Apparatus and method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of load

Abstract

Apparatus and method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load. The apparatus comprises a guiding subassembly (100), a first sliding subassembly (200) and a first timing belt (401), the guiding subassembly is slidably connected with the first sliding subassembly, the first sliding subassembly comprises a rotating subassembly (300) and a slide block (210), the rotating subassembly is rotatably connected with the slide block, the rotating subassembly is in transmission connection with the first timing belt, the guiding subassembly comprises a rotation source mechanism (123), and the rotation source mechanism is in transmission connection with the first timing belt; and the rotation source mechanism drives the rotating subassembly to rotate and / or translate through the first timing belt, the rotating subassembly is connected with the load, and the load can be a camera, a printing platform of a 3D printer and the like.

Description

APPARATUS AND METHOD FOR REALIZING COOPERATIVE CONTROL OF ROTATING AND TRANSLATING MOVEMENTS OF LOADTECHNICAL FIELD

[0001] The present invention belongs to the technical field of movement control mechanical devices, and particularly relates to an apparatus and method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load.BACKGROUND

[0002] An apparatus capable of driving a camera to make rotating and translating movements is often used in a process of shooting video to achieve an ideal shooting effect. In addition, there is a polar 3D printer in the market, the polar 3D printer comprises a printing platform, and a similar apparatus may also be designed to realize the cooperative control of rotating and translating movements of the printing platform. At present, existing apparatuses of this kind generally comprise a guiding subassembly, a sliding subassembly, a rotating subassembly mounted on the sliding subassembly, a control board and a power supply. The camera or the 3D printing platform and other loads are mounted on the rotating subassembly, one rotation source is generally mounted on the guiding subassembly to drive the sliding subassembly to make the translating movement, and in addition, the other rotation source is mounted on the sliding subassembly to drive the rotating subassembly to make the rotating movement, so as to finally realize the cooperative control of the translating and rotating movements of the load mounted on the rotating subassembly. In order to realize the cooperative control of the two rotation sources mounted on the guiding subassembly and the sliding subassembly respectively, the power supply must power the two rotation sources at the same time, and the control board must control the two rotation sources at the same time as well. Solutions of the prior arts to solve the problems of power supply and control signal transmission comprise that: firstly, the sliding subassembly and the guiding subassembly may be provided with an electric brush subassembly to realize power supply and control signal transmission, such as the design described in Chinese Patent Application CN210106974U; and secondly, the guiding subassembly and the sliding subassembly may be provided with an electric wire harness capable of being folded or unfolded along with the movement of the sliding subassembly to supply power and transmit a control signal.

[0003] In a process of realizing the present invention, the inventor found that, in the prior art, the rotation source is arranged on the sliding subassembly, and the technical solutions of realizing power supply or control signal transmission through the electric brush subassembly or the foldable electric wire harness will lead to the following problems:

[0004] (1) the heavy rotation source mounted on the sliding subassembly may make the whole sliding subassembly heavier, and meanwhile, inertia of the sliding subassembly is also large, resulting in a low load capacity of the whole apparatus; and

[0005] (2) the rotation source is mounted on the sliding subassembly, and a relatively complicated electrical connection relationship must be designed between the sliding subassembly and the guiding subassembly, which requires a large production cost, and the reliability of the electrical connection relationship between the sliding subassembly and the guiding subassembly is relatively low.SUMMARY

[0006] Object of invention: the technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load aiming at the defects in the prior art.

[0007] In order to solve the above technical problem, in a first aspect, an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load is disclosed, which comprises a guiding subassembly, a first sliding subassembly and a first timing belt, wherein the guiding subassembly is slidably connected with the first sliding subassembly, the first sliding subassembly comprises a rotating subassembly and a slide block, the rotating subassembly is rotatably connected with the slide block of the first sliding subassembly, and the rotating subassembly is in transmission connection with the first timing belt; the guiding subassembly comprises a rotation source mechanism, and the rotation source mechanism is in transmission connection with the first timing belt; and the rotation source mechanism drives the rotating subassembly to rotate and / or translate through the first timing belt, so as to make the load mounted on the rotating subassembly to rotate and / or translate. The load may be a camera, a printing platform of a 3D printer and the like.

[0008] Further, the rotating subassembly comprises a timing pulley for outputting the rotating movement, the first timing belt is in transmission connection with the timing pulley for outputting the rotating movement, and the rotation source mechanism drives the timing pulley for outputting the rotating movement to rotate and / or translate through the first timing belt.

[0009] Further, one end portion of the guiding subassembly comprises a first timing pulley set and a third timing pulley set, and the other end portion of the guiding subassembly comprises a second timing pulley set and a fourth timing pulley set. That is, mounting positions of the first timing pulley set and the third timing pulley set are opposite to mounting positions of the second timing pulley set and the fourth timing pulley set. The slide block is provided with more than zero idler timing pulley, and the more than zero idler timing pulley and the timing pulley for outputting the rotating movement form a fifth timing pulley set; and the first timing belt is a closed timing belt connected end to end, the first timing belt contacts and is connected with the first timing pulley set, the second timing pulley set, the third timing pulley set, the fourth timing pulley set and the fifth timing pulley set in sequence to form a first closed-loop transmission system, and an arrangement sequence of the timing pulley sets in the first closed-loop transmission system is:the first timing pulley set, the fifth timing pulley set, the third timing pulley set, the fourth timing pulley set, the fifth timing pulley set and the second timing pulley set.

[0010] Further, the rotation source mechanism is arranged at an end portion of the guiding subassembly and comprises a first rotation source set and a second rotation source set, the first rotation source set and the second rotation source set respectively comprise more than one rotation source, the first rotation source set is connected with the third timing pulley set and / or the fourth timing pulley set, and the second rotation source set is connected with the first timing pulley set and / or the second timing pulley set.

[0011] Further, the guiding subassembly further comprises a control board, and the control board is electrically connected with the rotation source.

[0012] Further, the guiding subassembly further comprises a power supply, and the power supply is electrically connected with the control board.

[0013] Further, the end portion of the guiding subassembly is also provided with a control panel, and the control panel is electrically connected with the control board.

[0014] Further, the guiding subassembly further comprises a guide rail, the guide rail has a hollow structure, the power supply has a strip structure, and the power supply is embedded in the guide rail.

[0015] Further, the rotating subassembly further comprises a mounting platform; the timing pulley for outputting the rotating movement is directly connected with the mounting platform, or the timing pulley for outputting the rotating movement is integrated with the mounting platform, or the timing pulley for outputting the rotating movement is connected with the mounting platform through a speed change mechanism.

[0016] Further, the guiding subassembly is provided with at least three support legs, the support leg comprises a foldable support leg and / or a variable-length support leg, and the variable-length support leg may be used for adjusting horizontal and stable placement of the whole apparatus.

[0017] Further, the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load further comprises a second sliding subassembly and a second timing belt, wherein the second sliding subassembly is slidably connected with the guiding subassembly, the second timing belt is fixedly connected with the first sliding subassembly and the second sliding subassembly respectively, and the second timing belt is connected with two ends of the guiding subassembly respectively.

[0018] Further, two ends of the guiding subassembly are provided with a sixth timing pulley set and a seventh timing pulley set, and the second timing belt contacts and is connected with the sixth timing pulley set and the seventh timing pulley set respectively.

[0019] Further, the second timing belt is connected with the first sliding subassembly, the second sliding subassembly, the sixth timing pulley set and the seventh timing pulley set in a certain sequence to form a second closed-loop transmission system, and an arrangement sequence of closed-loop connection in the second closed-loop transmission system is: the first sliding subassembly, the sixth timing pulley set, the second sliding subassembly and the seventh timing pulley set.

[0020] Further, the second sliding subassembly is provided with an interface, which can be used to connected with a supporting apparatus, the supporting apparatus may be a tripod and the like, and compared with the technical solution not providing the second sliding subassembly, the first sliding subassembly may obtain a double sliding stroke by the technical solution in which the supporting apparatus is connected with the second sliding subassembly.

[0021] In a second aspect, a method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load is provided, which is used for controlling the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load above, wherein output shafts of the first rotation source set and the second rotation source set are controlled to rotate at respective speeds and directions, so as to make the load mounted on the rotating subassembly rotate and / or translate.

[0022] Beneficial effects: compared with the existing technical solution, according to the apparatus and method for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load of the present invention, the rotation sources are all mounted on the guiding subassembly, bringing the following beneficial effects:

[0023] (1) the rotation source is not mounted on the sliding subassembly, so that a weight of the sliding subassembly is reduced, and meanwhile, inertia of the sliding subassembly is also reduced, thus increasing a load capacity of the whole apparatus compared with the prior art; and

[0024] (2) the rotation source is not mounted on the sliding subassembly, and it is unnecessary to design a relatively complicated electrical connection relationship between the sliding subassembly and the guiding subassembly, so that a production cost can be reduced compared with the prior art, and meanwhile, an unreliable electrical connection relationship between the sliding subassembly and the guiding subassembly can be avoided.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0025] The present invention is further described in detail hereinafter with reference to the drawings and specific embodiments, and the advantages of the above and / or other aspects of the present invention will be clearer.

[0026] FIG. 1 is a stereoscopic diagram of an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load in Embodiment 1 of the present application;

[0027] FIG. 2 is a stereoscopic diagram of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1 from another perspective;

[0028] FIG. 3 is a schematic diagram of a rotating subassembly of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0029] FIG. 4 is an exploded view of a part of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0030] FIG. 5 is a further exploded view of a guiding subassembly of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0031] FIG. 6 is a schematic diagram of the further exploded view of the guiding subassembly shown in FIG. 5 from another perspective;

[0032] FIG. 7 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1 and a rotation source mechanism of the guiding subassembly shown in FIG. 5;

[0033] FIG. 8 is a further exploded view of a first sliding subassembly of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0034] FIG. 9 is a schematic diagram of the first sliding subassembly of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0035] FIG. 10 is a schematic diagram of a connection relationship between the rotating subassembly inside the first sliding subassembly shown in FIG. 9 and a slide block;

[0036] FIG. 11 is a schematic diagram of connection between the guiding subassembly shown in FIG. 5 and a power supply;

[0037] FIG. 12 is a schematic diagram of a second closed-loop transmission system of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0038] FIG. 13 is a schematic diagram of a second sliding subassembly of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load shown in FIG. 1;

[0039] FIG. 14 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system of an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load in Embodiment 2 of the present application and the rotation source mechanism of the guiding subassembly;

[0040] FIG. 15 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system of an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load in Embodiment 3 of the present application and the rotation source mechanism of the guiding subassembly;

[0041] FIG. 16 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system of an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load in Embodiment 4 of the present application and the rotation source mechanism of the guiding subassembly;

[0042] FIG. 17 is a picture of a real product of an apparatus for realizing cooperative control of rotating and  translating movements of a load in Embodiment 5 of the present application.

[0043] Reference numerals are as follows:

[0044] 100 refers to guiding subassembly, 200 refers to first sliding subassembly, 300 refers to rotating subassembly, 500 refers to second sliding subassembly, 110 refers to guide rail subassembly, 210 refers to slide block of first sliding subassembly, 120 refers to rotation source, 121 refers to first rotation source set, 122 refers to second rotation source set, 123 refers to rotation source mechanism, 130 refers to control board, 140 refers to control panel, 150 refers to foldable support leg, 160 refers to variable-length support leg, 301 refers to mounting platform, 302 refers to interface connected with load, 303 refers to connecting bolt between mounting platform 301 and timing pulley 451, 401 refers to first timing belt, 410 refers to first timing pulley set, 420 refers to second timing pulley set, 430 refers to third timing pulley set, 440 refers to fourth timing pulley set, 450 refers to fifth timing pulley set, 402 refers to idler timing pulley, 411 refers to first driving timing pulley, 421 refers to second driving timing pulley, 431 refers to third driving timing pulley, 441 refers to fourth driving timing pulley, 304 refers to thrust bearing, 201 refers to upper panel of first sliding subassembly, 305 refers to radial bearing, 451 refers to timing pulley for outputting rotating movement, 452 refers to idler timing pulley, 453 refers to mounting bolt of idler timing pulley 452, 203 refers to pulley of first sliding subassembly, 204 refers to locking knob of rotating subassembly, 111 refers to guide rail, 112 refers to power supply, 113 refers to power supply mounting bracket, 114 refers to first slide rail, 115 refers to second slide rail, 601 refers to second timing belt, 602 refers to sixth timing pulley set, 604 refers to seventh timing pulley set, 501 refers to interface of second sliding subassembly connected with supporting apparatus, and 504 refers to pulley of second sliding subassembly.DETAILED DESCRIPTION

[0045] Various exemplary embodiments of the present invention will be described in detail hereinafter with reference to the drawings. It should be noted that: unless otherwise specified, the relative arrangement of components and steps, the numeric expressions and the values described in these embodiments do not limit the scope of the present invention.

[0046] An apparatus and method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load provided by the present application may be applied to movement control of a load, such as a camera and a printing platform of a 3D printer.

[0047] The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load of the present invention is mainly described hereinafter by five embodiments: FIG. 1 to FIG. 13 are schematic diagrams of Embodiment 1, FIG. 14 to FIG. 16 are schematic diagrams of connection between first closed-loop transmission systems in Embodiments 2 to 4 and a rotation source mechanism respectively, and FIG. 17 is a picture of a real product in Embodiment 5, which will be described in detail with reference to the drawings.

[0048] With reference to FIG. 1 to FIG. 6, First Embodiment of the present application discloses an apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load, which comprises a guiding subassembly 100, a first sliding subassembly 200 and a first timing belt 401, wherein the guiding subassembly 100 is slidably connected with the first sliding subassembly 200, the first sliding subassembly 200 comprises a rotating subassembly 300 and a slide block 210, the rotating subassembly 300 is rotatably connected with the slide block 210, and the rotating subassembly 300 is in transmission connection with the first timing belt 401; the guiding subassembly 100 comprises a rotation source  mechanism 123, and as shown in FIG. 7, the rotation source mechanism 123 is in transmission connection with the first timing belt 401; and the rotation source mechanism 123 drives the rotating subassembly 300 to rotate and / or translate through the first timing belt 401.

[0049] As shown in FIG. 9, in a specific implementation process, the first sliding subassembly 200 may be slidably connected with the guiding subassembly 100 through four pulleys 203 mounted on front and rear sides of the first sliding subassembly.

[0050] In the embodiment, as shown in FIG. 3, the rotating subassembly 300 comprises a timing pulley 451 for outputting the rotating movement, the first timing belt 401 is in transmission connection with the timing pulley 451 for outputting the rotating movement, and the rotation source mechanism 123 drives the timing pulley 451 for outputting the rotating movement to rotate and / or translate through the first timing belt 401. As shown in FIG. 16, one part of the first timing belt 401 is in transmission connection with the timing pulley 451 for outputting the rotating movement. Alternatively, as shown in FIG. 7 and FIG. 15, two parts of the first timing belt 401 are in transmission connection with the timing pulley 451 for outputting the rotating movement.

[0051] In the embodiment, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, one end portion of the guiding subassembly 100 comprises a first timing pulley set 410 and a third timing pulley set 430, and the other end portion of the guiding subassembly 100 comprises a second timing pulley set 420 and a fourth timing pulley set 440. As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the slide block 210 is provided with more than zero idler timing pulley 452, and the more than zero idler timing pulley and the timing pulley 451 for outputting the rotating movement form a fifth timing pulley set 450. As shown in FIG. 7, the first timing belt 401 is a closed timing belt connected end to end, the first timing belt 401 contacts and is connected with the first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430, the fourth timing pulley set 440 and the fifth timing pulley set 450 in sequence to form a first closed-loop transmission system, and a counterclockwise arrangement sequence in the figure of the timing pulley sets in the first closed-loop transmission system is: the first timing pulley set 410, the fifth timing pulley set 450, the third timing pulley set 430, the fourth timing pulley set 440, the fifth timing pulley set 450 and the second timing pulley set 420.

[0052] Optionally, the first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430 and the fourth timing pulley set 440 comprise more than one timing pulley.

[0053] In the embodiment, as shown in FIG. 2, FIG. 5 and FIG. 7, the rotation source mechanism 123 is arranged at an end portion of the guiding subassembly 100 and comprises a first rotation source set 121 and a second rotation source set 122, the first rotation source set 121 and the second rotation source set 122 respectively comprise more than one rotation source 120, the first rotation source set 121 is connected with the third timing pulley set 430 and / or the fourth timing pulley set 440, and the second rotation source set 122 is connected with the first timing pulley set 410 and / or the second timing pulley set 420.

[0054] Embodiment 1: in a specific implementation process, with reference to FIG. 5 to FIG. 7, the first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430 and the fourth timing pulley set 440 may respectively comprise two timing pulleys, and the fifth timing pulley set 450 may comprise five timing pulleys.

[0055] As shown in FIG. 7, the first rotation source set 121 and the second rotation source set 122 may respectively comprise two rotation sources 120, the first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430 and the fourth timing pulley set 440 respectively comprise one idler timing pulley 402 and one driving timing pulley, each idler timing pulley 402 is mounted at the end  portion of the guiding subassembly through a bolt, and each driving timing pulley is connected with one rotation source 120. Each rotation source 120 comprises an output shaft, as shown in FIG. 7, a first driving timing pulley 411, a second driving timing pulley 421, a third driving timing pulley 431 and a fourth driving timing pulley 441 are mounted on the output shaft of the rotation source 120, and the rotation source 120 may be a motor.

[0056] Optionally, the rotation source 120 may also be a combination of a motor and a speed change mechanism, the speed change mechanism may be a gear speed change mechanism, a timing belt speed change mechanism, a worm gear speed change mechanism, a harmonic deceleration mechanism, a cycloidal-pin wheel deceleration mechanism and the like, and the speed change mechanism and a connection relationship between the speed change mechanism and the motor belong to the prior art. The embodiment of the present invention is not limited herein.

[0057] In the embodiment, the rotating subassembly 300 further comprises a mounting platform 301; and the timing pulley 451 for outputting the rotating movement may be directly connected with the mounting platform 301. As shown in FIG. 3 and FIG. 8, the mounting platform 301 is provided with an interface 302 connected with the load, and the load may be a camera or a printing platform of a 3D printer. In a specific implementation process, as shown in FIG. 8 to FIG. 10, the timing pulley 451 for outputting the rotating movement has a same rotation axis of the mounting platform 301, the timing pulley 451 for outputting the rotating movement may be fixedly connected with the mounting platform 301 through three bolts 303, and the mounting platform 301 and the timing pulley 451 for outputting the rotating movement may be rotatably connected with an upper panel 201 of the slide block 210 through two thrust bearings 304 and one radial bearing 305. The fifth timing pulley set 450 further comprises four idler timing pulleys 452, and the four idler timing pulleys 452 are mounted on the slide block 210 of the first sliding subassembly through mounting bolts 453. The slide block 210 is provided with a locking knob 204, and the locking knob 204 may be used for locking the rotating movement of the rotating subassembly 300.

[0058] Optionally, as shown in FIG. 17, the timing pulley 451 for outputting the rotating movement is integrated with the mounting platform 301.

[0059] Optionally, the timing pulley 451 for outputting the rotating movement may be connected with the mounting platform 301 through the speed change mechanism, the speed change mechanism may be a gear speed change mechanism, a timing belt speed change mechanism, a worm gear speed change mechanism, a harmonic deceleration mechanism, a cycloidal-pin wheel deceleration mechanism and the like, and the speed change mechanism and a connection relationship between the speed change mechanism and the timing pulley 451 for outputting the rotating movement and the mounting platform 301 belong to the prior art. The embodiment of the present invention is not limited herein.

[0060] In the embodiment, as shown in FIG. 5, the guiding subassembly 100 further comprises a control board 130, and the control board 130 is electrically connected with the rotation source 120. In a specific implementation process, the control board 130 may be arranged at the end portion of the guiding subassembly 100.

[0061] In the embodiment, the end portion of the guiding subassembly 100 is also provided with a control panel 140, and the control panel 140 is electrically connected with the control board 130. In a specific implementation process, the control panel 140 may be a combination of a screen and a button, and the screen may be a touch screen.

[0062] In the embodiment, as shown in FIG. 11, the guiding subassembly 100 further comprises a power supply 112, and the power supply 112 is electrically connected with the control board 130.

[0063] In the embodiment, as shown in FIG. 5, the guiding subassembly 100 comprises a guide rail subassembly 110, and the guide rail subassembly 110 is located between two end portions of the guiding subassembly 100. The guide rail subassembly 110 comprises two guide rails 111 arranged in parallel, and the first sliding subassembly 200 is slidably connected with the two guide rails 111 through pulleys 203. The guide rail 111 has a hollow structure, the power supply 112 has a strip structure, and the power supply 112 is embedded in the guide rail 111. Optionally, the guide rail 111 is also provided with a power supply mounting bracket 113, and the power supply 112 is mounted on the power supply mounting bracket 113.

[0064] In the embodiment, the guiding subassembly 100 is provided with at least three support legs, and the support leg comprises a foldable support leg 150 and / or a variable-length support leg 160. In a specific implementation process, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the guiding subassembly 100 is provided with four support legs, the support leg comprises the foldable support leg 150 or the variable-length support leg 160, and the variable-length support leg 160 may be used for adjusting horizontal and stable placement of the whole apparatus.

[0065] In the embodiment, as shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 11 to FIG. 13, the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load further comprises a second sliding subassembly 500 and a second timing belt 601, wherein the second sliding subassembly 500 is slidably connected with the guiding subassembly 100, and the second timing belt 601 is fixedly connected with the first sliding subassembly 200 and the second sliding subassembly 500 respectively. In a specific implementation process, the second sliding subassembly 500 may be slidably connected with the guiding subassembly 100 through four pulleys 504 mounted on front and rear sides of the second sliding subassembly. Specifically, the second sliding subassembly 500 is slidably connected with two guide rails 111 of the guiding subassembly 100 through four pulleys 504 mounted on front and rear sides of the second sliding subassembly. In a specific implementation process, as shown in FIG. 11, the guide rail 111 may be provided with a first slide rail 114 and a second slide rail 115, the first slide rail 114 is located above the second slide rail 115, the first slide rail 114 and the second slide rail 115 are arranged in parallel, the first slide rail 114 is in rolling connection with the pulley 203 of the first sliding subassembly 200, and the second slide rail 115 is in rolling connection with the pulley 504 of the second sliding subassembly 500. A part of the first timing belt 401 may penetrate through the first slide rail 114 (not shown) .

[0066] In the embodiment, as shown in FIG. 12, two ends of the guiding subassembly 100 are provided with a sixth timing pulley set 602 and a seventh timing pulley set 604, and the second timing belt 601 contacts and is connected with the sixth timing pulley set 602 and the seventh timing pulley set 604 respectively.

[0067] In the embodiment, as shown in FIG. 12, the second timing belt 601 is connected with the first sliding subassembly 200, the second sliding subassembly 500, the sixth timing pulley set 602 and the seventh timing pulley set 604 in a certain sequence to form a second closed-loop transmission system, and an arrangement sequence of the closed-loop connection is: the first sliding subassembly 200, the sixth timing pulley set 602, the second sliding subassembly 500 and the seventh timing pulley set 604.

[0068] When the rotation source mechanism 123 drives the first sliding subassembly 200 to make the translating movement relative to the guiding subassembly 100 through the first closed-loop transmission system, the first sliding subassembly 200 drives the second sliding subassembly 500 to make the translating movement relative to the guiding subassembly 100 in an opposite direction at the same speed through the second closed-loop transmission system.

[0069] As shown in FIG. 13, a bottom portion of the second sliding subassembly 500 is provided with an  interface 501, which may be used to connected with a supporting apparatus, and the supporting apparatus may be a tripod and the like. Compared with a method of placing the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load directly on the ground with its own support legs, the first sliding subassembly 200 may obtain a double sliding stroke by a method of placing the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load on the supporting apparatus connected with the second sliding subassembly 500.

[0070] FIG. 14 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system in Embodiment 2 of the apparatus and the rotation source mechanism of the guiding subassembly. In the embodiment, two ends of the guiding subassembly 100 are respectively provided with one rotation source (motor) , and the two rotation sources respectively belong to the first rotation source set 121 and the second rotation source set 122. The first timing pulley set 410 and the fourth timing pulley set 440 only comprise one idler timing pulley. The second timing pulley set 420 comprises the second driving timing pulley 421 and one idler timing pulley 402, the third timing pulley set 430 comprises the third driving timing pulley 431 and one idler timing pulley 402, and the second driving timing pulley 421 and the third driving timing pulley 431 are mounted on output shafts of the rotation sources 120. Certainly, in other embodiments of the present invention, one end portion of the guiding subassembly 100 may be provided with two rotation sources, and the other end portion of the guiding subassembly is not provided with the rotation source. The timing pulley set at the end portion provided with the rotation sources may comprise the driving timing pulley and the idler timing pulley, and the driving timing pulley is mounted on the output shaft of the rotation source 120; and the timing pulley set at the end portion not provided with the rotation source may only comprise the idler timing pulley, both of which do not affect the implementation of the embodiment of the present invention.

[0071] FIG. 15 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system in Embodiment 3 of the apparatus and the rotation source mechanism of the guiding subassembly. In the embodiment, the fifth timing pulley set 450 is only provided with the timing pulley 451 for outputting the rotating movement. The first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430, the fourth timing pulley set 440 and the rotation source mechanism 123 may be specifically implemented by the implementation mode in Embodiment 1 or the implementation mode in Embodiment 2, or one end portion of the guiding subassembly 100 may be provided with two rotation sources, both of which do not affect the implementation of the embodiment.

[0072] FIG. 16 is a schematic diagram of connection between a first closed-loop transmission system in Embodiment 4 of the apparatus and the rotation source mechanism of the guiding subassembly. In the embodiment, the fifth timing pulley set 450 comprises the timing pulley 451 for outputting the rotating movement and two idler timing pulleys 452. The first timing pulley set 410, the second timing pulley set 420, the third timing pulley set 430, the fourth timing pulley set 440 and the rotation source mechanism 123 may be specifically implemented by the implementation mode in Embodiment 1 or the implementation mode in Embodiment 2, or one end portion of the guiding subassembly 100 may be provided with two rotation sources, both of which do not affect the implementation of the embodiment.

[0073] FIG. 17 is a picture of a real product of the apparatus. In the embodiment, a left end of the guiding subassembly 100 is provided with two rotation sources (motors) , and is not provided with the second sliding subassembly 500 and the second timing belt 601, so that the weight of the whole apparatus can be reduced to the greatest extent. The timing pulley 451 for outputting the rotating movement is integrated with the mounting platform 301, and the real product is a result of a mid-term research and development  stage of the present invention, so that the real product is slightly different from the above-mentioned embodiment of latest design.

[0074] Second Embodiment of the present application discloses a method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load, which is used for controlling the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load.

[0075] Before describing the method for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load by controlling the above apparatus, definitions are made first:

[0076] (1) a translation velocity vt of the load moving to the right along the guiding subassembly 100 relative to the ground is defined to be positive, and otherwise the translation velocity is negative;

[0077] (2) from top to bottom, a rotational angular velocity ωt of the load moving clockwise around an axis of the mounting platform 301 is defined to be positive, and otherwise the rotational angular velocity is negative;

[0078] (3) from top to bottom, if any set of rotation sources 120 drives a part of the first timing belt 401 to move clockwise relative to the output shafts of the set of rotation sources, a linear velocity of the part of the first timing belt 401 is defined to be positive, and an angular velocity of the set of rotation sources 120 is also defined to be positive, and otherwise the linear velocity and the angular velocity are both negative;

[0079] (4) it is defined that the first rotation source set 121 is controlled to drive a part of the first timing belt 401 connected with the first rotation source set to move at a linear velocity vm1, and the second rotation source set 122 is controlled to drive a part of the first timing belt 401 connected with the second rotation source set to move at a linear velocity vm2;

[0080] (5) if there are n rotation sources 120 in the first rotation source set 121, n ≥ 1, rotational angular velocities of the n rotation sources’ output shafts 120 are respectively set to be ω11, ω12…ω1n, and pitch radii of the driving timing pulleys mounted on the n rotation sources 120 are respectively set to be r11, r12…r1n, wherein a rotational angular velocity of a kth rotation source 120 and a pitch radius of the driving timing pulley mounted on the kth rotation source are respectively ω1k, r1k, 1 ≤ k ≤ n;

[0081] (6) if there are p rotation sources 120 in the second rotation source set 122, p ≥ 1, rotational angular velocities of the p rotation sources 120 are respectively set to be ω21, ω22…ω2p, and pitch radii of the driving timing pulleys mounted on the p rotation sources 120 are respectively set to be r21, r22…r2p, wherein a rotational angular velocity of a jth rotation source 120 and a pitch radius of the driving timing pulley mounted on the jth rotation source are respectively ω2j, r2j, 1 ≤ j ≤ p;

[0082] (7) from top to bottom, a rotational angular velocity ωs of the timing pulley 451 for outputting the rotating movement moving clockwise around an axis of the timing pulley for outputting the rotating movement is defined to be positive, and otherwise the rotational angular velocity is negative;

[0083] (8) a pitch radius of the timing pulley 451 for outputting the rotating movement connected with the mounting platform 301 is defined to be rs; and

[0084] (9) a transmission ratio between the timing pulley 451 for outputting the rotating movement and the mounting platform 301 is defined to be q, if the timing pulley 451 for outputting the rotating movement is directly connected with the mounting platform 301, or the timing pulley 451 for outputting the rotating movement is integrated with the mounting platform 301, then q is 1, and if the timing pulley 451 is connected with the mounting platform 301 through the speed change mechanism, then q is a transmission ratio of the speed change mechanism.

[0085] If the apparatus is directly placed on the ground, and the connection mode between the timing pulley 451 for outputting the rotating movement of the timing belt of the apparatus and the first timing belt 401  is the connection mode in Embodiment 1 and Embodiment 2, according to the above definitions, the method for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load by controlling the above apparatus is described as the following control equations:

[0086] A relationship between the rotational angular velocity of the rotation source and the linear velocity of the timing belt is: vm1=ω1k·r1k vm2=ω2j·r2j

[0087] A control equation of the rotational angular velocity of the timing pulley 451 for outputting the rotating movement is:

[0088] A control equation of the rotational angular velocity of the load is:

[0089] A control equation of the translation velocity of the load is:

[0090] Optionally, if the apparatus is indirectly placed on the ground through the supporting apparatus connected with the second sliding subassembly 500, the control equation of the translation velocity of the load is:

[0091] vt=vm2-vm1

[0092] Optionally, if the connection mode between the timing pulley 451 for outputting the rotating movement and the first timing belt 401 of the timing belt of the apparatus is the connection mode in Embodiment 3 and Embodiment 4, then the control equation of the rotational angular velocity of the timing pulley 451 for outputting the rotating movement is:

[0093] By the above control equation, the combined rotating and translating movements of the load may be controlled by controlling the combined movements of the first rotation source set 121 and the second rotation source set 122 (at speeds and directions of the rotation source sets) .

[0094] In a specific implementation, the present application provides a computer storage medium and a corresponding data processing unit, wherein the computer storage medium is capable of storing a computer program, and the computer program, when executed by the data processing unit, can run the inventive contents of the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load provided by the present invention and some or all steps in various embodiments. The storage medium may be a magnetic disk, an optical disk, a Read Only Storage (ROM) or a Random Access Storage (RAM) , and the like.

[0095] Those skilled in the art can clearly understand that the technical solutions in the embodiments of the present invention can be realized by means of a computer program and a corresponding general hardware platform thereof. Based on such understanding, the essence of the technical solutions in the embodiments of the present invention or the part contributing to the prior art, may be embodied in the form of a computer program, i.e., a software product. The computer program, i.e., the software product is stored in a storage medium comprising a number of instructions such that a device (which may be a personal  computer, a server, a singlechip, a MUU or a network device, and the like) comprising the data processing unit executes the methods described in various embodiments or some parts of the embodiments of the present invention.

[0096] The present invention provides the apparatus and method for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load. There are many methods and ways to realize the technical solutions, and the above is only the specific embodiments of the present invention. It should be pointed out that, for those of ordinary skills in the art, several improvements and decorations may be made without departing from the principle of the present invention, and these improvements and decorations should also be regarded as falling within the scope of protection of the present invention. All the unspecified components in the embodiments can be realized by the prior art.

Claims

1.An apparatus for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load, comprising a guiding subassembly (100) , a first sliding subassembly (200) and a first timing belt (401) , wherein the guiding subassembly (100) is slidably connected with the first sliding subassembly (200) , the first sliding subassembly (200) comprises a rotating subassembly (300) and a slide block (210) , the rotating subassembly (300) is rotatably connected with the slide block (210) , and the rotating subassembly (300) is in transmission connection with the first timing belt (401) ; the guiding subassembly (100) comprises a rotation source mechanism (123) , and the rotation source mechanism (123) is in transmission connection with the first timing belt (401) ; and the rotation source mechanism (123) drives the rotating subassembly (300) to rotate and / or translate through the first timing belt (401) .2.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 1, wherein the rotating subassembly (300) comprises a timing pulley (451) for outputting the rotating movement, the first timing belt (401) is in transmission connection with the timing pulley (451) for outputting the rotating movement, and the rotation source mechanism (123) drives the timing pulley (451) for outputting the rotating movement to rotate and / or translate through the first timing belt (401) .3.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 2, wherein one end portion of the guiding subassembly (100) comprises a first timing pulley set (410) and a third timing pulley set (430) , the other end portion of the guiding subassembly (100) comprises a second timing pulley set (420) and a fourth timing pulley set (440) , the slide block (210) is provided with more than zero idler timing pulley (452) , and the more than zero idler timing pulley and the timing pulley (451) for outputting the rotating movement form a fifth timing pulley set (450) ; and the first timing belt (401) is a closed timing belt connected end to end, the first timing belt (401) contacts and is connected with the first timing pulley set (410) , the second timing pulley set (420) , the third timing pulley set (430) , the fourth timing pulley set (440) and the fifth timing pulley set (450) in sequence to form a first closed-loop transmission system, and an arrangement sequence of the timing pulley sets in the first closed-loop transmission system is: the first timing pulley set (410) , the fifth timing pulley set (450) , the third timing pulley set (430) , the fourth timing pulley set (440) , the fifth timing pulley set (450) and the second timing pulley set (420) .4.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 3, wherein the rotation source mechanism (123) is arranged at an end portion of the guiding subassembly (100) and comprises a first rotation source set (121) and a second rotation source set (122) , the first rotation source set (121) and the second rotation source set (122) respectively comprise more than one rotation source (120) , the first rotation source set (121) is connected with the third timing pulley set (430) and / or the fourth timing pulley set (440) , and the second rotation source set (122) is connected with the first timing pulley set (410) and / or the second timing pulley set (420) .5.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 4, wherein the guiding subassembly (100) further comprises a control board (130) , and the control board (130) is electrically connected with the rotation source (120) .6.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 5, wherein the guiding subassembly (100) further comprises a power supply (112) , and the power supply (112) is electrically connected with the control board (130) .7.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 6, wherein the end portion of the guiding subassembly (100) is also provided  with a control panel (140) , and the control panel (140) is electrically connected with the control board (130) .8.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 7, wherein the guiding subassembly (100) further comprises a guide rail (111) , the guide rail (111) has a hollow structure, the power supply (112) has a strip structure, and the power supply (112) is embedded in the guide rail (111) .9.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to any one of claims 2 to 8, wherein the rotating subassembly (300) further comprises a mounting platform (301) ; the timing pulley (451) for outputting the rotating movement is directly connected with the mounting platform (301) , or the timing pulley (451) for outputting the rotating movement is integrated with the mounting platform (301) , or the timing pulley (451) for outputting the rotating movement is connected with the mounting platform (301) through a speed change mechanism.10.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 9, wherein the guiding subassembly (100) is provided with at least three support legs, and the support leg comprises a foldable support leg (150) and / or a variable-length support leg (160) .11.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 9, further comprising a second sliding subassembly (500) and a second timing belt (601) , wherein the second sliding subassembly (500) is slidably connected with the guiding subassembly (100) , the second timing belt (601) is fixedly connected with the first sliding subassembly (200) and the second sliding subassembly (500) respectively, and the second timing belt (601) is connected with two ends of the guiding subassembly (100) respectively.12.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 11, wherein two ends of the guiding subassembly (100) are provided with a sixth timing pulley set (602) and a seventh timing pulley set (604) , and the second timing belt (601) contacts and is connected with the sixth timing pulley set (602) and the seventh timing pulley set (604) respectively.13.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 12, wherein the second timing belt (601) is connected with the first sliding subassembly (200) , the second sliding subassembly (500) , the sixth timing pulley set (602) and the seventh timing pulley set (604) in sequence to form a second closed-loop transmission system, and an arrangement sequence of closed-loop connection in the second closed-loop transmission system is: the first sliding subassembly (200) , the sixth timing pulley set (602) , the second sliding subassembly (500) and the seventh timing pulley set (604) .14.The apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to claim 13, wherein the second sliding subassembly (500) is provided with an interface (501) , which is used to connect with a supporting apparatus.15.A method for realizing cooperative control of rotating and translating movements of a load, used for controlling the apparatus for realizing the cooperative control of the rotating and translating movements of the load according to any one of claims 1 to 14, wherein output shafts of the first rotation source set (121) and the second rotation source set (122) are controlled to rotate at respective speeds and directions, so as to make the rotating subassembly (300) rotate and / or translate.

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