[发明专利]一种非接触式三自由度光学三维测量转台

说明书

本发明公开一种非接触式三自由度光学三维测量转台，属于结构光精密测量技术领域。本发明综合运用了串并联机构、数控技术；该测量转台主要包括底座、推力轴承、旋转平台、万向节、主动齿轮、传动连杆、伺服电机、固定夹具的夹具台等机构，并由这些机构构成一个自由度为三的光学三维测量转台；本发明使用串并联结构控制着三个自由度方向运动，二个自由度的并联结构固定在一个自由度的旋转平台上；本发明结构简单，制造成本低；本发明控制精度高，通过上位机数字控制，控制简单、快速；本发明拥有三个自由度，轻松完成三维光学测量，一次操作就可以得到被测量物的三维数字影像，高效快捷。

技术领域

本发明涉及一种非接触式三自由度光学三维测量转台，属于精密测量技术领域。

背景技术

非接触式光学三维测量突破了传统投影仪和二维影像测量的原本条件，是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、高效率、高可靠性的测量仪器。由光学放大系统对被测物体进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，能够高效的检测出各种各样复杂的精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，全自动的进行每一种微观检测与质量控制。随着现代工业向高精度、微制造产业方向的不断发展与升级，非接触方式已经成了一种趋势。突破原本的传统模式，使用非接触式三维测量的方式方法进行快速精密的几何尺寸和形位公差的测算计量，成为了一种肯定的方式。因为它在微型精密测量领域的巨大的使用途径，已经成为越来越多的主流应用领域接受的快速尺寸的测量方式之一。三维光学测量仪适用于以坐标测量为最终目的一切应用方向，比如机械、电子、仪表、五金、塑胶等行业，并在其中被广泛使用。

并联机构已经在工业上显现出了极大的应用价值，其多自由度并联机构相比传统的串联机构具有：如结构简单、刚度大、动态响应快、承载能力强、精度高等优点。大部分的并联机器人是以Stewart平台为基础，具有6个自由度，但多数情况并不需要6个自由度，且6个自由度导致简化复杂、控制速率低、进度慢等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种非接触式三自由度光学三维测量转台，在光学摄像机不接触装置的情况下，实现对物体三维方向，快速，高效的光学测量。使用数控技术解决操作繁琐，低效的问题，所有控制操作在上位机上实现高效、快捷。

本发明采用的技术方案是：一种非接触式三自由度光学三维测量转台，包括底座1、推力轴承3、旋转平台4、主动齿轮14、Y向伺服电机5a、X向伺服电机5b、旋转伺服电机5c、凸轮Ⅰ6b、凸轮Ⅱ6a、连杆Ⅰ7b、连杆Ⅱ7a、下万向节叉8、万向节十字轴9、上万向节叉10、夹具台11、上位机；

所述旋转平台4、推力轴承3位于底座1内，底座1与推力轴承3转动副连接，推力轴承3与旋转平台4转动副连接，旋转平台4与底座1内切，旋转平台4与下万向节叉8下端固定连接，下万向节叉8与万向节十字轴9的X走向轴转动副连接，万向节十字轴9的Y走向轴与上万向节叉10转动副连接，上万向节叉10与夹具台11固定连接，夹具台11重心在上万向节叉10轴线上；夹具台11侧面的相邻两面固定有Y方向V形杆2a、X方向V形杆2b；旋转伺服电机5c固定在底座1一侧，其输出轴与主动齿轮14相连接，主动齿轮14与旋转平台4相啮合，伺服电机5c驱动旋转平台4绕推力轴承3的轴心旋转；X向伺服电机5b固定在旋转平台4上，其输出轴与凸轮Ⅰ6b连接，凸轮Ⅰ6b与连杆Ⅰ7b转动副连接，连杆7b与X方向V形杆2b球面副连接；Y向伺服电机5a固定在旋转平台4上，输出轴与凸轮Ⅱ6a连接，凸轮Ⅱ6a与连杆Ⅱ7a转动副连接，连杆Ⅱ7a与Y方向V形杆2a球面副连接，所述的旋转平台4、底座1、推力轴承3、下万向节叉8共用轴心线，旋转平台4相对底座1同轴旋转，Y向伺服电机5a、X向伺服电机5b、旋转伺服电机5c均与上位机连接。

所述旋转平台4是一个齿轮，齿顶圆与底座1内切，旋转平台4上沿不超出底座1上沿，旋转平台4的上平面在底座1上沿以下6mm。