行程推算。

工作平台沿Z轴旋转运动时，三者活动滑座的行程为：