[实用新型]可测空间三自由度回转角及偏移量的球铰链

摘要

本实用新型公开了一种可测空间三自由度回转角及偏移量的球铰链。传统的球铰链角度测量方式复杂，难以保证高测量精度。本实用新型的两块弧形滑块均与球头的滑槽通过滚动副连接；固定在两块弧形滑块的两根销轴分别支承在球窝底座的一个销轴孔内；球头连接杆与球头固定，输出杆的支承孔支承在球头连接杆上；滑槽底部设有电容电极阵列；销轴上设有四个第二电容电极组；球头连接杆上设有四个第三电容电极组；弧形滑块的内侧、球窝的销轴孔孔壁和输出杆的支承孔孔壁均设有电容传感电极对。本实用新型可实现球铰链空间回转角度及偏移量的非接触式检测，且算法简单、精度高。

主权项

 可测空间三自由度回转角及偏移量的球铰链，包括球窝底座、球头、球头连接杆、输出杆、弧形滑块、销轴和空间回转角测量装置，其特征在于：所述的空间回转角测量装置包括电容电极阵列、第二电容电极组、第三电容电极组、第一电容传感电极对、第二电容传感电极对、第三电容传感电极对、第四电容传感电极对、第五电容传感电极对、第六电容传感电极对、第七电容传感电极对、第八电容传感电极对、第九电容传感电极对、第十电容传感电极对、第十一电容传感电极对和第十二电容传感电极对；所述球窝底座的球窝两侧对称开设有销轴孔；所述球头的顶部与球头连接杆固定，侧部开设有圆弧形的滑槽；两块弧形滑块设置在滑槽的两端，且均与滑槽的两侧壁通过滚动副连接；所述弧形滑块的外侧固定有销轴；球头嵌入球窝内，两根销轴通过轴承支承在两个销轴孔内；所述输出杆的支承孔通过轴承支承在球头连接杆上；所述滑槽的底部设有对称布置的两个电容电极阵列；电容电极阵列包括沿滑槽的槽宽方向等距布置的四个第一电容电极组，每个第一电容电极组包括沿滑槽的槽长方向等距布置的10～12个第一电容电极；所述弧形滑块的内侧设置有第一电容传感电极对、第二电容传感电极对、第三电容传感电极对和第四电容传感电极对；第一电容传感电极对包括沿滑槽的槽宽方向对齐设置且并联连接的第一电容传感电极Cθx11和第二电容传感电极Cθx12；第二电容传感电极对包括沿滑槽的槽宽方向对齐设置且并联连接的第三电容传感电极Cθx21和第四电容传感电极Cθx22；第三电容传感电极对包括沿滑槽的槽长方向对齐设置且并联连接的第五电容传感电极Cδx11和第六电容传感电极Cδx12；第四电容传感电极对包括沿滑槽的槽长方向对齐设置且并联连接的第七电容传感电极Cδx21和第八电容传感电极Cδx22；所述的销轴上设有沿销轴轴向等距布置的四个第二电容电极组，每个第二电容电极组包括沿销轴周向均布的5～7个第二电容电极；球窝的销轴孔孔壁设有第五电容传感电极对、第六电容传感电极对、第七电容传感电极对和第八电容传感电极对；第五电容传感电极对包括沿销轴孔轴向对齐设置且并联连接的第九电容传感电极Cθy11和第十电容传感电极Cθy12；第六电容传感电极对包括沿销轴孔轴向对齐设置且并联连接的第十一电容传感电极Cθy21和第十二电容传感电极Cθy22；第七电容传感电极对包括沿销轴孔周向对齐设置且并联连接的第十三电容传感电极Cδy11和第十四电容传感电极Cδy12；第八电容传感电极对包括沿销轴孔周向对齐设置且并联连接的第十五电容传感电极Cδy21和第十六电容传感电极Cδy22；所述的球头连接杆上设有沿轴向等距布置的四个第三电容电极组；每个第三电容电极组包括沿球头连接杆周向均布的5～7个第三电容电极；输出杆的支承孔孔壁设有第九电容传感电极对、第十电容传感电极对、第十一电容传感电极对和第十二电容传感电极对；第九电容传感电极对包括沿支承孔轴向对齐设置且并联连接的第十七电容传感电极Cθz11和第十八电容传感电极Cθz12；第十电容传感电极对包括沿支承孔轴向对齐设置且并联连接的第十九电容传感电极Cθz21和第二十电容传感电极Cθz22；第十一电容传感电极对包括沿支承孔周向对齐设置且并联连接的第二十一电容传感电极Cδz11和第二十二电容传感电极Cδz12；第十二电容传感电极对包括沿支承孔周向对齐设置且并联连接的第二十三电容传感电极Cδz21和第二十四电容传感电极Cδz22。