專利名稱：圓周角度調整機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及少自由度空間調整機構領域，具體而言，涉及一種圓周角度調整機構。
背景技術：
空間4-UPU并聯機構是一種能夠實現空間三維移動和繞Z軸轉動的機構模型。該機構是一種并聯機構，具有結構對稱且相對簡單、剛度大等優點，用于開發新型工作臺、并聯機床、四維力傳感器以及微操作機器人等。與六自由度并聯機器人相比，少自由度并聯機器人具有結構簡單，造價低等特點，在工業生產及其他領域有著廣闊的應用前景。但是，由于大多數少自由度并聯機構中存在過約束和自由度耦合等現象，所以這類并聯機構的運動學分析較復雜，運動規律難以直觀判別。特別是實現回轉調節時，需要協調各個驅動支鏈同時動作，控制較為復雜。

實用新型內容本實用新型旨在提供一種調整方便的圓周角度調整機構。本實用新型提供了一種圓周角度調整機構，包括固定基座和設置在固定基座上方的回轉平臺，以及設置在固定基座與回轉平臺之間以對回轉平臺形成支承的多個驅動支鏈，圓周角度調整機構還包括固定設置在固定基座上的固定支架，固定支架上設置有驅動回轉平臺轉動的回轉驅動裝置。進一步地，回轉驅動裝置包括驅動齒輪，回轉平臺上具有與驅動齒輪嚙合的外齒部。進一步地，回轉驅動裝置還包括可自鎖的蝸桿減速機和與蝸桿減速機的輸入軸連接的手輪，驅動齒輪與蝸桿減速機的輸出軸連接。進一步地，固定支架包括固定設置在固定基座上的并沿豎直方向延伸的多個立柱和連接在相鄰兩個立柱之間的加強板，加強板位于回轉平臺的外側，回轉驅動裝置設置在加強板上。進一步地，回轉平臺的外周面呈圓弧形，加強板內側具有定位回轉平臺的弧形定位部。進一步地，驅動支鏈為四個，每個驅動支鏈包括兩個萬向鉸和設置在兩個萬向鉸之間的直線移動副。進一步地，圓周角度調整機構還包括固定設置在固定基座下方并沿豎直方向高度可調節的至少三個調整支承單元。進一步地，調整支承單元為液壓調整支承單元，液壓調整支承單元包括液壓油缸和設置在液壓油缸的活塞桿端部的支腳。進一步地，固定基座上設置有沿豎直方向延伸的油缸安裝孔，液壓油缸穿設并固定在油缸安裝孔中且活塞桿豎直向下設置。[0014]進一步地，液壓油缸的缸體上設置有法蘭盤，法蘭盤與固定基座的上表面螺栓連接；活塞桿上具有螺紋，并設置有與螺紋配合的自鎖螺母。進一步地，液壓調整支承單元的個數與驅動支鏈的個數相同，驅動支鏈的下端與液壓油缸的上端相連接。進一步地，回轉平臺和固定基座分別為一體成型結構或者多塊拼接結構。根據本實用新型的圓周角度調整機構，通過在固定基座上設置固定支架，并在固定支架上設置回轉驅動裝置，通過回轉驅動裝置直接驅動回轉平臺轉動，相比現有技術中通過支承回轉平臺的驅動支鏈驅動回轉平臺轉動，具有控制簡單、方便的優點。

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:圖1是根據本實用新型的圓周角度調整機構的立體結構示意圖；圖2是根據本實用新型的圓周角度調整機構的回轉平臺與回轉驅動裝置的配合關系結構不意圖；圖3是根據本實用新型的圓周角度調整機構的固定支架的立體結構示意圖；圖4是根據本實用新型的圓周角度調整機構的加強板的第一立體結構示意圖；圖5是根據本實用新型的圓周角度調整機構的加強板的第二立體結構示意圖；圖6是根據本實用新型的圓周角度調整機構的回轉平臺的立體結構示意圖；圖7是根據本實用新型的圓周角度調整機構的驅動支鏈的立體結構示意圖；圖8是根據本實用新型的圓周角度調整機構的驅動支鏈的局部放大示意圖；圖9是根據本實用新型的圓周角度調整機構的固定基座的立體結構示意圖；圖10是根據本實用新型的圓周角度調整機構的調整支承單元的立體結構示意圖；以及圖11是根據本實用新型的圓周角度調整機構的調整支承單元與驅動支鏈的連接結構示意圖。
具體實施方式
下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。如圖1至3所示，本實用新型提供的圓周角度調整機構，包括固定基座10和設置在固定基座10上方的回轉平臺20，以及設置在固定基座10與回轉平臺20之間以對回轉平臺20形成支承的多個驅動支鏈30，圓周角度調整機構還包括固定設置在固定基座10上的固定支架12，固定支架12上設置有驅動回轉平臺20轉動的回轉驅動裝置50。本實用新型通過在固定基座10上設置固定支架12，并在固定支架12上設置回轉驅動裝置50，通過回轉驅動裝置50直接驅動回轉平臺20轉動，相比現有技術中通過支承回轉平臺的驅動支鏈30驅動回轉平臺20轉動，具有控制簡單、方便的優點。具體地，如圖3至5所示，固定支架12包括多個立柱12a和連接在相鄰兩個立柱12a之間的加強板12b，通過在立柱12a上設置加強板12b，對回轉平臺20徑向限位，即限制回轉平臺20的X和Y方向的自由度，使回轉平臺20僅具有繞Z軸轉動的自由度，從而簡化控制，降低系統的復雜程度。多個立柱12a豎直設置，固定基座上設置有定位樁13，立柱12a下端與定位樁13配合固定。具體地，定位樁13的橫截面尺寸小于立柱12a的橫截面尺寸，立柱12a下端具有與定位樁13配合的定位孔，固定時，立柱12a套設在定位樁13上，并通過銷釘橫穿立柱12a和定位樁13固定。相鄰兩個立柱12a之間設置加強板12b，加強板12b的結構如圖4和圖5所示，力口強板12b內側具有與回轉平臺20的外周面配合的弧形定位部12c，即加強板12b的弧形定位部12c將回轉平臺20圓弧形的外周面卡緊，限制回轉平臺20的X和Y方向的自由度，使回轉平臺20僅具有繞Z軸旋轉的自由度。結合圖2和圖3，加強板12b上設置有驅動回轉平臺20繞豎直方向(Z軸)轉動的回轉驅動裝置50，回轉驅動裝置50包括可自鎖的蝸桿減速機52和與蝸桿減速機52的輸入軸連接的手輪53，以及與蝸桿減速機52的輸出軸連接的驅動齒輪51，回轉平臺20的外周上具有與驅動齒輪51嚙合的外齒部21。轉動手輪53，帶動驅動齒輪51轉動，驅動齒輪51與外齒部21相互嚙合，從而驅動回轉平臺20轉動。外齒部21的長度根據回轉平臺20需要轉動的幅度決定。具體地，回轉驅動裝置50設置在如圖4所示的加強板12b上，該加強板12b的中部設置有驅動裝置安裝部，驅動裝置安裝部上具有沿豎直方向貫通的通孔12d，回轉驅動裝置50固定在驅動裝置安裝部上，并且驅動齒輪51位于通孔12d中，回轉平臺20的外齒部21與位于通孔12d中的驅動齒輪51嚙合。如圖6和圖7所示，并結合圖1，驅動支鏈30為四個，每個驅動支鏈30包括兩個萬向鉸31和設置在兩個萬向鉸31之間的直線移動副32，即四個驅動支鏈30形成4-UPU并聯機構，對回轉平臺調整，對于4-UPU并聯機構的具體工作原理及控制過程，現有技術中已經有較為成熟的研究，在此不再詳細描述。驅動支鏈30上端的萬向鉸31與回轉平臺20連接，下端的萬向鉸31與液壓油缸41的上端連接。如圖8所示，萬向鉸31包括與直線移動副32固定連接的雙耳板31a和設置在雙耳板31a之間的連接塊31b以及與連接塊31b配合的螺紋連接銷軸31c ;雙耳板31a與連接塊31b通過水平連接軸相可轉動連接；螺紋連接銷軸31c包括兩端的螺紋部和中間的銷軸部，連接塊31b上設置有沿豎直方向延伸的銷軸孔，螺紋連接銷軸31c的銷軸部可轉動地設置在銷軸孔中。螺紋連接銷軸31c —端的螺紋部與液壓油缸41上端螺紋連接，然后將連接塊31b設置在銷軸部，并在另一端的螺紋部上擰上螺母，使銷軸部相對銷軸孔可轉動。直線移動副32為4-UPU機構的驅動裝置，通過直線移動副32長度變化，實現動平臺20的四自由度位姿調整，即三維移動及繞z軸的轉動自由度。直線移動副32可以為絲桿、油、汽缸和電動推桿或其它任何形式、具有一定支承能力的移動單元構成。如圖9至10所示，并結合圖1，圓周角度調整機構還包括固定設置在固定基座10下方的沿豎直方向高度可調節的至少三個調整支承單元40，調整支承單元40配合，從而能夠使固定基座10調節呈水平狀態，一般地，還設置有水平度檢測和反饋裝置，與調整支承單元40配合使用，能夠更快速調節固定基座10呈水平狀態。具體地，調整支承單元40為液壓調整支承單元，也可以采用絲杠等其他調節機構。如圖9和圖1所示，液壓調整支承單元為四個，沿固定基座10的周向均勻分布。液壓調整支承單元包括液壓油缸41和設置在液壓油缸41的活塞桿端部的支腳42。支腳42為結構件，通過弧形球面與液壓油缸41的活塞桿頭部相接觸，利用銷軸懸置于活塞桿下端，保證在地面傾斜的情況下，支腳42能夠可靠地與地面接觸。固定基座10上設置有沿豎直方向延伸的油缸安裝孔，液壓油缸41穿設并固定在油缸安裝孔中，活塞桿豎直向下設置，從而對固定基座10水平支撐和調整。具體地，液壓油缸41的缸體上設置有法蘭盤41a，法蘭盤41a與固定基座10的上表面螺栓連接。通過采用油缸安裝孔來固定液壓油缸41，使液壓油缸41固定更可靠，特別當隨動頂升平臺70相對固定基座10傾斜時，液壓油缸41能夠承受更大的側向受力。優選地，如圖10至11所示，活塞桿上具有部分螺紋，并設置有與螺紋配合的自鎖螺母41b，在需要長時間支撐時，通過自鎖螺母41b對液壓油缸41手動鎖緊，從而起到機械限位的作用，提高液壓油缸41的安全性。液壓調整支承單元增大了整個裝置的豎直調整能力，同時也方便安裝或者架設其他臨時設備和載重運輸設備。如圖9所示，當需要移動式，通過液壓調整支承單元將固定基座10頂升一定的高度,然后在固定基座10下部安裝4個載重移運設備11,方便圓周角度調整機構的水平移動。本實用新型的固定基座10和回轉平臺20分別可以為一體成型結構，也可以為分體式拼接結構，當采用分體式拼接結構，便于實現對特殊裝備拼裝處理。優選地，如圖11所示，并結合圖1，調整支承單元40的個數與驅動支鏈30的個數相同，并且驅動支鏈30的下端與液壓油缸41的上端相連接，即驅動支鏈30承受的支撐力直接作用在液壓油缸41上，使固定基座10承受較小的剪切力和彎矩，提高整個裝置的可靠性。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果:根據本實用新型的圓周角度調整機構，通過在固定基座上設置固定支架，并在固定支架上設置回轉驅動裝置，通過回轉驅動裝置直接驅動回轉平臺轉動，相比現有技術中通過支承回轉平臺的驅動支鏈驅動回轉平臺轉動，具有控制簡單、方便的優點。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種圓周角度調整機構，包括固定基座(10)和設置在所述固定基座(10)上方的回轉平臺(20)，以及設置在所述固定基座(10)與所述回轉平臺(20)之間以對所述回轉平臺(20 )形成支承的多個驅動支鏈(30 )，其特征在于， 所述圓周角度調整機構還包括固定設置在所述固定基座(10)上的固定支架(12)，所述固定支架(12)上設置有驅動所述回轉平臺(20)轉動的回轉驅動裝置(50)。
2.根據權利要求1所述的圓 周角度調整機構，其特征在于， 所述回轉驅動裝置(50)包括驅動齒輪(51)，所述回轉平臺(20)上具有與所述驅動齒輪(51)嚙合的外齒部(21)。
3.根據權利要求2所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述回轉驅動裝置(50 )還包括可自鎖的蝸桿減速機(52 )和與所述蝸桿減速機(52 )的輸入軸連接的手輪(53)，所述驅動齒輪(51)與所述蝸桿減速機(52)的輸出軸連接。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述固定支架(12)包括固定設置在所述固定基座(10)上的并沿豎直方向延伸的多個立柱(12a)和連接在相鄰兩個所述立柱(12a)之間的加強板(12b)，所述加強板(12b)位于所述回轉平臺(20)的外側，所述回轉驅動裝置(50)設置在所述加強板(12b)上。
5.根據權利要求4所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述回轉平臺(20)的外周面呈圓弧形，所述加強板(12b)內側具有定位所述回轉平臺(20)的弧形定位部。
6.根據權利要求1所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述驅動支鏈(30)為四個，每個所述驅動支鏈(30)包括兩個萬向鉸(31)和設置在所述兩個萬向鉸(31)之間的直線移動副(32 )。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述圓周角度調整機構還包括固定設置在所述固定基座(10)下方并沿豎直方向高度可調節的至少三個調整支承單元(40 )。
8.根據權利要求7所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述調整支承單元(40)為液壓調整支承單元(40)，所述液壓調整支承單元(40)包括液壓油缸(41)和設置在所述液壓油缸(41)的活塞桿端部的支腳(42)。
9.根據權利要求8所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述固定基座(10)上設置有沿豎直方向延伸的油缸安裝孔，所述液壓油缸(41)穿設并固定在所述油缸安裝孔中且所述活塞桿豎直向下設置。
10.根據權利要求9所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述液壓油缸(41)的缸體上設置有法蘭盤(41a)，所述法蘭盤(41a)與所述固定基座(10)的上表面螺栓連接； 所述活塞桿上具有螺紋，并設置有與所述螺紋配合的自鎖螺母(41b)。
11.根據權利要求8所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述液壓調整支承單元(40)的個數與所述驅動支鏈(30)的個數相同，所述驅動支鏈(30)的下端與所述液壓油缸(41)的上端相連接。
12.根據權利要求1所述的圓周角度調整機構，其特征在于， 所述回轉平臺(20)和所述固定基座(10)分別為一體成型結構或者多塊拼接結構。
專利摘要本實用新型提供了一種圓周角度調整機構，包括固定基座和設置在固定基座上方的回轉平臺，以及設置在固定基座與回轉平臺之間以對回轉平臺形成支承的多個驅動支鏈，圓周角度調整機構還包括固定設置在固定基座上的固定支架，固定支架上設置有驅動回轉平臺轉動的回轉驅動裝置。根據本實用新型的圓周角度調整機構，通過在固定基座上設置固定支架，并在固定支架上設置回轉驅動裝置，通過回轉驅動裝置直接驅動回轉平臺轉動，相比現有技術中通過支承回轉平臺的驅動支鏈驅動回轉平臺轉動，具有結構簡單、方便的優點。
文檔編號B25J9/00GK203077276SQ201320063909
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月4日 優先權日2013年2月4日
發明者鐘興華, 李自軍 申請人:中聯重科股份有限公司