[发明专利]一种三维位姿调整及测量装置

说明书

本发明涉及位姿调整的实现装置，具体地说是一种三维位姿调整及测量装置。包括试验物块、俯仰调整机构、偏航调整机构及直线运动机构，其中试验物块固定于俯仰调整机构的俯仰转动体上，偏航调整机构位于俯仰调整机构的下方、并与俯仰调整机构的俯仰基座连接，直线运动机构位于偏航调整机构的下方、并与偏航调整机构的偏航基板连接；俯仰调整机构的第一转动轴和偏航机构的第二转动轴分别连接有角度编码器，直线运动机构的上支座和下支座分别连接有直线光栅尺的读数头和指示光栅。本发明具有三维位姿调整精度高，结构简单，调整方便，安全可靠，便于维护的优点。

技术领域

本发明涉及位姿调整的实现装置，具体地说是一种三维位姿调整及测量装置。

背景技术

为了实现试验物体绕空间某点的俯仰转动、偏航转动和直线运动(三维位姿运动)，目前通常采用的是并联机构，并通过测量并联分支的长度计算实际的位姿，为了实现参考点为空间某一点的位置和姿态，通常要进行坐标系的变换，累计误差较大；而串联机构体积较大，调整和测量难以保证同时进行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种三维位姿调整及测量装置。该调整和测量装置可对试验物块绕空间某点的俯仰运动和偏航运动进行精确调整及实时测量，保证较小空间内实现试验物块的三维位姿调整与测量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三维位姿调整及测量装置，包括试验物块、俯仰调整机构、偏航调整机构及直线运动机构，其中试验物块固定于俯仰调整机构上，所述偏航调整机构位于俯仰调整机构的下方、并与俯仰调整机构连接，所述直线运动机构位于偏航调整机构的下方、并与偏航调整机构连接。

所述俯仰调整机构包括俯仰角度测量装置、俯仰驱动装置、俯仰转动体及俯仰基座，其中俯仰转动体安装在俯仰基座上、且通过曲面配合，所述俯仰驱动装置和俯仰角度测量装置均安装在俯仰基座上、且均与俯仰转动体连接，所述试验物块安装在俯仰转动体上，所述俯仰驱动装置用于驱动俯仰转动体作回转运动，从而带动试验物块作俯仰动作，所述俯仰角度测量装置用于测量试验物块的俯仰角度。

所述俯仰驱动装置包括第一蜗杆减速器、支座、俯仰齿轮轴、俯仰齿条及俯仰齿轮，其中俯仰齿轮轴沿水平方向可转地安装在俯仰基座上，所述俯仰齿轮套装在俯仰齿轮轴上，可随俯仰齿轮轴一起转动，所述第一蜗杆减速器通过支座安装在俯仰基座上、且与所述俯仰齿轮轴连接，所述俯仰齿条安装在俯仰转动体上、且与俯仰齿轮啮合。

所述俯仰转动体为中空结构，所述俯仰齿轮轴、俯仰齿轮及俯仰齿条均容置于所述中空结构内。

所述俯仰角度测量装置包括编码器安装板、第一转动轴支座、俯仰角度编码器及第一转动轴，其中编码器安装板和第一转动轴支座分别与俯仰基座和俯仰转动体连接，所述第一转动轴的两端分别与编码器安装板和第一转动轴支座可转动连接，所述俯仰角度编码器安装在编码器安装板上、且与第一转动轴连接。

所述偏航调整机构包括偏航支撑体、偏航角度测量装置、偏航驱动装置、偏航基板及连接板，其中偏航支撑体与所述俯仰调整机构固连，所述连接板与偏航基板固定连接、且与偏航支撑体滑动连接，所述偏航驱动装置安装在偏航支撑体上、且与连接板连接，所述偏航角度测量装置安装在连接板上、且与偏航支撑体可转动地连接，所述偏航驱动装置驱动偏航支撑体作回转运动，所述偏航角度测量装置用于测量偏航支撑体的回转角度。

所述偏航驱动装置包括第二蜗杆减速器、偏航齿条、偏航齿轮轴、支撑座及偏航齿轮，其中偏航齿轮轴沿竖直方向可转动地安装在偏航支撑体上，所述偏航齿轮套装在偏航齿轮轴上，所述第二蜗杆减速器通过支撑座安装在偏航支撑体上、且与偏航齿轮轴连接，所述偏航齿条设置于偏航基板上、且与偏航齿轮啮合。