[發明專利]三自由度空間位置檢測機構

在審

• 申請號: 201310267777.X
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103363937A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 朱留存;解亞非;荀俊祥;吳紅濤;羅印升
• 申請（專利權）人: 朱留存
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 何學成

技術領域

本發明屬于空間位置檢測裝置，特別涉及一種三自由度空間位置檢測機構。

背景技術

物體運動時，物體的空間位置發生了位移，為了檢測位移的變化量，人們設計了許多位置檢測裝置。

公告號CN100570397的專利申請：空間位置檢測系統及其檢測方法，其公開了一種有超聲發射裝置、超聲接受裝置、光同步信號裝置、數據處理系統和數據傳輸結構組成的，其通過超聲發射裝置和超聲接受裝置的配合，測量超聲從超聲發射器到每個超聲接受傳感器的傳播渡越時間之間的差值，進而確定超聲發射器到每個超聲接收器的距離，經過簡單立體幾何的演算，從而得到空間點的位置，其通過超聲信號進行檢測，傳遞過程中可能受到干擾，影響檢測的精度，同時上訴申請中需要多個部件，成本較高。

另外，現有技術中對位置檢測的方法就是通過三軸加速度傳感器對空間位置的變化進行檢測，一方面三軸加速度傳感器的價格比較昂貴，另一方面從加速度的變化換算到空間位置的變化，需要經過多次運算，多次運算的存在誤差，勢必影響位置的檢測精度。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，設計了一種采用位移傳感器來檢測動平臺上任意位置的空間位移的變化，本發明結構簡單，各個部件的成本低，設備購置成本低，具有較好的市場前景，同時本發明只需通過簡單的立體幾何的推算就能得到動平臺上任意一點的空間位置的變化狀況。

本發明通過以下技術方案實現：

三自由度空間位置檢測機構，其特征在于：包括固定平臺，以及動平臺，固定平臺和動平臺之間設置有均布設置有三個相同支鏈，固定平臺和動平臺之始終平行，所述的動平臺和固定平臺之間還設置有三個位移傳感器，所述的位移傳感器之間兩兩不平行，位移傳感器的兩端通過球鉸鏈分別與動平臺和固定平臺連接，所述的動平臺的中心處設置有與待測件連接的連接機構。

本發明通過位移傳感器的變化檢測動平臺在空間上發生的位移的變化，根據位移傳感器的數據進行簡單的立體幾何計算就能得到動平臺上任意一點的空間位置的變化，所述的空間位置為動平臺在XYZ方向的位移，且在位移過程中動平臺始終與固定平臺保持平行。

所述的支鏈包括第一連桿、第二連桿，第一連桿的一端通過虎克鉸與動平臺連接，另一端通過虎克鉸與第二連桿連接，第二連桿的另一端通過銷軸鉸連接在固定平臺上，支鏈采用虎克鉸和轉動鉸的配合，有效擴大了動平臺的傾角范圍，從而擴大了本空間位置檢測機構的檢測范圍。

所述的連接機構包括固定連接在動平臺上的軸承座，軸承座上連接有可以轉動的螺桿軸，螺桿軸上連接有可以調節的連桿，連桿的端部設置有與待測件連接的虎克鉸支座，虎克鉸支座通過虎克鉸銷軸與連桿連接；設置的連接機構便于和其他待測部件進行連接，同時虎克鉸支座與待測件連接，可以避免被測件姿態的變化對位置檢測的干擾。

本發明具有以下有益效果：

本發明設計了一種采用位移傳感器進行檢測的空間位置檢測裝置，通過直接讀取位移傳感器上位移量的變化，建立立體幾何模型，通過簡單的空間向量的換算就能得到動平臺上任意一點的位置在XYZ空間上的變化，本發明的構件結構簡單，制造成本低，制造精度容易保證且組裝和標定方便快捷，具有較好的市場前景。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖中1為虎克鉸支座，2為虎克鉸銷軸，3為連桿，4為螺桿軸，5為軸承座，6為動平臺，7為第一連桿，8為位移傳感器，9為第二連桿，10為銷軸鉸，11為球鉸鏈，12為固定平臺。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明。

如圖1所示的三自由度空間位置檢測機構，其特征在于：包括固定平臺12，以及動平臺6，固定平臺12和動平臺6之間設置有均布設置有三個相同支鏈，此處為沿固定平臺的邊緣360°均分設置，三個相同支鏈構成一種三自由度并聯機構，固定平臺12和動平臺6之始終平行，動平臺只具有三個平移自由度，所述的動平臺6和固定平臺12之間還設置有三個位移傳感器8，所述的位移傳感器8之間兩兩不平行，位移傳感器8的兩端通過球鉸鏈11分別與動平臺6和固定平臺12連接，所述的動平臺6的中心處設置有與待測件連接的連接機構。

本發明通過位移傳感器的變化檢測動平臺在空間上發生的位移的變化，根據位移傳感器的數據進行簡單的立體幾何計算就能得到動平臺上任意一點的空間位置的變化，所述的空間位置為動平臺在XYZ方向的位移，且在位移過程中動平臺始終與固定平臺保持平行。