一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台的制作方法

1.本发明涉及机械平台设备技术领域，具体为一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台。


背景技术：

2.多轴同步控制，又称多轴系统同步控制，指在大多数多轴传动系统应用中，使各轴之间保持一定的同步运行关系。多轴系统是非线性、强耦合的多输入多输出系统。多轴同步控制的主要性能指标有：速度比例同步、位置(或角度)同步和绝对值误差小于某限幅值。多轴同步控制是一门跨学科的综合性技术，是电力电子技术、电气传动技术、信息技术、控制技术和机械技术的有机结合，它的发展与其它相关技术的发展是密切联系在一起的。
3.现有能够实现设备同步运作的平台，往往在实现横向同步运行的过程时，无法同时实现纵向运动的运动，而在实现纵向运动的同时无法实现设备的同步旋转，无法将多轴的同步在不相互干扰的情况下，做到同时同步运行。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台，解决了现有同步运行的设备无法实现同时多轴同步运作的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台，包括横向同步机构、纵向同步机构与旋转同步机构，所述横向同步机构后侧设置有纵向同步机构，所述横向同步机构与纵向同步机构的顶部设置有旋转同步机构；
6.所述横向同步机构用于实现工作台的横向移动同步能力；
7.所述纵向同步机构用于实现工作台的纵向移动同步能力；
8.所述旋转同步机构用于实现工作台的旋转同步能力；
9.所述纵向同步机构包括驱动箱、纵向滑座、齿条柱、固定轴承、双齿轮杆、固定台、纵向同步电机与纵向皮带驱动组件，所述驱动箱内侧壁左右两部均固定连接一组纵向滑座，两组所述纵向滑座内部均纵向滑动连接一组齿条柱，所述驱动箱内侧壁中左与中右部均固定连接一组固定轴承，两组所述固定轴承的内环部均固定连接同一组双齿轮杆，两组所述齿条柱顶端均固定连接一组固定台，所述驱动箱内部底壁固定连接纵向同步电机，所述纵向同步电机的输出轴与双齿轮杆通过纵向皮带驱动组件连接。
10.优选的，所述横向同步机构包括底座板、限位滑轨、轴承架、驱动螺杆、联轴器、限位滑块、同步架、螺母副块、电机架与横向同步电机，所述底座板顶部中左与中右侧均固定连接一组限位滑轨，所述底座板顶部左右两侧均固定连接一组轴承架，两组所述轴承架内环部均固定连接一组驱动螺杆，两组所述驱动螺杆之间固定连接联轴器。
11.优选的，所述旋转同步机构包括主轴承、旋转轴柱、工作台、连通槽、副固定架、旋转同步电机、主皮带驱动组件与副皮带驱动组件，两组所述主轴承内环部均固定连接一组
旋转轴柱，所述副固定架固定连接在左侧同步架中上部，所述副固定架前侧壁固定连接旋转同步电机，所述旋转同步电机的顶部输出轴通过主皮带驱动组件连接左侧旋转轴柱，两组所述旋转轴柱通过副皮带驱动组件连接。
12.优选的，所述底座板顶部右侧固定连接电机架，所述电机架右侧固定连接横向同步电机，所述横向同步电机左侧输出端固定连接右侧的驱动螺杆。
13.优选的，两组所述联轴器分别滑动连接一组限位滑块，两组所述限位滑块顶部均固定连接一组同步架。
14.优选的，所述双齿轮杆通过两组固定轴承转动连接驱动箱，两组所述齿条柱均纵向贯穿驱动箱顶壁并滑动连接驱动箱顶壁。
15.优选的，两组所述主轴承分别固定连接在一组固定台内部中心。
16.优选的，所述连通槽设置在右侧同步架的中上部，两组所述旋转轴柱分别通过一组主轴承转动连接一组固定台。
17.工作原理：首先利用横向同步机构，启动通过电机架固定在底座板上的横向同步电机，使横向同步电机带动其左侧输出轴固定的一组驱动螺杆通过一组轴承架开始转动，而该组驱动螺杆通过相互固定的联轴器带动另一组驱动螺杆利用另一组轴承架在底座板上旋转，使的两组驱动螺杆实现同步旋转，而两组驱动螺杆的旋转分别通过一组螺纹连接的螺母副块带动一组同步架横向移动，两组同步架通过底部加装的限位滑块在底座板顶部加装的限位滑轨上横向移动，实现两组同步架顶部加装的平台能够达到同步且稳定的横向运动，再利用纵向同步机构，通过启动加装在驱动箱内部的纵向同步电机，纵向同步电机的旋转扭力通过输出轴连接的纵向皮带驱动组件传导至双齿轮杆，使双齿轮杆利用两组固定轴承在驱动箱内部旋转，而双齿轮杆左右两端加装的齿轮分别带动一组啮合的齿条柱移动，使两组齿条柱沿着两者各自对应的纵向滑座在驱动箱内部上下移动，使两组齿条柱顶部分别固定的固定台能够实现同步的上下移动，再通过利用旋转同步机构，启动通过副固定架固定在一组同步架上的旋转同步电机，旋转同步电机产生的旋转扭力通过输出轴固定的主皮带驱动组件传导至一组旋转轴柱上，使旋转轴柱沿着一组主轴承在一组固定台上旋转，而该组旋转轴柱的旋转扭力再通过加装的副皮带驱动组件传导至另一组旋转轴柱，使两组旋转轴柱分别通过一组主轴承在一组固定台上旋转，两组旋转轴柱顶端分别固定的工作台实现同步的旋转。
18.本发明提供了一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台。
19.具备以下有益效果：
20.1、本发明通过启动加装在驱动箱内部的纵向同步电机，纵向同步电机的旋转扭力通过输出轴连接的纵向皮带驱动组件传导至双齿轮杆，使双齿轮杆利用两组固定轴承在驱动箱内部旋转，而双齿轮杆左右两端加装的齿轮分别带动一组啮合的齿条柱移动，使两组齿条柱沿着两者各自对应的纵向滑座在驱动箱内部上下移动，使两组齿条柱顶部分别固定的固定台能够实现同步的上下移动，实现在横向同步运行的同时，能够纵向同步移动。
21.2、本发明通过启动通过副固定架固定在一组同步架上的旋转同步电机，旋转同步电机产生的旋转扭力通过输出轴固定的主皮带驱动组件传导至一组旋转轴柱上，使旋转轴柱沿着一组主轴承在一组固定台上旋转，而该组旋转轴柱的旋转扭力再通过加装的副皮带驱动组件传导至另一组旋转轴柱，使两组旋转轴柱分别通过一组主轴承在一组固定台上旋
转，两组旋转轴柱顶端分别固定的工作台实现同步的旋转。
附图说明
22.图1为本发明的等轴测示意图；
23.图2为本发明的左右二等角轴测示意图；
24.图3为本发明的后视内部结构示意图；
25.图4为本发明的前后二等角轴测示意图。
26.其中，1、横向同步机构；2、纵向同步机构；3、旋转同步机构；101、底座板；102、限位滑轨；103、轴承架；104、驱动螺杆；105、联轴器；106、限位滑块；107、同步架；108、螺母副块；109、电机架；110、横向同步电机；201、驱动箱；202、纵向滑座；203、齿条柱；204、固定轴承；205、双齿轮杆；206、固定台；207、纵向同步电机；208、纵向皮带驱动组件；301、主轴承；302、旋转轴柱；303、工作台；304、连通槽；305、副固定架；306、旋转同步电机；307、主皮带驱动组件；308、副皮带驱动组件。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例：
29.如图1-4所示，本发明实施例提供一种机械稳定性高的高速高刚性直驱多轴同步运行平台，包括横向同步机构1、纵向同步机构2与旋转同步机构3，横向同步机构1后侧设置有纵向同步机构2，横向同步机构1与纵向同步机构2的顶部设置有旋转同步机构3；
30.横向同步机构1用于实现工作台的横向移动同步能力；
31.纵向同步机构2用于实现工作台的纵向移动同步能力；
32.旋转同步机构3用于实现工作台的旋转同步能力；
33.纵向同步机构2包括驱动箱201、纵向滑座202、齿条柱203、固定轴承204、双齿轮杆205、固定台206、纵向同步电机207与纵向皮带驱动组件208，驱动箱201内侧壁左右两部均固定连接一组纵向滑座202，两组纵向滑座202内部均纵向滑动连接一组齿条柱203，驱动箱201内侧壁中左与中右部均固定连接一组固定轴承204，两组固定轴承204的内环部均固定连接同一组双齿轮杆205，两组齿条柱203顶端均固定连接一组固定台206，驱动箱201内部底壁固定连接纵向同步电机207，纵向同步电机207的输出轴与双齿轮杆205通过纵向皮带驱动组件208连接，双齿轮杆205通过两组固定轴承204转动连接驱动箱201，两组齿条柱203均纵向贯穿驱动箱201顶壁并滑动连接驱动箱201顶壁，利用纵向同步机构2，通过启动加装在驱动箱201内部的纵向同步电机207，纵向同步电机207的旋转扭力通过输出轴连接的纵向皮带驱动组件208传导至双齿轮杆205，使双齿轮杆205利用两组固定轴承204在驱动箱201内部旋转，而双齿轮杆205左右两端加装的齿轮分别带动一组啮合的齿条柱203移动，使两组齿条柱203沿着两者各自对应的纵向滑座202在驱动箱201内部上下移动，使两组齿条柱203顶部分别固定的固定台206能够实现同步的上下移动。
34.横向同步机构1包括底座板101、限位滑轨102、轴承架103、驱动螺杆104、联轴器105、限位滑块106、同步架107、螺母副块108、电机架109与横向同步电机110，底座板101顶部中左与中右侧均固定连接一组限位滑轨102，底座板101顶部左右两侧均固定连接一组轴承架103，两组轴承架103内环部均固定连接一组驱动螺杆104，两组驱动螺杆104之间固定连接联轴器105，底座板101顶部右侧固定连接电机架109，电机架109右侧固定连接横向同步电机110，横向同步电机110左侧输出端固定连接右侧的驱动螺杆104，两组联轴器105分别滑动连接一组限位滑块106，两组限位滑块106顶部均固定连接一组同步架107，首先利用横向同步机构1，启动通过电机架109固定在底座板101上的横向同步电机110，使横向同步电机110带动其左侧输出轴固定的一组驱动螺杆104通过一组轴承架103开始转动，而该组驱动螺杆104通过相互固定的联轴器105带动另一组驱动螺杆104利用另一组轴承架103在底座板101上旋转，使的两组驱动螺杆104实现同步旋转，而两组驱动螺杆104的旋转分别通过一组螺纹连接的螺母副块108带动一组同步架107横向移动，两组同步架107通过底部加装的限位滑块106在底座板101顶部加装的限位滑轨102上横向移动，实现两组同步架107顶部加装的平台能够达到同步且稳定的横向运动。
35.旋转同步机构3包括主轴承301、旋转轴柱302、工作台303、连通槽304、副固定架305、旋转同步电机306、主皮带驱动组件307与副皮带驱动组件308，两组主轴承301内环部均固定连接一组旋转轴柱302，副固定架305固定连接在左侧同步架107中上部，副固定架305前侧壁固定连接旋转同步电机306，旋转同步电机306的顶部输出轴通过主皮带驱动组件307连接左侧旋转轴柱302，两组旋转轴柱302通过副皮带驱动组件308连接，两组主轴承301分别固定连接在一组固定台206内部中心，连通槽304设置在右侧同步架107的中上部，两组旋转轴柱302分别通过一组主轴承301转动连接一组固定台206，通过利用旋转同步机构3，启动通过副固定架305固定在一组同步架107上的旋转同步电机306，旋转同步电机306产生的旋转扭力通过输出轴固定的主皮带驱动组件307传导至一组旋转轴柱302上，使旋转轴柱302沿着一组主轴承301在一组固定台206上旋转，而该组旋转轴柱302的旋转扭力再通过加装的副皮带驱动组件308传导至另一组旋转轴柱302，使两组旋转轴柱302分别通过一组主轴承301在一组固定台206上旋转，两组旋转轴柱302顶端分别固定的工作台303实现同步的旋转。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。