[发明专利]一种基于Roberts机构的圆周导向机构

说明书

本发明提供了一种基于Roberts机构的圆周导向机构，包括：外连接环；内连接环，所述内连接环和所述外连接环同轴；所述外连接环和内连接环之间分布有多个Roberts机构，所述多个Roberts机构将所述外连接环和所述内连接环连为一体。本发明所提供的基于Roberts机构的圆周导向机构为一体化结构，无需加工多个零件组装，采用电火花线切割工艺即可加工完成，加工制作简单，且易于实现较高的加工精度，进而利于提高导向精度。

技术领域

本发明涉及无轴承精密圆周导向机构的技术领域，尤其涉及一种基于Roberts机构的一体化柔性圆周导向机构。

背景技术

在雷达天线、经纬仪、精密仪器等存在精密圆周转动运动的设备中，往往需要使用圆周导向机构，以提高圆周运动的精度，减少非运动方向的运动误差。常用的圆周导向机构为滚动轴承和关节轴承。这些轴承在使用时，一般需要使用润滑物，使得设备中存在化学污染的可能。轴承在运转时，轴承内的构件之间相互摩擦，易使颗粒污染混入设备中。由于轴承的构造原理，轴承内的构件之间存在间隙，导致轴承在正反转转换时，形成回滞，造成运动误差，并降低导向精度。这些污染及回滞问题，使得常用的轴承不适宜在真空环境及精密光学系统中使用。

柔性结构以其无摩擦、无需润滑、无污染、无间隙、精度高的特点，在精密机构中应用广泛。这些特点也使得柔性结构适用于真空环境及精密光学系统。将柔性结构应用于导向机构，目前主要集中在直线导向机构方面，在圆周导向机构中采用柔性结构尚无报道。本发明在已有柔性直线导向机构的基础上，将运动形式由直线式转换为圆周式。这一转换原理存在于很多其他场合，如齿轮与齿条、滚动轴承与直线轴承、光栅与编码器、直线电机与交流电机等。已有的转换应用表明，在逻辑上，这种转换是完全可行的。且如同其他类似的转换应用，转换前后，柔性导向机构将依然可以保持其高精度的特性。

Roberts机构是生成直线运动的典型结构。申请号为CN200810229987.9的中国专利公开了一项名称为“直线平移平面九杆机构及直线平移运动机构构造方法”的技术方案，该发明将Roberts机构与两个平行四边形四杆机构组合，构造了一种直线平移运动机构。申请号为CN201110274522.7的中国专利公开了一项名称为“基于柔性Roberts机构的两级力分辨率的力传感器”的技术方案，该方案采用了八个Roberts机构对置排列，形成了两级直线运动平台，用于构建力传感器。上述发明中单个Roberts机构或多个Roberts机构排成一列，可用于直线运动导向。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种基于Roberts机构的圆周导向机构，本发明将多个Roberts机构不再排成一列，而是排成一个圆周。每个Roberts机构在圆周的切向方向上提供直线运动导向，多个Roberts机构在切向上的直线运动拟合，形成了对圆周运动的导向。基于此原理，本发明构造了一种基于Roberts机构的一体化柔性圆周导向机构。具体方案如下。

本发明提供了一种基于Roberts机构的圆周导向机构，包括外连接环；内连接环，所述内连接环和所述外连接环同轴；所述外连接环和内连接环之间分布有多个Roberts机构，所述多个Roberts机构将所述外连接环和所述内连接环连为一体。

在一些实施例中，所述外连接环与所述内连接环之间的多个Roberts机构在周向上呈均匀分布。

在一些实施例中，所述Roberts机构的数量至少为3个。

在一些实施例中，所述Roberts机构包括Roberts单元、串联有两个以上Roberts单元的Roberts机构、或混联有四个以上Roberts单元的Roberts机构。进一步优选地，所述Roberts机构为串联有两个Roberts单元的Roberts机构，和/或，所述Roberts机构为混联有四个Roberts单元的Roberts机构。

在一些实施例中，Roberts机构的数量为9个或12个。