六自由度3D升降平台

1.一种六自由度3D升降平台，其特征在于：它是由上中下三层组成，最下层由两个定向轮和两个万向轮组成，四个轮子固定在底层平台的下平面，四个轮子呈菱形排列，其中两个万向轮分别位于两个短对角上，两个步进电机控制的定向轮分别位于长对角上；中间层主要由四个结构相同的剪叉式可展支链以及相应的四个结构相同的推动可展支链的电动滑台和中层平台组成，其中支链底座固定在底层平台上，该支链底座的侧壁上设有底座滑槽，四个电动滑台两个一组相对地分别固定在支链底座的内外侧，电动滑台固定在底层平台上，每个可展支链有两个下端和一个上端，其中两个下端位于支链底座内侧，一个上端与中层平台相连，上述位于支链底座内侧的可展支链的两个下端，靠外侧的一端与固定在底层平台上的支链底座相连，靠内侧的一端与滚动杆的一端连接，该滚动杆的另一端穿过底座的水平滑槽与电动滑台固连；横向相对的两个可展支链的上端通过转动副与中层平台的下平面固连，横向相对的另外两个可展支链的上端与滑动轮固连，该滑动轮位于设在中层平台下平面的滑动槽内，最上层由上层平台和电动滑台组成，电动滑台固定在中层平台上面中间，上层平台固定在该电动滑台上。

六自由度3D升降平台\n技术领域\n[0001] 本发明属于机电设备技术领域，特别涉及一种升降机构。\n背景技术\n[0002] 虽然传统的剪叉式升降平台因为稳定性好，易于操作，体积小等特点被广泛的应用于各个工程领域，但是仍然具有很多问题，例如不够灵活，只能在一定空间内实现上下和前后两个方向的运动，当需要向另外几个方向运动时还需要重新进行位置调整，非常麻烦。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于提供一种体积小，能耗低，操作方便，并能够在一定空间内自由移动的六自由度3D升降平台。\n[0004] 本发明主要由上中下三层组成，最下层由两个定向轮和两个万向轮组成，四个轮子固定在底层平台的下平面，四个轮子呈菱形排列，其中两个万向轮分别位于两个短对角上，两个步进电机控制的定向轮分别位于长对角上，这样既保证了整个升降平台的稳定性又保证了平台的灵活性。中间层主要由四个结构相同的剪叉式可展支链以及相应的四个结构相同的推动可展支链的电动滑台和中层平台组成，其中支链底座固定在底层平台上，该支链底座的侧壁上设有底座滑槽，四个电动滑台两个一组相对地分别固定在支链底座的内外侧，电动滑台固定在底层平台上，每个可展支链有两个下端和一个上端，其中两个下端位于支链底座内侧，一个下端与中层平台相连。上述位于支链底座内侧的可展支链的两个下端，靠外侧的一端与固定在底层平台上的支链底座相连，靠内侧的一端与滚动杆的一端连接，该滚动杆的另一端穿过底座的水平滑槽与电动滑台固连，当电动滑台运动时可带动可展支链靠内侧的一端沿着水平滑槽移动，进而就能形成整个支链的移动；横向相对的两个可展支链的上端通过转动副与中层平台的下平面固连，横向相对的另外两个可展支链的上端与滑动轮固连，该滑动轮位于设在中层平台下平面的滑动槽内，可以使滑动轮只能向前后运动而 不能向左右运动，使中层平台更加稳定。最上层由上层平台和电动滑台组成，电动滑台固定在中层平台上面中间，上层平台固定在该电动滑台上，当电动滑台移动时上平台也就产生相应的移动，上平台上平面为操作空间。\n[0005] 本发明的每一层都可以负责几个方向的移动或者转动。假设以水平面为XOY平面，以铅直方向为Z轴方向，则最下层可以实现平台Y轴方向的移动以及以Z轴为轴心的转动；中间层由四个剪叉式可展支链组成，四个剪叉式可展支链可独立控制其在Z轴方向上的运动，通过对其在Z轴上不同的移动方式的控制，可以实现平台Z轴方向的移动，以及以X轴、Y轴为轴心的转动；最上层可以实现平台Y轴方向的移动。在进行危险作业时，可连接无线终端，则该机构可以通过电脑或者其他无线终端实现可视化无人操作。\n[0006] 本发明与现有技术相比具有如下优点：体积小，行程大，能耗低，并且能够实现各个方向的自由运动并精确定位，与传统升降平台相比，运动方式更加多变，更加灵活，能够在有限的空间内达到很多其他升降台无法达到的位置。\n附图说明\n[0007] 图1为本发明的立体示意简图。\n[0008] 图2为本发明的主视图。\n[0009] 图3为本发明的俯视图。\n[0010] 图4为本发明的仰视图。\n[0011] 图5为图2的A-A剖视图。\n[0012] 图6为本发明的侧视图。\n[0013] 图7为图1的部分放大图。\n具体实施方式\n[0014] 图中：1、上层平台，2、中层平台，3、支链c端，4、支链a端，5、电动滑台，6、中层平台滑动槽，7、滚动杆，8、支链b端，9、底座滑槽，10、支 链底座，11、底层平台，12、滑动轮，13、万向轮，14、定向轮，15、支链A，16、支链B，17、支链C，18、支链D。\n[0015] 在图1至图7所示的一种六自由度3D升降平台示意图中，最下层的四个轮子固定在底层平台11的下平面，四个轮子呈菱形排列，其中两个万向轮13分别位于两个短对角上，两个步进电机控制的定向轮14分别位于长对角上；中间层主要由四个结构相同的剪叉式可展支链A、B、C、D以及相应的四个结构相同的推动可展支链的电动滑台和中层平台组成，其中支链底座10固定在底层平台上，该支链底座的侧壁上设有底座滑槽9，四个电动滑台5两个一组相对地分别固定在支链底座的内外侧，每个可展支链有两个下端a、b和一个上端c，其中靠外侧的下端a4与固定在底层平台上的支链底座相连，靠内侧的下端b8与滚动杆7的一端连接，该滚动杆的另一端穿过上述底座滑槽与电动滑台上的滑块固连，该滑块在电动滑台上可水平滑动，并通过滚动杆带动下端b沿着水平滑槽移动；横向相对的两个可展支链A15和B16的上端c3通过转动副与中层平台2的下平面固连，横向相对的另外两个可展支链C17和D18的上端与滑动轮12固连，该滑动轮位于设在中层平台下平面的滑动槽6内，电动滑台固定在中层平台上面中间，上层平台1固定在该电动滑台上，当电动滑台移动时上平台也就产生相应的移动，上平台上平面为操作空间。\n[0016] 开始工作时利用底盘上的菱形结构轮组可初步行至目标位置，通过万向轮和步进电机的协同控制，可以实现升降台的XOY平面的水平运动以及围绕Z轴的转动。中间层的四个电动滑台通过滚动杆可推动A、B、C、D四个支链的b端从而可以使支链进行上下运动。\n由于中层平台与A、B支链的连接为转动副，与C、D端的连接为转动副-移动副，这样通过对四条支链高度的不同控制就可以实现上平台的水平倾斜，垂直倾斜等姿态。上层平台与中层平台的连接方式 是移动副其作用是进行姿态微调，以实现精准作业的目的。