一种基于柔性滚动接触原理的二自由度并联转动平台

摘要

本发明公开了一种基于柔性滚动接触原理的二自由度并联转动平台，该转动平台通过L形支架(4)实现A锥体－钢带组件(1)中的半锥形骨架与B锥体－钢带组件(2)中的锥形骨架为垂直安装；负载安装在半锥形骨架上，且负载位于内套筒(9)的中空部位；两个驱动组件对称安装在支撑组件(5)两侧，支撑组件(5)的中部安装有外套筒(8)、内套筒(9)，外套筒(8)套接在内套筒(9)的一端，两个套筒上安装有滚珠轴承。该转动平台可实现绕旋转中心线和俯仰中心线运动，这两种运动是通过一对轴线相互垂直的锥形骨架来实现，且这两种运动是基于柔性滚动接触原理的。本发明的并联转动平台整体体积较小、惯量小、转动速度高、负载能力强、且是中空结构。

主权项

一种基于柔性滚动接触原理的二自由度并联转动平台，其特征在于：该平台包括有A锥体－钢带组件(1)、B锥体－钢带组件(2)、固定负载组件(3)、L形支架(4)、支撑组件(5)、第一驱动组件(6)、第二驱动组件(7)、外套筒(8)、内套筒(9)、以及套接在套筒上的滚珠轴承(10A、10B、10C、10D)；固定负载组件(3)包括有负载(3D)、U形支架(3E)、DB螺钉(3F)；U形支架(3E)上设有横梁(3E1)，该横梁(3E1)上设有供安装负载(3D)连接端的DB通孔(3E2)；U形支架(3E)的两个固定端上分别设有通孔，该通孔用于DB螺钉(3F)穿过，穿过通孔后的DB螺钉(3F)螺纹连接在A锥齿轮(1)的圆盘(1A)的DB螺纹孔(1C)中；L形支架(4)上设有第一支撑臂(4A)、第二支撑臂(4B)；第一支撑臂(4A)上设有CD通孔(4A1)，该CD通孔(4A1)用于A锥齿轮(1)的连接轴(4C2)穿过；CD通孔(4A1)的圆周设有CA螺纹孔(4A2)，DA螺钉(4D)的一端穿过连轴件(4C)上的DA通孔(4C1)后螺纹连接在该CA螺纹孔(4A2)中，实现连轴件(4C)固定在第一支撑臂(4A)上；第二支撑臂(4B)上设有CA通孔(4B1)、外臂A梁(4B4)、外臂B梁(4B5)；外臂A梁(4B4)上设有CB通孔(4B2)；外臂B梁(4B5)上设有CC通孔(4B3)；该CA通孔(4B1)用于外套筒(8)的AA圆环段(8A)穿过，且通过在CB通孔(4B2)、CC通孔(4B3)中放置销钉，实现外套筒(8)的AA圆环段(8A)与第二支撑臂(4B)固定；连轴件(4C)上设有底盘(4C4)和连接轴(4C2)；底盘(4C4)上设有DA通孔(4C1)，该DA通孔(4C1)用于DA螺钉(4D)穿过，穿过后的DA螺钉(4D)连接在L形支架(4)的第一支撑臂(4A)的CA螺纹孔(4A2)中；连接轴(4C2)的端部设有DA螺纹孔(4C3)，该DA螺纹孔(4C3)用于连接DC螺钉(3C)；支撑组件(5)包括有底座(50)、A面板(51)、B面板(52)、C面板(53)、A支撑连接块(54)、B支撑连接块(55)、C支撑连接块(56)、D支撑连接块(57)、A支撑板(58)、B支撑板(59)；其中，A支撑连接块(54)、B支撑连接块(55)、C支撑连接块(56)和D支撑连接块(57)的结构相同，支撑连接块上设有AB通孔(56A)，该AB通孔(56A)用于A长螺钉(10E)穿过；其中，A支撑板(58)和B支撑板(59)的结构相同，支撑板上设有AG通孔(59A)，该AG通孔(59A)用于B长螺钉(10F)穿过；底座(50)上设有AF通孔(50B)，该AF通孔(50B)用于放置第二驱动组件(7)的第二电机(7D)，底座(50)上设有用于B长螺钉(10F)一端螺纹连接的AB螺纹孔(50C)，用于安装第一驱动组件(6)的电机座(6E)的AC螺纹孔(50E)，底座(50)的中部设有D轴承孔(50A)，该D轴承孔(50A)用于安装D滚珠轴承(10D)，底座(50)的底部四角分别设有底凸台(50D)；A面板(51)上设有用于A长螺钉(10E)穿过的AA通孔(51B)，A面板(51)的中部设有A轴承孔(51A)，该A轴承孔(51A)用于安装A滚珠轴承(10A)；B面板(52)上设有用于B长螺钉(10F)穿过的AD通孔(52B)、以及螺纹连接A长螺钉(10E)一端的AA螺纹孔(52C)，B面板(52)的中部设有AC通孔(52A)，B面板(52)的一端设有AA沉头腔(52D)，该AA沉头腔(52D)内用于放置第二驱动组件(7)的第二电机(7D)；C面板(53)上设有用于B长螺钉(10F)穿过的AE通孔(53B)，C面板(53)的中部设有B轴承孔(53A)、内凸台(53D)、C轴承孔(53C)，内凸台(53D)在B轴承孔(53A)与C轴承孔(53C)之间，该B轴承孔(53A)用于安装B滚珠轴承(10B)，该C轴承孔(53C)用于安装C滚珠轴承(10C)；第一驱动组件(6)包括有第一外齿轮(6A)、第二外齿轮(6B)、第一传送带(6C)、第一电机(6D)、电机座(6E)；电机座(6E)安装在支撑组件(5)的底座(50)一端上，电机座(6E)上安装有第一电机(6D)，第一电机(6D)的输出轴上连接有第一外齿轮(6A)，第一外齿轮(6A)与第二外齿轮(6B)之间啮合有第一传送带(6C)，第二外齿轮(6B)套接在外套筒(8)的AC圆环段(8C)上；第二驱动组件(7)包括有第三外齿轮(7A)、第四外齿轮(7B)、第二传送带(7C)、第二电机(7D)；第二电机(7D)安装在B面板(52)一端的沉头腔(52D)中，第二电机(7D)的输出轴上连接有第三外齿轮(7A)，第三外齿轮(7A)与第四外齿轮(7B)之间啮合有第二传送带(7C)，第四外齿轮(7B)套接在内套筒(9)的BD圆环段(9D)上；外套筒(8)从上至下顺次设有AA圆环段(8A)、AB圆环段(8B)、AC圆环段(8C)、AA凸圆环段(8F)、AD圆环段(8D)和AE圆环段(8E)；外套筒(8)的中部是中心通孔(8G)，该中心通孔(8G)用于放置内套筒(9)的BA圆环段(9A)；AC圆环段(8C)上套接有A滚珠轴承(10A)；AE圆环段(8E)上套接有B滚珠轴承(10B)；AC圆环段(8C)上套接有第四外齿轮(7B)；AA圆环段(8A)上设有AA销孔(8A1)，通过在该AA销孔(8A1)中放置销钉，实现L形支架(4)与外套筒(8)的固定；AC圆环段(8C)上设有AB销孔(8C1)，通过在该AB销孔(8C1)中放置销钉，实现第一驱动组件(6)中的第二外齿轮(6B)与外套筒(8)的固定；内套筒(9)从上至下顺次设有BA圆环段(9A)、BB圆环段(9B)、BC圆环段(9C)、BA凸圆环段(9F)、BD圆环段(9D)和BE圆环段(9E)；BB圆环段(9B)上套接有C滚珠轴承(10C)；BE圆环段(9E)上套接有D滚珠轴承(10D)；BD圆环段(9D)上套接有第二外齿轮(6B)；BA圆环段(9A)上设有BA销孔(9A1)，通过在该BA销孔(9A1)中放置销钉，实现B锥齿轮(4)与内套筒(9)的固定；BD圆环段(9D)上设有BB销孔(9D1)，通过在该BB销孔(9D1)中放置销钉，实现第二驱动组件(7)中的第四外齿轮(7B)与内套筒(9)的固定；A锥体－钢带组件(1)包括有半锥形骨架(1A)、A钢带(1B)、第一压紧块(1C)、第二压紧块(1E)；第一压紧块(1C)与第二压紧块(1E)的结构相同；半锥形骨架(1A)上设有轴承通孔(1A4)、EB螺纹孔(1A5)；该轴承通孔(1A4)用于放置AA滚珠轴承(3A)、AB滚珠轴承(3B)，AA滚珠轴承(3A)、AB滚珠轴承(3B)套接在连轴件(4C)的连接轴(4C2)上；该EB螺纹孔(1A5)用于放置DB螺钉(3F)；半锥形骨架(1A)的锥形面上设有A锥形凸起(1A6)、B锥形凸起(1A7)，A锥形凸起(1A6)与B锥形凸起(1A7)之间是A凹面板(1A8)，该A凹面板(1A8)用于放置A钢带(1B)和B钢带(2B)；半锥形骨架(1A)的锥形面上设有A凹槽(1A2)、B凹槽(1A3)，A凹槽(1A2)用于放置第一压紧块(1C)上的凸块，B凹槽(1A3)用于放置第二压紧块(1E)上的A凸块(1E1)；A凹槽(1A2)处设有EA螺纹孔(1A1)，该EA螺纹孔(1A1)用于放置第一锁紧钉(1D)，通过第一锁紧钉(1D)的一端穿过第一压紧块(1C)上的EA通孔(1C1)后，螺纹连接在EA螺纹孔(1A1)中实现A钢带(1B)一端与半锥形骨架(1A)的固定；B凹槽(1A3)处设有ED螺纹孔，该螺纹孔用于放置第二锁紧钉(1F)，通过第二锁紧钉(1F)的一端穿过第二压紧块(1E)上的通孔后，螺纹连接在ED螺纹孔中实现B钢带另一端与半锥形骨架(1A)的固定；第一压紧块(1C)上设有EA通孔(1C1)、C凸块，EA通孔(1C1)用于第一锁紧钉(1D)的一端穿过，C凸块置于半锥形骨架(1A)的A凹槽(1A2)中；第二压紧块(1E)上设有EC通孔、A凸块(1E1)，EC通孔用于第二锁紧钉(1F)的一端穿过，A凸块(1E1)置于半锥形骨架(1A)的B凹槽(1A3)中；A钢带(1B)的一端安装在半锥形骨架(1A)上，A钢带(1B)的另一端安装在锥形骨架(2A)上；B锥体－钢带组件(2)包括有锥形骨架(2A)、B钢带(2B)、第三压紧块(2C)、第四压紧块(2E)；第一压紧块(1C)、第二压紧块(1E)、第三压紧块(2C)和第四压紧块(2E)和结构相同；锥形骨架(2A)的锥形面上设有C锥形凸起(2A5)、D锥形凸起(2A6)，C锥形凸起(2A5)与D锥形凸起(2A6)之间是B凹面板(2A7)，该B凹面板(2A7)用于放置A钢带(1B)和B钢带(2B)；锥形骨架(2A)的锥形面上设有C凹槽(2A2)、D凹槽(2A3)，C凹槽(2A2)用于放置第三压紧块(2C)上的凸块，D凹槽(2A3)用于放置第四压紧块(2E)上的B凸块(2E1)；C凹槽(2A2)处设有EC螺纹孔(2A1)，该EC螺纹孔(2A1)用于放置第三锁紧钉(2D)，通过第三锁紧钉(2D)的一端穿过第三压紧块(2C)上的EB通孔(2C1)后，螺纹连接在EC螺纹孔(2A1)中实现B钢带(2B)一端与锥形骨架(2A)的固定；D凹槽(2A3)处设有EE螺纹孔，该螺纹孔用于放置第四锁紧钉(2F)，通过第四锁紧钉(2F)的一端穿过第四压紧块(2E)上的通孔后，螺纹连接在EE螺纹孔中实现A钢带(1B)另一端与锥形骨架(2A)的固定；第三压紧块(2C)上设有EB通孔(2C1)、D凸块，EB通孔(2C1)用于第三锁紧钉(2D)的一端穿过，D凸块置于锥形骨架(2A)的C凹槽(1A2)中；第四压紧块(2E)上设有ED通孔、B凸块(2E1)，ED通孔用于第四锁紧钉(2F)的一端穿过，B凸块(2E1)置于锥形骨架(2A)的D凹槽(2A3)中；B钢带(2B)的一端安装在锥形骨架(2A)上，B钢带(2B)的另一端安装在半锥形骨架(1A)上。