[发明专利]直驱圆弧运动平台结构

说明书

技术领域

本发明属于测量与自动化控制装置技术领域，具体涉及一种直驱圆弧运动平台结构，利用动子相对于圆弧形的定子作圆弧往复运动的直驱式电机带动与动子连接的运动平台作相应的运动，同时运动平台自身相对于直驱式电机作横向运动，使运动平台实现圆弧运动以及与圆弧运动方向相垂直的横向运动的复合运动。

背景技术

高速度高精度运动平台广泛应用于精密检测和自动化行业，而圆弧运动平台主要但并不限于为应用于某一围绕某点具有固定的圆弧半径运动的应用场合而设计的，例如，X射线源的射线强度需要一个面向射线源并且能够做固定的半径运动的运动平台；又如，在光源强度检测或在医疗仪器的光源自动定位场合，往往需要对某个点的不同角度进行照射，则同样可以采用前述运动形式的直驱圆弧平台进行自动定位；再如，对于激光焊接圆弧连接场合，将激光头设置于运动平台上，从而由运动平台的前述高精度的匀速运动而可实现对圆弧壁焊缝的高精度焊接，等等。

并不限于上述例举的场合所应用的运动平台具有共同的特点，即能够体现复合运动，更具体地讲，需要精密圆弧运动与平动相结合。为了实现这种形式的运动，已有技术普遍使用小齿轮与大圆弧齿轮相啮合、齿轮与直线齿条相啮合、齿轮或直线电机加机械联动解耦方式，以及通过二维笛卡尔坐标加一个旋转运动平台实现圆弧运动而达到目的。

前述的齿轮啮合的欠缺在于运动精度难以保证，因为运动精度取决于齿轮的加工精度和装配精度，然而齿轮在加工过程中公差客观上无法避免，并且在装配过程中间隙也同样无法消除，加上齿轮容易磨损，维护不便；齿轮或直线电机加机械联动解耦的方式同样存在运动精度无法保障的欠缺，并且结构复杂，成本高而有失廉价；而二维笛卡尔坐标加旋转运动平台结构不仅成本高、体积庞大，而且对于实现圆弧运动控制的算法复杂。

本申请人进行了文献检索，在已公开的中国专利文献中虽然披露有并不限于的以下专利申请和/或专利方案，例如CN85100989A（电子换向直线电机）、CN102064659A（圆柱式直线电机的制造方法及装置）、CN1703996A（圆弧运动直线电机驱动窗帘机）、CN201136510Y（直线电机径向转向用径向机构拉杆节点）和CN100521469C（直线电机），等等。然而，均未披露得以弥补前述欠缺的可借鉴的技术启示。为此，本申请人作了积极而有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于提高动子相对于定子作圆弧运动精密程度、有利于确保运动平台的横向运动的可靠性、有益于体现整体结构简练并且紧凑以及有便于使后期的控制算法简便而藉以适应精密检测、精密制造和自动化控制场合的使用要求的直驱圆弧运动平台结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种直驱圆弧运动平台结构，包括一基座，该基座的长度方向的顶部呈圆弧形；一定子机构，固定在所述基座上，并且与基座的长度方向的一侧相对应；一圆弧运动平台和一动子机构，圆弧运动平台滑动地配设在所述基座上，而动子机构固定在圆弧运动平台上并且与所述定子机构相配合；一光栅尺，设置在定子机构上；一光栅头，该光栅头固定在所述动子机构上，并且与所述光栅尺相配合。

在本发明的一个具体的实施例中，所述基座的上部并且朝向所述定子机构的一侧敷设有一圆弧导轨，该圆弧导轨沿着基座的长度方向延伸，所述的圆弧运动平台滑动地配设在圆弧导轨上，所述的动子机构以及与所述光栅尺相配合的所述光栅头固定在圆弧运动平台的底部。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的定子机构包括第一、第二定子底板、一组第一磁铁和一组第二磁铁，第一、第二定子底板彼此面对面固定在所述基座上并且均构成为圆弧形，第一、第二定子底板之间保持有间距，藉由该间距构成为动子滑动槽，一组第一磁铁以间隔状态沿着第一定子底板朝向第二定子底板的一侧的长度方向设置，一组第二磁铁同样以间隔状态沿着第二定子底板朝向第一定子底板的一侧的长度方向设置，所述的光栅尺固定在光栅尺轨上，而光栅尺轨固定在所述第二定子底板背对所述第一定子底板的一侧的上部，并且该光栅尺轨的形状呈圆弧形，所述的基座与所述的第二定子底板之间构成有用于供与所述圆弧导轨滑动配合的圆弧运动平台相配合的滑动槽，所述的动子机构与所述动子滑动槽相配合并且对应于所述第一、第二磁铁之间，所述的光栅头固定在光栅头座上，光栅头座固定在连接垫块上，而连接垫块固定在动子机构上。