[發明專利]一種三維位姿調整及測量裝置

有效

• 申請號: 201611270673.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108268057B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 白鑫林;徐志剛;劉勇;賀云;李秋實;劉明洋;侯峻峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及位姿調整的實現裝置，具體地說是一種三維位姿調整及測量裝置。包括試驗物塊、俯仰調整機構、偏航調整機構及直線運動機構，其中試驗物塊固定于俯仰調整機構的俯仰轉動體上，偏航調整機構位于俯仰調整機構的下方、并與俯仰調整機構的俯仰基座連接，直線運動機構位于偏航調整機構的下方、并與偏航調整機構的偏航基板連接；俯仰調整機構的第一轉動軸和偏航機構的第二轉動軸分別連接有角度編碼器，直線運動機構的上支座和下支座分別連接有直線光柵尺的讀數頭和指示光柵。本發明具有三維位姿調整精度高，結構簡單，調整方便，安全可靠，便于維護的優點。

技術領域

本發明涉及位姿調整的實現裝置，具體地說是一種三維位姿調整及測量裝置。

背景技術

為了實現試驗物體繞空間某點的俯仰轉動、偏航轉動和直線運動(三維位姿運動)，目前通常采用的是并聯機構，并通過測量并聯分支的長度計算實際的位姿，為了實現參考點為空間某一點的位置和姿態，通常要進行坐標系的變換，累計誤差較大；而串聯機構體積較大，調整和測量難以保證同時進行。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種三維位姿調整及測量裝置。該調整和測量裝置可對試驗物塊繞空間某點的俯仰運動和偏航運動進行精確調整及實時測量，保證較小空間內實現試驗物塊的三維位姿調整與測量。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種三維位姿調整及測量裝置，包括試驗物塊、俯仰調整機構、偏航調整機構及直線運動機構，其中試驗物塊固定于俯仰調整機構上，所述偏航調整機構位于俯仰調整機構的下方、并與俯仰調整機構連接，所述直線運動機構位于偏航調整機構的下方、并與偏航調整機構連接。

所述俯仰調整機構包括俯仰角度測量裝置、俯仰驅動裝置、俯仰轉動體及俯仰基座，其中俯仰轉動體安裝在俯仰基座上、且通過曲面配合，所述俯仰驅動裝置和俯仰角度測量裝置均安裝在俯仰基座上、且均與俯仰轉動體連接，所述試驗物塊安裝在俯仰轉動體上，所述俯仰驅動裝置用于驅動俯仰轉動體作回轉運動，從而帶動試驗物塊作俯仰動作，所述俯仰角度測量裝置用于測量試驗物塊的俯仰角度。

所述俯仰驅動裝置包括第一蝸桿減速器、支座、俯仰齒輪軸、俯仰齒條及俯仰齒輪，其中俯仰齒輪軸沿水平方向可轉地安裝在俯仰基座上，所述俯仰齒輪套裝在俯仰齒輪軸上，可隨俯仰齒輪軸一起轉動，所述第一蝸桿減速器通過支座安裝在俯仰基座上、且與所述俯仰齒輪軸連接，所述俯仰齒條安裝在俯仰轉動體上、且與俯仰齒輪嚙合。

所述俯仰轉動體為中空結構，所述俯仰齒輪軸、俯仰齒輪及俯仰齒條均容置于所述中空結構內。

所述俯仰角度測量裝置包括編碼器安裝板、第一轉動軸支座、俯仰角度編碼器及第一轉動軸，其中編碼器安裝板和第一轉動軸支座分別與俯仰基座和俯仰轉動體連接，所述第一轉動軸的兩端分別與編碼器安裝板和第一轉動軸支座可轉動連接，所述俯仰角度編碼器安裝在編碼器安裝板上、且與第一轉動軸連接。

所述偏航調整機構包括偏航支撐體、偏航角度測量裝置、偏航驅動裝置、偏航基板及連接板，其中偏航支撐體與所述俯仰調整機構固連，所述連接板與偏航基板固定連接、且與偏航支撐體滑動連接，所述偏航驅動裝置安裝在偏航支撐體上、且與連接板連接，所述偏航角度測量裝置安裝在連接板上、且與偏航支撐體可轉動地連接，所述偏航驅動裝置驅動偏航支撐體作回轉運動，所述偏航角度測量裝置用于測量偏航支撐體的回轉角度。

所述偏航驅動裝置包括第二蝸桿減速器、偏航齒條、偏航齒輪軸、支撐座及偏航齒輪，其中偏航齒輪軸沿豎直方向可轉動地安裝在偏航支撐體上，所述偏航齒輪套裝在偏航齒輪軸上，所述第二蝸桿減速器通過支撐座安裝在偏航支撐體上、且與偏航齒輪軸連接，所述偏航齒條設置于偏航基板上、且與偏航齒輪嚙合。