全电动六自由度平台

1.本发明涉及载物平台领域，特别是涉及一种全电动六自由度平台。


背景技术：

2.目前市场上的六自由平台种类繁多，按照驱动方式分为气动式六自由度平台或液压式六自由度平台。
3.其中，气压式六自由度平台关键部件为气压缸、气动电磁阀和空压机，其结构简单、耗电适中，但是动力较小、噪声大、平台运行速度不均匀。
4.液压式六自由度平台关键部件为液压缸、液压泵站、液压开关电磁阀或者液压比例电磁阀两类，这种平台结构紧凑，适用于高负载情况，但是运行时会产生噪音，对操作人员造成不适，而且需要进行定期的维护和保养，液压系统维护成本比较高，容易漏油，无法适应于多种复杂工作环境，寿命短。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种全电动六自由度平台，相比于气压缸与液压缸不会因气体和液体的压缩性而影响缸体的刚度，传动更平稳，具有更大的承载能力及低回程间隙，定位更精准，同时由于直接由电机驱动传动机构实现直线运动输出，与液压缸相比无需额外的辅助装置，结构紧凑且无污染，具有良好的可控性。
6.一种全电动六自由度平台，包括：
7.底座；
8.运动平台；
9.多个电动导轨，位于所述底座和所述运动平台之间，每个所述电动导轨的两端分别连接在所述底座和所述运动平台的边缘；
10.多个电机，分别用于驱动各所述电动导轨运行，从而实现对运动平台角度及高度的调节。
11.在其中一个实施例中，所述电动导轨倾斜设置，所述电动导轨的两端分别到所述底座和所述运动平台的中心的距离相等。
12.在其中一个实施例中，相邻两个所述电动导轨对称，且对称面为经过所述底座和所述运动平台中心的面。
13.在其中一个实施例中，所述电动导轨两两一组，多组所述电动导轨轴向分布在所述底座和所述运动平台之间。
14.在其中一个实施例中，所述电动导轨的两端分别通过两个铰接头安装在所述底座和所述运动平台上。
15.在其中一个实施例中，所述电机与所述电动导轨之间设置有减速器，所述减速器用于将所述电机的驱动力传递给所述电动导轨。
16.在其中一个实施例中，所述电机连接有运动控制模块，所述运动控制模块用于计
算平台运动轨迹，并指挥电机控制平台运动。
17.在其中一个实施例中，所述运动控制模块包含传感器，所述传感器用于检测平台位置与姿态。
18.在其中一个实施例中，所述运动控制模块采用闭环控制。
19.上述全电动六自由度平台，由底座，运动平台，多个电动导轨，多个电机等多个组成部分构成，使用电机替代气压缸和液压缸作驱动机构，传动更平稳，具有更大的承载能力及低回程间隙，实现平台在六个自由度上的高精度定位和控制，定位更精准，同时由于直接由电机驱动传动机构实现直线运动输出，与液压缸相比无需额外的辅助装置，结构紧凑且无污染，具有良好的可控性且电机噪音小，维护成本低，寿命长，能够适应于多种复杂工作环境。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的全电动六自由度平台的主视图；
22.图2为本发明的全电动六自由度平台另一角度示意图；
23.图3为本发明的全电动六自由度平台的俯视图。
24.附图标记：
25.110、底座；120、运动平台；200、铰接座；300、电动导轨；400、电机；500、减速器；600、传感器。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
27.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本发明的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第
一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.除非另有定义，本发明的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.下面结合图1-图3描述本发明的全电动六自由度平台。
32.如图1、图2和图3所示，在一个实施例中，一种全电动六自由度平台，包括底座110、运动平台120、多个电动导轨300、多个电机400。
33.多个电动导轨300处于底座110和运动平台120之间，每个电动导轨300的两端分别连接在底座110和运动平台120的边缘。
34.具体的，底座110是整个平台的基础，电动导轨300一端连接在底座110上，另一端连接运动平台120，且每个电动导轨300分别与底座110和运动平台120的连接处，两端都使用铰接座200相连接，且都处于底座110和运动平台120的边缘位置。
35.多个电机400，分别用于驱动各电动导轨300运行，从而实现对运动平台120角度及高度的调节。
36.具体的，多个电机400分别与各电动导轨300相连接，当平台需要调节角度和高度时，电机400运转并将驱动力传递给电动导轨300，从而驱动电动导轨300运动，电动导轨300运动时带动运动平台120进行各角度和高度的调节。
37.本实施例中的全电动六自由度平台，使用电机替代气压缸和液压缸作驱动机构，传动更平稳，具有更大的承载能力及低回程间隙，实现平台在六个自由度上的高精度定位和控制，定位更精准，同时由于直接由电机驱动传动机构实现直线运动输出，与液压缸相比无需额外的辅助装置，结构紧凑且无污染，具有良好的可控性，且电机噪音小，维护成本低，寿命长，能够适应于多种复杂工作环境。
38.在本实施例中，电动导轨300倾斜设置，电动导轨300的两端分别到底座110和运动平台120的中心的距离相等。
39.具体的，电动导轨300位于底座110与运动平台120之间，电动导轨300的两端分别通过两个铰接座200安装在底座110和运动平台120上，且到底座110的距离等于到运动平台120中心的距离，电动导轨300需要倾斜设置。
40.在本实施例中，相邻两个电动导轨300对称，且对称面为经过底座110和运动平台120中心的面，电动导轨300两两一组，多组电动导轨300轴向分布在底座110和运动平台120之间。
41.其中，多个电动导轨300中，每个电动导轨300都与和它相邻的电动导轨300对称，进一步的，将两个相邻的电动导轨300视为一组，其对称面就是经过底座110的运动平台120中心的面，且多组电动导轨300在底座110和运动平台120之间，沿着垂直于底座110和运动平台120截面的方向分布。
42.在本实施例中，电机400与电动导轨300之间设置有减速器500，减速器500用于将电机400的驱动力传递给电动导轨300。
43.具体的，电机400与电动导轨300之间有减速器500，减速器500降低电机400的输出转速、惯性，同时提升扭矩、载荷能力，达到理想传动效果，电机400通过减速器500将转速降低，然后将驱动力传导至电动导轨300上，从而控制电动导轨300调节运动平台120的角度和高度。
44.在本实施例中，电机400连接有运动控制模块(图中未示出)，运动控制模块用于计算平台运动轨迹，并指挥电机400控制平台运动，运动控制模块采用闭环控制，运动控制模块包含传感器600，传感器600用于检测平台位置与姿态。
45.具体的，运动控制模块包括位置检测组件和驱动控制组件，位置检测模块使用传感器600检测平台的位置信息，然后计算出平台的运动轨迹，并决定是否需要发出驱动指令，驱动控制组件与电机400相连接，当驱动控制组件接收到驱动指令后，向电机400发出指令，驱动电机400运转，从而实现调节运动平台120的角度和高度。
46.上述全电动自由度平台，使用电机替代气压缸和液压缸作驱动机构，传动更平稳，具有更大的承载能力及低回程间隙，通过高精度的传感器和运动控制模块，实现平台在六个自由度上的高精度定位和控制，定位更精准，同时由于直接由电机驱动传动机构实现直线运动输出，与液压缸相比无需额外的辅助装置，结构紧凑且无污染，具有良好的可控性，且电机噪音小，维护成本低，寿命长，能够适应于多种复杂工作环境。
47.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种全电动六自由度平台，其特征在于，包括：底座；运动平台；多个电动导轨，位于所述底座和所述运动平台之间，每个所述电动导轨的两端分别连接在所述底座和所述运动平台的边缘；多个电机，分别用于驱动各所述电动导轨运行，从而实现对运动平台角度及高度的调节。2.根据权利要求1所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述电动导轨倾斜设置，所述电动导轨的两端分别到所述底座和所述运动平台的中心的距离相等。3.根据权利要求2所述的全电动六自由度平台，其特征在于，相邻两个所述电动导轨对称，且对称面为经过所述底座和所述运动平台中心的面。4.根据权利要求3所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述电动导轨两两一组，多组所述电动导轨轴向分布在所述底座和所述运动平台之间。5.根据权利要求4所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述电动导轨的两端分别通过两个铰接头安装在所述底座和所述运动平台上。6.根据权利要求5所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述电机与所述电动导轨之间设置有减速器，所述减速器用于将所述电机的驱动力传递给所述电动导轨。7.根据权利要求1所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述电机连接有运动控制模块，所述运动控制模块用于计算平台运动轨迹，并指挥电机控制平台运动。8.根据权利要求7所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述运动控制模块包含传感器，所述传感器用于检测平台位置与姿态。9.根据权利要求8所述的全电动六自由度平台，其特征在于，所述运动控制模块采用闭环控制。

技术总结
本发明涉及一种全电动六自由度平台，属于载物平台领域。该全电动自由度平台包括：底座，运动平台，多个电动导轨，多个电机等多个组成部分，该六自由度平台使用电机替代气压缸和液压缸作驱动机构，传动更平稳，具有更大的承载能力及低回程间隙，实现平台在六个自由度上的高精度定位和控制，定位更精准，同时由于直接由电机驱动传动机构实现直线运动输出，与液压缸相比无需额外的辅助装置，结构紧凑且无污染，具有良好的可控性，且电机噪音小，维护成本低，寿命长，能够适应于多种复杂工作环境。能够适应于多种复杂工作环境。能够适应于多种复杂工作环境。


技术研发人员：曹银海 周志勇 裴少荣 刑晓军 汤学华
受保护的技术使用者：上海电机学院
技术研发日：2023.07.18
技术公布日：2023/9/9