一種基于差動原理的二自由度并聯轉動平臺的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種二自由度轉動平臺，更特別地說，是指一種基于差動原理的二自 由度并聯轉動平臺。
【背景技術】
[0002] 差動機構是將兩個有差異的或獨立的運動合成為一個運動，或者將一個運動分解 為兩個有差異的運動的機構。差動機構有各種具體型式，可W用齒輪、螺旋、鏈條或鋼索等 組成，常用于汽車、拖拉機、起重機、測微器和天文儀器等中，起增力、微動、運動分解或合 成、誤差補償等作用。
[0003] 轉臺是一種復雜的光機電一體的現代化設備，在航天、航空、軍事和制造業中都有 重要的應用。二自由度轉臺是眾多轉臺中的一種，在工業和軍事上被廣泛運用于對目標跟 蹤、瞄準。
[0004] 現有成熱應用的轉臺多是基于串聯機構的，傳統的串聯機構是多個運動副依次串 聯而成的一個開鏈式機構，該種機構本身存在著承載能力弱、剛度低、誤差大、運動質量大 及精度低等缺點。而并聯機構有承載能力強、剛度高、誤差小、運動質量小及精度高等優點， 所W并聯轉動平臺有其自身的優勢。
[0005] 從應用上來說，目前高速和高負載的轉臺體積、質量偏大，但在一些領域又需要轉 臺的體積、質量比較小但對速度和負載又有一定要求。比如目前的攝影技術就需要一種可 W捕捉動態圖像的轉臺，但需要轉臺的體積和質量都比較小。在一些精密機械領域也需要 高速和高負載的轉臺。如果轉臺整體是中空結構的，那將給轉臺的應用帶來很大的方便，比 如可W把中空部分當做激光的光路，或在中空部分內置一些其它設備。
【發明內容】
[0006] 本發明涉及一種基于差動原理的二自由度并聯轉動平臺，該轉動平臺將差動機構 與轉動機構進行組合可實現負載的旋轉和俯仰運動，該兩種運動是通過一對軸線相互垂直 的錐齒輪來實現，且該兩種運動是基于差動原理的。本發明的并聯轉動平臺整體體積較小、 慣量小、轉動速度高、負載能力強、且是中空結構。
[0007] 本發明的一種基于差動原理的二自由度并聯轉動平臺，該平臺包括有A錐齒輪 (1)、B錐齒輪（2)、固定負載組件（3)、L形支架（4)、支撐組件巧）、第一驅動組件化）、第 二驅動組件（7)、外套筒巧）、內套筒巧）、W及套接在套筒上的滾珠軸承（l〇A、10B、10C、 10D)；
[0008] 固定負載組件（3)包括有負載（3D)、U形支架（3巧、DB螺釘（3巧；U形支架（3巧 上設有橫梁（3E1)，該橫梁（3E1)上設有供安裝負載（3D)連接端的DB通孔（3E2) ;U形支 架（3巧的兩個固定端上分別設有通孔，該通孔用于DB螺釘（3巧穿過，穿過通孔后的DB螺 釘（3巧螺紋連接在A錐齒輪（1)的圓盤（1A)的DB螺紋孔（1C)中；
[0009] L形支架（4)上設有第一支撐臂（4A)、第二支撐臂（4B);第一支撐臂（4A)上設有 CD通孔（4A1)，該CD通孔（4A1)用于A錐齒輪（1)的連接軸（4C2)穿過；CD通孔（4A1)的 圓周設有CA螺紋孔（4A2)，DA螺釘（4D)的一端穿過連軸件（4C)上的DA通孔（4C1)后螺 紋連接在該CA螺紋孔（4A2)中，實現連軸件（4C)固定在第一支撐臂（4A)上；第二支撐臂 (4B)上設有CA通孔（4B1)、外臂A梁（4B4)、外臂B梁（4B5);外臂A梁（4B4)上設有CB通 孔（4B2);外臂B梁（4B5)上設有CC通孔（4B3);該CA通孔（4B1)用于外套筒做的AA圓 環段巧A)穿過，且通過在CB通孔（4B2)、CC通孔（4B3)中放置銷釘，實現外套筒巧）的AA 圓環段巧A)與第二支撐臂（4B)固定；
[0010] 連軸件（4C)上設有底盤（4C4)和連接軸（4C2);底盤（4C4)上設有DA通孔（4C1)， 該DA通孔（4C1)用于DA螺釘（4D)穿過，穿過后的DA螺釘（4D)連接在L形支架（4)的第 一支撐臂（4A)的CA螺紋孔（4A2)中；連接軸（4C2)的端部設有DA螺紋孔（4C3)，該DA螺 紋孔（4蝴用于連接DC螺釘（3C);
[0011] 支撐組件（5)包括有底座巧0)、A面板巧1)、B面板巧2)、C面板巧3)、A支撐連接 塊巧4)、B支撐連接塊巧5)、C支撐連接塊巧6)、D支撐連接塊巧7)、A支撐板巧8)、B支撐 板巧9);其中，A支撐連接塊巧4)、B支撐連接塊巧5)、C支撐連接塊巧6)和D支撐連接塊 巧7)的結構相同，支撐連接塊上設有AB通孔巧6A)，該AB通孔巧6A)用于A長螺釘（10E) 穿過；其中，A支撐板巧8)和B支撐板巧9)的結構相同，支撐板上設有AG通孔巧9A)，該 AG通孔巧9A)用于B長螺釘（10巧穿過；
[0012] 底座巧0)上設有AF通孔巧0B)，該AF通孔巧0B)用于放置第二驅動組件（7)的 第二電機（7D)，底座巧0)上設有用于B長螺釘（10巧一端螺紋連接的AB螺紋孔巧0C)，用 于安裝第一驅動組件化）的電機座化巧的AC螺紋孔巧0E)，底座巧0)的中部設有D軸承 孔巧0A)，該D軸承孔巧0A)用于安裝D滾珠軸承（10D)，底座巧0)的底部四角分別設有底 凸臺巧0D);
[001引 A面板巧1)上設有用于A長螺釘（10巧穿過的AA通孔巧1B)，A面板巧1)的中 部設有A軸承孔巧1A)，該A軸承孔巧1A)用于安裝A滾珠軸承（10A);
[0014] B面板巧。上設有用于B長螺釘（10巧穿過的AD通孔巧2B)、W及螺紋連接A長 螺釘（10巧一端的AA螺紋孔巧2C)，B面板巧2)的中部設有AC通孔巧2A)，B面板巧2)的 一端設有AA沉頭腔巧2D)，該AA沉頭腔巧2D)內用于放置第二驅動組件（7)的第二電機 仰）；
[00巧]C面板巧如上設有用于B長螺釘（10巧穿過的AE通孔巧3B)，C面板巧如的中 部設有B軸承孔巧3A)、內凸臺巧3D)、C軸承孔巧3C)，內凸臺（53D)在B軸承孔巧3A)與 C軸承孔巧3C)之間，該B軸承孔巧3A)用于安裝B滾珠軸承（10B)，該C軸承孔巧3C)用 于安裝C滾珠軸承（10C);
[0016] 第一驅動組件（6)包括有第一外齒輪化A)、第二外齒輪化B)、第一傳送帶化C)、 第一電機（6D)、電機座化巧；電機座化巧安裝在支撐組件（5)的底座巧0) -端上，電機座 化巧上安裝有第一電機化D)，第一電機化D)的輸出軸上連接有第一外齒輪化A)，第一外齒 輪化A)與第二外齒輪化B)之間曬合有第一傳送帶化C)，第二外齒輪化B)套接在內套筒 (9)的BD圓環段巧D)上；
[0017] 第二驅動組件（7)包括有第H外齒輪（7A)、第四外齒輪（7B)、第二傳送帶（7C)、第 二電機（7D);第二電機（7D)安裝在B面板巧2) -端的沉頭腔巧2D)中，第二電機（7D)的 輸出軸上連接有第H外齒輪（7A)，第H外齒輪（7A)與第四外齒輪（7B)之間曬合有第二傳 送帶（7C)，第四外齒輪（7B)套接在外套筒做的AC圓環段巧C)上；
[001引外套筒做從上至下順次設有AA圓環段巧A)、AB圓環段巧B)、AC圓環段巧C)、 AA凸圓環段巧巧、AD圓環段巧D)和AE圓環段巧巧；外套筒做的中部是中也通孔巧G)， 該中也通孔巧G)用于放置內套筒巧）的BA圓環段巧A) ;AC圓環段巧C)上套接有A滾珠 軸承（10A) ;AE圓環段巧巧上套接有B滾珠軸承（10B) ;AC圓環段巧C)上套接有第四外齒 輪（7B) ;AA圓環段巧A)上設有AA銷孔巧A1)，通過在該AA銷孔巧A1)中放置銷釘，實現L 形支架（4)與外套筒巧）的固定；AC圓環段巧C)上設有AB銷孔巧C1)，通過在該AB銷孔 巧C1)中放置銷釘，實現第二驅動組件（7)中的第四外齒輪（7B)與外套筒巧）的固定；
[001引內套筒（9)從上至下順次設有BA圓環段巧A)、BB圓環段巧B)、BC圓環段巧C)、 BA凸圓環段巧巧、抓圓環段巧D)和BE圓環段巧巧；BB圓環段巧B)上套接有C滾珠軸 承（10C);邸圓環段巧巧上套接有D滾珠軸承（10D);抓圓環段巧D)上套接有第二外齒 輪化B) ;BA圓環段巧A)上設有BA銷孔巧A1)，通過在該BA銷孔巧A1)中放置銷釘，實現B 錐齒輪（4)與內套筒（9)的固定聊圓環段巧D)上設有BB銷孔巧D1)，通過在該BB銷孔 (9D1)中放置銷釘，實現第一驅動組件化）中的第二外齒輪化B)與內套筒巧）的固定；
[0020] A錐齒輪（1)上設有錐形齒、圓盤（1A)，圓盤（1A)上設有軸承通孔（1B)、DB螺紋孔 (1C);該軸承通孔（1B)用于放置AA滾珠軸承（3A)、AB滾珠軸承（3B)，AA滾珠軸承（3A)、 AB滾珠軸承（3B)套接在連軸件（4C)的連接軸（4C2)上；該DB螺紋孔（1C)用于放置DB螺 釘（3巧；
[0021] B錐齒輪（2)上設有錐形齒、連接頭（2A)，該連接頭（2A)通過銷釘固定在內套筒 (9)的BA圓環段巧A1)上。
[0022] 本發明基于差動原理的二自由度并聯轉動平臺的優點在于：
[0023] ①本發明設計的基于差動原理的二自由度并聯轉動平臺采用并聯機構，驅動部件 放在了基座上，使整個轉臺的運動質量減小。整個轉臺有整體體積小、慣量小、轉動速度高、 負載能力強的特點。
[0024] ②此轉臺可實現負載的旋轉和俯仰運動，該兩種運動是基于差動原理的，所W可 W使轉臺的負載能力更強，運動性能更好。
[00巧]③此轉臺是中空結構的，中空結構可W滿足一些特殊場所的應用，比如瞄準、攝影 等。中空結構拓展了其應用場所與范圍。<