一种三轴摇摆台

摘要

一种新型三轴摇摆台，可以提供三自由度摇摆运动环境，主要由基座、内中外框架、内中外轴系、内中外框摆杆、内中外滚珠丝杠、内中外步进电机、内中外框联接铰链、内中外框插销组成。当电机接收到工控机发来的运动指令脉冲信号后，进行正向、反向转动，滚珠丝杠将电机的正、反向旋转运动转化成往复的直线运动，通过摆杆推动框架，从而实现转台三个框架的摇摆运动。本发明将传动系统置于框架外侧，并采用滚珠丝杠作为传动系统的运动部件，既利用传动比减小了驱动电机的功率，大大减小了台体体积，又解决了往返运动的传动间隙、噪声、效率损失等问题。

主权项

一种三轴摇摆台，其特征在于包括：基座(1)、外框架(2)、中框架(3)、内框架(4)、外轴系(5)、中轴系(6)、内轴系(7)、外框丝杠(8)、中框丝杠(9)、内框丝杠(10)、外框电机(11)、中框电机(12)、内框电机(13)、外框摆杆(14)、中框摆杆(15)、内框摆杆(16)、外框联接铰链(17)、中框联接铰链(18)、内框联接铰链(19)、外框插销(20)、中框插销(21)和内框插销(22)；外框架(2)为U形框架结构，中框架(3)和内框架(4)均为O形框架结构；外框架(2)通过外轴系(5)与基座(1)连接，外轴系(5)的安装轴线为Z轴，外框架(2)绕着Z轴旋转；内框架(4)位于中框架(3)内部，内轴系(7)分为两部分，两部分同轴安装且安装轴为X轴，内轴系(7)的两部分分别穿过中框架(3)X轴方向的两个端面与内框架(4)X轴方向对应的两个端面连接，实现中框架(3)与内框架(4)的连接，内框架(4)绕着X轴旋转；中框架(3)位于外框架(2)的内部，中轴系(6)分为两部分，两部分同轴安装且安装轴为Y轴，中轴系(6)的两部分分别穿过外框架(2)Y轴方向的两个端面与中框架(3)Y轴方向对应的两个端面连接，实现外框架(2)与中框架(3)的连接，中框架(3)绕着Y轴旋转；内框联接铰链(19)固定安装在中框架(3)的下端面上，内框丝杠(10)的输入端与内框电机(13)固定连接，将内框电机(13)的旋转运动转化为沿Y轴方向的往复直线运动；内框丝杠(10)的缸体穿过内框联接铰链(19)并与内框联接铰链(19)活动连接，使得内框丝杠(10)的缸体绕着内框联接铰链(19)在垂直于Z轴的平面内摆动，内框丝杠(10)的输出端与内框摆杆(16)活动连接，内框摆杆(16)沿Z轴方向与内框架(4)固定连接，内框摆杆(16)的安装轴线与X轴在同一个平面内且与X轴垂直；内框丝杠(10)输出端的往复直线运动通过内框摆杆(16)的传动，使得内框架(4)绕着X轴旋转；中框联接铰链(18)固定安装在外框架(2)U形结构的底部侧面上，中框丝杠(9)的输入端与中框电机(12)固定连接，将中框电机(12)的旋转运动转化为沿Z轴的往复直线运动；中框丝杠(9)的缸体穿过中框联接铰链(18)并与中框联接铰链(18)活动连接，使得中框丝杠(9)的缸体绕着中框联接铰链(18)在垂直于Y轴的平面内摆动；中框丝杠(9)的输出端与中框摆杆(15)活动连接，中框摆杆(15)沿X轴向与中框架(3)固定连接，中框摆杆(15)的安装轴线与Y轴在同一个平面内且与Y轴垂直；中框丝杠(9)输出端的往复直线运动通过中框摆杆(15)的传动，使得中框架(3)绕着Y轴旋转；中框架(3)的旋转带动内框联接铰链(19)和内轴系(7)运动，从而带动内框架(4)一起运动；外框联接铰链(17)固定安装在基座(1)上，外框丝杠(8)的输入端与外框电机(11)固定连接，将外框电机(11)的旋转运动转化为平行于Y轴的往复直线运动；外框丝杠(8)的缸体穿过外框联接铰链(17)并与外框联接铰链(17)活动连接，使得外框丝杠(8)的缸体绕着外框联接铰链(17)在垂直于Z轴的平面内摆动，外框丝杠(8)的输出端与外框摆杆(14)活动连接，外框摆杆(14)沿X轴向与外框架(2)固定连接，外框摆杆(14)的安装轴线与Z轴在一个平面内且与Z轴垂直；外框丝杠(8)输出端的往复直线运动通过外框摆杆(14)的传动，使得外框架(2)绕着Z轴旋转；外框架(2)的旋转带动中框架联接铰链(18)和中轴系(6)运动，从而带动中框架(3)一起运动，中框架(3)的运动带动内框架(4)一起运动；外框电机(11)、中框电机(12)和内框电机(13)同时工作，带动外框架(2)、中框架(3)和内框架(4)分别绕Z轴、Y轴和X轴往复转动，从而实现三维摇摆运动；基座(1)的上端面和外框架(2)的U形结构的底部均设置有圆孔，零位状态下两圆孔的轴线重合，外框插销(20)穿过外框架(2)U形结构底部的圆孔，插入基座(1)上端面的圆孔中，使得基座(1)和外框架(2)不发生相对运动；中框架(3)的Y轴向端面上开有两个圆孔，分别为第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔的轴线在零位状态下与外框架(2)U型结构侧面上圆孔的轴线重合，中框插销(21)穿过外框架(2)U型结构侧面上圆孔，插入第一圆孔中，使得外框架(2)和中框架(3)不发生相对运动；第二圆孔的轴线在零位状态下与内框架(4)Y轴向端面上圆孔的轴线重合，内框插销(22)穿过第二圆孔，插入内框架(4)Y轴向端面上的圆孔中，使得中框架(3)和内框架(4)不发生相对运动。