[發明專利]旋轉臺系統和識別平臺的取向的方法

有效

• 申請號: 201710406194.9
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107450599B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: K·D·魯博
• 申請（專利權）人: 維蒂克影像國際公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 曾祥生

本發明涉及旋轉臺系統，其包括平臺和限定了旋轉軸線的旋轉驅動器。平臺安裝在主軸上以用于從旋轉驅動器接收旋轉運動。圓柱形壁附接到平臺以從旋轉驅動器接收旋轉運動，并且與由旋轉驅動器限定的旋轉軸線同軸。圓柱形壁限定了包括參考圖案的內表面。成像組件對圓柱形壁的內表面上的參考圖案進行成像。成像組件通過對圓柱形壁的內表面上的參考圖案進行成像來檢測平臺相對于所述平臺的旋轉軸線的角度取向和傾斜?？刂破魍ㄟ^作為信號從成像組件發出的所述參考圖案的位置來計算平臺的角度取向和傾斜。

在先申請

本申請要求于2016年6月1日提交的美國臨時專利申請No.62/343,910的優先權，其內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明大體涉及用于支撐有效負載的旋轉臺。更具體地，本發明涉及一種簡化的旋轉臺，所述簡化的旋轉臺提供對于有效負載的角度取向和傾斜的精確識別。

背景技術

一段時間以來，已經使用旋轉臺和平臺來為例如包括攝像機的成像裝置提供更寬的視角。攝像機或其他技術裝置作為有效負載的一部分安裝在旋轉臺或平臺上。通常希望識別技術裝置所取向的旋轉角度。識別角度取向的努力需要復雜的編碼器與昂貴的高精度旋轉驅動器的結合使用。通常以預期的角度取向向旋轉驅動器發送信號，以在不實施任何補救測量的狀態下將旋轉臺旋轉到所述角度取向，從而確定旋轉臺或平臺的角度取向。為了實現某種程度的精度，驅動器通常包括步進馬達，所述步進馬達當與編碼器結合工作以將馬達引導到期望的取向時是特別昂貴的。實現高精度已經被證明仍然是困難的，特別是以合理的成本來實現高精度仍然是困難的。為了實現高精度，現有技術的旋轉驅動器已知在試圖建立期望的精度的同時圍繞目標角度取向抖動或振蕩。甚至高成本的旋轉驅動器也只能達到一定程度的精度，這使得難以使用有效負載進行例如高精度操作，所述高精度操作例如為在大的物體上實施的模板激光投影、攝影測量和檢查系統，所述大的物體例如為需要不能由靜止系統實現的廣角視角的飛機機身。

此外，旋轉平臺或旋轉臺不包括用于確定旋轉平臺或旋轉臺偏離豎直軸線或旋轉軸線的傾斜的設備(provisions)。因此，旋轉平臺或旋轉臺必須以高度精確的水平取向被固定?？商娲?，傾斜被簡單地忽略，而這降低了位于旋轉平臺或旋轉臺上的成像裝置的精度。

可替代地，為了在大的物體上實施這些功能，有效負載運動到與物體相距較遠距離，而這進一步導致了精度降低?？朔@些問題的低成本體系還沒有實現。因此，期望提供一種旋轉臺或平臺，所述旋轉臺或平臺能夠例如與高技術性有效負載一起工作，并且易于保持能夠提供高精度，所述高技術性有效負載例如為激光投影儀、攝影測量系統或低成本檢查系統。

發明內容

旋轉臺系統包括平臺和旋轉驅動器。旋轉驅動器限定了旋轉軸線并且包括主軸。平臺安裝在主軸上以用于從旋轉驅動器接收旋轉運動。圓柱形壁可固定地附接到平臺以利用所述平臺從旋轉驅動器接收旋轉運動。圓柱形壁與由旋轉驅動器限定的旋轉軸線同軸。圓柱形壁限定了包括參考圖案的內表面。成像組件對布置在圓柱形壁的內表面上的參考圖案進行成像。成像組件通過對布置在圓柱形壁的內表面上的參考圖案進行成像來檢測平臺相對于平臺的旋轉軸線的角度取向和傾斜?？刂破魍ㄟ^作為信號從成像組件發送到控制器的參考圖案的位置來計算平臺相對于平臺的旋轉軸線的角度取向和傾斜。

本申請的旋轉臺系統以與現有技術的高成本旋轉臺系統截然不同的方式工作。與現有技術的旋轉臺系統不同，本發明的低成本旋轉驅動器僅運動到近似期望角度取向，而現有技術的旋轉臺系統具有非常昂貴且高技術性的旋轉驅動器，所述旋轉驅動器由編碼器引導而運動到預定位置。在平臺已經運動到近似角度取向之后，成像組件通過對布置在圓柱形壁的內表面上的參考圖案進行成像來識別平臺的精確角度取向。由于成像組件在平臺已經旋轉到近似角度取向之后識別精確的位置，因此角度取向不需要像現有技術的裝置所要求的那樣精確。當識別出平臺的精確位置時，控制器發送信號到有效負載以進行響應調節，來實現投射或成像的高精度。