[实用新型]三旋转自由度解耦调整装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三旋转自由度调整装置，特别涉及一种三旋转自由度解耦调整装置，属于精密测量技术领域。

背景技术

现代精密测量技术是一门集精密机械、光学、电子学、传感器、计算机技术为一体的综合性交叉学科，视觉测量正是集成了以上各种技术在近些年获得了迅速发展。在视觉测量中，目标成像是否真实反映实际被测物理量至关重要，清晰的图像是后续图像处理和分析的基础，它直接关系到整个系统的测量精度，而准确地获取空间物体的位姿正是其中的关键因素。

在本专利之前，各种位姿调整机构各有其局限性。例如旋转自由度采用三并联弹性杆调节，存在控制困难，并且不能解决耦合问题；采用电机直驱，存在电机传动齿轮间隙和连接部件之间的间隙，从而对空间物体的姿态不可控；采用偏置螺杆驱动调节可以解决间隙问题，但由于强耦合，导致调整困难。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述缺陷，研制一种三旋转自由度解耦调整装置，解决间隙和耦合的问题，从而可以方便快捷地调整空间物体的姿态。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种三旋转自由度解耦调整装置，所述装置由仰俯机构、横滚机构、偏航机构和支承机构组成，其特征是，仰俯机构中仰俯平板的两脚与横滚机构中横滚框的两侧分别经仰俯销轴销接，偏航机构中偏航架的两侧与横滚机构中横滚框的另两侧分别经横滚销轴销接，支承机构中的套筒固定在安装板中，支承机构中的连接轴与偏航机构中的偏航架固定；仰俯机构、横滚机构、偏航机构的旋转轴线两两垂直，且交于空间一点；各机构中的电机偏置，各电机输出轴驱动相应的螺杆运动，各螺杆与相应的螺纹孔构成螺纹副，螺纹副通过自锁消除间隙。

所述仰俯机构由仰俯平板、仰俯销轴、仰俯电机、仰俯螺杆、仰俯钢球及仰俯拉簧构成；仰俯平板呈跨马型，其两侧通过仰俯销轴与横滚机构中横滚框的两侧销接；俯电机固定在横滚机构中的横滚框一侧，仰俯螺杆旋合在横滚框一侧的螺纹孔与螺杆的外螺纹构成螺纹副，仰俯电机的输出轴插入仰俯螺杆的内孔中，仰俯钢球置于仰俯螺杆内孔上，其球面与仰俯平板接触，仰俯拉簧一端固定在仰俯平板上，另一端固定在横滚框上。

所述横滚机构由横滚框、横滚销轴、横滚电机、横滚螺杆、横滚钢球及横滚拉簧构成；横滚框的另两侧通过横滚销轴与偏航机构中的偏航架两侧销接；横滚电机固定在偏航机构中的偏航架一侧，横滚螺杆旋合在偏航架上的螺纹孔与螺杆的外螺纹构成螺纹副，横滚电机的输出轴插入横滚螺杆的内孔中，横滚钢球置于横滚螺杆内孔上，其球面与横滚框接触，横滚拉簧一端固定在横滚框上，另一端固定在偏航架上。

所述偏航机构由偏航架、偏航电机、偏航螺杆、偏航钢球及偏航拉簧构成；偏航架呈槽型，其两侧通过横滚销轴与横滚机构中横滚框的两侧销接；偏航电机固定在支架上，支架固定在安装板上，偏航螺杆旋合在支架上的螺纹孔与螺杆的外螺纹构成螺纹副，偏航电机的输出轴插入偏航螺杆的内孔中，偏航钢球置于偏航螺杆内孔上，其球面与偏航架接触，偏航拉簧一端固定在偏航架上，另一端固定在支架上。

所述支承机构中的连接轴支承在一对轴承上，一对轴承之间有一隔套将其分开一定距离形成双点支承，平螺母将轴承与隔套锁紧在连接轴上，一双轴承支承在套筒上，套筒安装在安装板上，法兰安装在套筒的底端，限制轴承的轴向移动，所述偏航架通过连接轴支承在一对轴承上。

本实用新型的优点和效果在于：由于三旋转轴线交于一点，且三根轴线两两垂直，实现运动解耦，能方便快捷地调整获取空间物体的姿态。它经软件发出的控制信号直接控制偏置电机驱动螺杆运动，螺杆伸出，通过钢球直接作用克服弹簧拉力，使仰俯机构、横滚机构、偏航机构绕相应的轴线旋转，达到快速调整空间物体姿态的目的，同时，成功解决了电机直接驱动联接的间隙不确定问题和并联驱动严重耦合的问题。本发明结构简单，便于操作，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为图1在去掉偏航机构下的左视结构示意图；

图3为图1中偏航机构逆时钟旋转90°后的俯视结构示意图；

图中，仰俯平板1、仰俯销轴2、仰俯电机3、仰俯电机输出轴4、仰俯螺杆5、仰俯钢球6、仰俯拉簧7、横滚框8、横滚销轴9、横滚电机10、横滚电机输出轴11、横滚螺杆12、横滚钢球13、横滚拉簧14、偏航架15、连接轴16、偏航电机17、偏航电机输出轴18、偏航螺杆19、偏航钢球20、偏航拉簧21、轴承22、隔套23、平螺母24、法兰25、套筒26、支架27、安装板28。

具体实施方式