[實用新型]三旋轉自由度解耦調整裝置

有效

• 申請號: 201320238991.8
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN203254417U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 朱興龍;王超
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 孫忠明

技術領域

本實用新型涉及一種三旋轉自由度調整裝置，特別涉及一種三旋轉自由度解耦調整裝置，屬于精密測量技術領域。

背景技術

現代精密測量技術是一門集精密機械、光學、電子學、傳感器、計算機技術為一體的綜合性交叉學科，視覺測量正是集成了以上各種技術在近些年獲得了迅速發展。在視覺測量中，目標成像是否真實反映實際被測物理量至關重要，清晰的圖像是后續圖像處理和分析的基礎，它直接關系到整個系統的測量精度，而準確地獲取空間物體的位姿正是其中的關鍵因素。

在本專利之前，各種位姿調整機構各有其局限性。例如旋轉自由度采用三并聯彈性桿調節，存在控制困難，并且不能解決耦合問題；采用電機直驅，存在電機傳動齒輪間隙和連接部件之間的間隙，從而對空間物體的姿態不可控；采用偏置螺桿驅動調節可以解決間隙問題，但由于強耦合，導致調整困難。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述缺陷，研制一種三旋轉自由度解耦調整裝置，解決間隙和耦合的問題，從而可以方便快捷地調整空間物體的姿態。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種三旋轉自由度解耦調整裝置，所述裝置由仰俯機構、橫滾機構、偏航機構和支承機構組成，其特征是，仰俯機構中仰俯平板的兩腳與橫滾機構中橫滾框的兩側分別經仰俯銷軸銷接，偏航機構中偏航架的兩側與橫滾機構中橫滾框的另兩側分別經橫滾銷軸銷接，支承機構中的套筒固定在安裝板中，支承機構中的連接軸與偏航機構中的偏航架固定；仰俯機構、橫滾機構、偏航機構的旋轉軸線兩兩垂直，且交于空間一點；各機構中的電機偏置，各電機輸出軸驅動相應的螺桿運動，各螺桿與相應的螺紋孔構成螺紋副，螺紋副通過自鎖消除間隙。

所述仰俯機構由仰俯平板、仰俯銷軸、仰俯電機、仰俯螺桿、仰俯鋼球及仰俯拉簧構成；仰俯平板呈跨馬型，其兩側通過仰俯銷軸與橫滾機構中橫滾框的兩側銷接；俯電機固定在橫滾機構中的橫滾框一側，仰俯螺桿旋合在橫滾框一側的螺紋孔與螺桿的外螺紋構成螺紋副，仰俯電機的輸出軸插入仰俯螺桿的內孔中，仰俯鋼球置于仰俯螺桿內孔上，其球面與仰俯平板接觸，仰俯拉簧一端固定在仰俯平板上，另一端固定在橫滾框上。

所述橫滾機構由橫滾框、橫滾銷軸、橫滾電機、橫滾螺桿、橫滾鋼球及橫滾拉簧構成；橫滾框的另兩側通過橫滾銷軸與偏航機構中的偏航架兩側銷接；橫滾電機固定在偏航機構中的偏航架一側，橫滾螺桿旋合在偏航架上的螺紋孔與螺桿的外螺紋構成螺紋副，橫滾電機的輸出軸插入橫滾螺桿的內孔中，橫滾鋼球置于橫滾螺桿內孔上，其球面與橫滾框接觸，橫滾拉簧一端固定在橫滾框上，另一端固定在偏航架上。

所述偏航機構由偏航架、偏航電機、偏航螺桿、偏航鋼球及偏航拉簧構成；偏航架呈槽型，其兩側通過橫滾銷軸與橫滾機構中橫滾框的兩側銷接；偏航電機固定在支架上，支架固定在安裝板上，偏航螺桿旋合在支架上的螺紋孔與螺桿的外螺紋構成螺紋副，偏航電機的輸出軸插入偏航螺桿的內孔中，偏航鋼球置于偏航螺桿內孔上，其球面與偏航架接觸，偏航拉簧一端固定在偏航架上，另一端固定在支架上。

所述支承機構中的連接軸支承在一對軸承上，一對軸承之間有一隔套將其分開一定距離形成雙點支承，平螺母將軸承與隔套鎖緊在連接軸上，一雙軸承支承在套筒上，套筒安裝在安裝板上，法蘭安裝在套筒的底端，限制軸承的軸向移動，所述偏航架通過連接軸支承在一對軸承上。

本實用新型的優點和效果在于：由于三旋轉軸線交于一點，且三根軸線兩兩垂直，實現運動解耦，能方便快捷地調整獲取空間物體的姿態。它經軟件發出的控制信號直接控制偏置電機驅動螺桿運動，螺桿伸出，通過鋼球直接作用克服彈簧拉力，使仰俯機構、橫滾機構、偏航機構繞相應的軸線旋轉，達到快速調整空間物體姿態的目的，同時，成功解決了電機直接驅動聯接的間隙不確定問題和并聯驅動嚴重耦合的問題。本發明結構簡單，便于操作，具有很強的實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型主視結構示意圖；

圖2為圖1在去掉偏航機構下的左視結構示意圖；

圖3為圖1中偏航機構逆時鐘旋轉90°后的俯視結構示意圖；

圖中，仰俯平板1、仰俯銷軸2、仰俯電機3、仰俯電機輸出軸4、仰俯螺桿5、仰俯鋼球6、仰俯拉簧7、橫滾框8、橫滾銷軸9、橫滾電機10、橫滾電機輸出軸11、橫滾螺桿12、橫滾鋼球13、橫滾拉簧14、偏航架15、連接軸16、偏航電機17、偏航電機輸出軸18、偏航螺桿19、偏航鋼球20、偏航拉簧21、軸承22、隔套23、平螺母24、法蘭25、套筒26、支架27、安裝板28。

具體實施方式