專利名稱：三維回轉測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量裝置，特別是涉及一種三維回轉測量裝置。
背景技術：
先進制造技術及裝備的快速發展，使機械裝備的生產制造已進入了數字化時代。 同時，空間并聯構型裝備的開發和應用以及精密作業的納米級發展，對制造裝備及檢測技術的諸多方面提出了更高的要求。
目前，空間并聯構型裝備在全方位的自動化領域中正不斷向高智能化發展，對其各功能部件的要求也越來越高，特別是對運動位姿的檢測與控制。現有關于運動位姿的獲得方面有的做法是在測量某些距離參數基礎上配合數學算法獲得；有的是靠檢測出位于運動副處的傳感信號，通過軟件綜合得出姿態角。這些方法都很難獲得姿態角的直接信息。 有必要提出一種可行的方法，直接獲得角位移檢測信息。發明內容
本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種能夠獲得姿態角的直接信息的三維回轉測量裝置。
為實現本發明的目的所采用的技術方案是
一種三維回轉測量裝置，其特征在于，包括下方位偏擺調節機構、中方位俯仰運動調節機構和上方位旋轉機構，所述下方位偏擺調節機構包括底座、渦輪蝸桿傳動機構、偏擺調節旋鈕、轉軸、轉盤、壓板、軸端擋圈，所述渦輪蝸桿傳動機構安裝于所述底座上，所述轉軸與水平面垂直安裝于所述底座上，所述渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿上固定連接有所述偏擺調節旋鈕，所述渦輪蝸桿傳動機構中的渦輪與所述轉軸連接，所述轉軸與所述轉盤連接， 所述轉盤與所述壓板之間通過推力軸承支撐，并通過所述軸端擋圈鎖緊，所述偏擺調節旋鈕帶動渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿，所述渦輪帶動所述轉軸，所述轉軸帶動壓板及轉盤實現繞轉軸的擺動；所述中方位俯仰運動調節機構包括俯仰支架、擺動體、俯仰調節旋鈕、絲杠滾珠運動副、滑塊、撥叉桿、滾子、由兩塊導向板組成的滑道，所述俯仰支架與所述轉盤固定連接，所述絲杠滾珠運動副中的絲杠軸通過滾動軸承安裝于所述轉盤內，所述絲杠滾珠運動副中的滾珠螺母與所述滑塊固定連接，所述滑塊置于所述由兩塊導向板組成的滑道內并沿所述滑道移動，與所述滑塊相對應的位置安裝有所述撥叉桿，所述滾子通過第二銷軸安裝于所述滑塊上，所述滾子位于所述撥叉桿內并帶動所述撥叉桿做往復擺動；所述撥叉桿與所述擺動體固定連接，所述擺動體的兩端分別通過第一銷軸與所述俯仰支架連接，所述俯仰調節旋鈕帶動絲杠滾珠運動副及滑塊，所述滑塊通過所述滾子帶動所述撥叉桿，所述撥叉桿帶動所述擺動體擺動；所述上方位旋轉機構包括旋轉套筒、擋板、壓緊摩擦輥、旋轉軸、旋轉調節旋鈕，所述擋板與所述旋轉套筒固定連接，所述擺動體上安裝有所述旋轉軸，所述旋轉軸端部安裝有所述旋轉調節旋鈕，所述壓緊摩擦輥安裝于所述旋轉軸上并與所述旋轉套筒壓緊，所述旋轉調節旋鈕帶動所述旋轉軸及壓緊摩擦輥，所述壓緊摩擦輥帶動旋轉套筒實現旋轉。
所述滑塊上的滾子與所述撥叉桿內側接觸的切點處安裝有消除間隙用的彈簧和鋼球。
所述旋轉軸的端部安裝有壓緊螺母，所述壓緊螺母與所述壓緊摩擦輥之間安裝有壓緊彈簧。
所述旋轉套內的內孔上設置有被測件安裝螺紋。
所述壓緊摩擦輥為錐形。
所述壓緊摩擦輥為膠輥。
所述擋板的外圓柱面上標有旋轉刻度；所述第一銷軸上安裝有帶有俯仰刻度的圓盤；所述壓板的外圈表面上安裝有帶有偏擺刻度的刻度盤。
所述渦輪蝸桿傳動機構中的渦輪與所述轉軸通過第一鍵連接，所述轉軸與所述轉盤通過第二鍵連接。
所述底座兩端與轉軸相對應的軸孔中分別安裝有上蓋板和下蓋板，所述上蓋板用于所述轉軸的定位，所述 下蓋板用于支撐所述轉軸。
所述底座上設置有用于所述渦輪蝸桿傳動機構潤滑油的卸油孔，所述卸油孔內安裝有密封螺栓。
與現有技術相比，本發明的有益效果是
I、本發明的三維回轉測量裝置包括三個方位的具有獨立運動的調節機構，能夠獲得姿態角的直接信息。
2、本發明的三維回轉測量裝置中每個調節機構可以獨立調節，操作方便，易于檢修，傳動過程可靠，可實現三維角位移和透射測量。
3、本發明的三維回轉測量裝置中，滑塊上的滾子與撥叉桿內側接觸的切點處安裝有彈簧和鋼球，能夠消除間隙，提高精度。
4、本發明的三維回轉測量裝置中，推力軸承可以使轉盤以上結構件的重量由底座支撐，避免壓在轉軸上，有利于蝸輪蝸桿對轉盤的驅動。
5、本發明的三維回轉測量裝置中，上方位的壓緊摩擦輥、壓緊彈簧、壓緊螺母的組合，經調節預緊后由雙螺母鎖緊，可有效防松，并防止由于磨損帶來的間隙。
圖I所示為本發明三維回轉測量裝置的剖視圖2所示為圖I的左視圖3所示為圖I的俯視圖4所示為圖I的A-A剖視圖。
圖中1.下蓋板,2.滾動軸承,3.第一鍵,4.底座,5.推力軸承,6.壓板,7.轉盤， 8.俯仰調節螺母，9.滾動軸承，10.滑塊，11.撥叉桿，12.擋板，13.旋轉軸，14.旋轉調節螺母，15.壓緊螺母，16.壓緊彈簧，17.壓緊摩擦輥，18.套筒，19.滾子，20.絲杠軸，21.滾動軸承，22.滾珠螺母，23.第二鍵，24.上蓋板，25.渦輪，26.轉軸，27.密封螺栓，28.擺動體，29.俯仰支架，30.第一銷軸，31.帶有刻度的圓盤，32.第二銷軸，33.導向板，34.軸端擋圈，35.刻度盤，36.導向板，37.偏擺調節旋鈕，38.蝸桿。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
本發明三維回轉測量裝置的示意圖如圖I-圖4所示，包括下方位偏擺調節機構、 中方位俯仰運動調節機構和上方位旋轉機構。所述下方位偏擺調節機構包括底座4、密封螺栓27、渦輪蝸桿傳動機構、偏擺調節旋鈕37、轉軸26、軸端擋圈34、轉盤7、壓板6，所述渦輪蝸桿傳動機構安裝于所述底座4上，所述轉軸26與水平面垂直安裝于所述底座4上，所述轉軸26位于坐標系的Z軸方向。所述渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿38上固定連接有所述偏擺調節旋鈕37，所述渦輪蝸桿傳動機構中的渦輪25通過第一鍵4與所述轉軸26連接，所述轉軸26與所述轉盤11通過第二鍵23連接，所述轉盤7與所述壓板6由推力軸承5支撐， 并通過軸端擋圈34鎖緊。所述偏擺調節旋鈕37帶動渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿38，所述渦輪25帶動所述轉軸26，所述轉軸26帶動壓板10及轉盤11圍繞轉軸26擺動。帶有偏擺刻度的刻度盤35安裝在所述壓板6的外圈表面上，刻度盤上的刻度線對準上蓋板24上所刻的標記，實現下方位的角度示值的讀數。所述底座4兩端與所述轉軸26相對應的軸孔中分別安裝有上蓋板24和下蓋板I，所述上蓋板24用于所述轉軸26的定位，所述下蓋板I 用于支撐所述轉軸26。所述底座4上設置有用于所述渦輪蝸桿傳動機構潤滑油的卸油孔， 所述卸油孔內安裝有密封螺栓27，裝配時應旋緊密封螺栓27，以防止漏油。
所述中方位俯仰運動調節機構包括俯仰支架29、擺動體28、俯仰調節旋鈕8、絲杠滾珠運動副、滑塊10、撥叉桿11、滾子19、由兩塊導向板36、33組成的滑道，所述絲杠滾珠運動副中的絲杠軸20通過兩個滾動軸承9、21安裝于所述轉盤7內，所述絲杠滾珠運動副中的滾珠螺母22與所述滑塊10固定連接，所述滑塊10置于所述由兩塊導向板組成的滑道內并沿所述滑道移動，與所述滑塊10相對應的位置安裝有所述撥叉桿11，滾子19通過第二銷軸32安裝于所述滑塊10上，所述滾子19位于撥叉桿11內并可以帶動撥叉桿做往復擺動， 所述撥叉桿11與所述擺動體28固定連接，所述擺動體的兩端分別通過第一銷軸30與所述俯仰支架29連接，所述俯仰調節旋鈕8帶動絲杠滾珠運動副及滑塊，所述滑塊10通過滾子 19帶動所述撥叉桿11，所述撥叉桿11帶動所述擺動體28擺動。所述第一銷軸30上安裝有帶有俯仰刻度的圓盤31，中方位俯仰運動調節機構擺動的角度示值可以通過圓盤31圓柱面上的刻度尺讀出。
所述上方位旋轉機構包括旋轉套筒18、擋板12、壓緊摩擦棍17、旋轉軸13、旋轉調節旋鈕14，所述擋板12與所述旋轉套筒18相連接，所述擺動體28上安裝有所述旋轉軸13， 所述旋轉軸13端部安裝有所述旋轉調節旋鈕14，所述壓緊摩擦輥17安裝于所述旋轉軸13 上并與所述旋轉套筒18壓緊，所述旋轉調節旋鈕14帶動所述旋轉軸13及壓緊摩擦輥17， 所述壓緊摩擦輥17帶動旋轉套筒18實現旋轉，從而使被測件旋轉一定的角度。所述擋板 12的外圓柱面上標有旋轉刻度，上方位的旋轉角度可以通過擋板12外圓柱面上的刻度讀出。
為了消除間隙，提高精度，當所述滑塊10上的滾子19與所述撥叉桿11的內側接觸面有間隙存在時，在切點處可以安裝有彈簧和鋼球，用于消除滾子19的外圓柱面與撥叉桿11的內側面之間的間隙。
為了防止由于磨損帶來的間隙，所述旋轉軸13的端部安裝有壓緊螺母15，所述壓緊螺母15與所述壓緊摩擦輥17之間安裝有壓緊彈簧16，通過壓緊彈簧的作用，使壓緊摩擦輥與旋轉套筒之間緊密接觸。其中，所述壓緊摩擦輥17為錐形。所述壓緊摩擦輥17為膠輥。
為了便于安裝被測件，所述旋轉套筒18的內孔上設置有被測件安裝螺紋。
使用時，將被測件安裝于旋轉套筒內部，當需要調節被測件的角度時，轉動旋轉調節旋鈕，帶動旋轉軸及壓緊摩擦輥，壓緊摩擦輥依靠與旋轉套筒之間的摩擦力的作用帶動旋轉套筒旋轉一定角度，從而使被測件旋轉一定角度。當被測件需要做俯仰調節時，轉動俯仰調節旋鈕帶動絲杠軸，絲杠軸帶動滾珠螺母，通過滾珠螺母帶動滑塊沿兩塊導向板組成的滑道內移動，所述滑塊通過滾子帶動所述撥叉桿，所述撥叉桿帶動所述擺動體擺動，從而使擺動體以兩端的第一銷軸為軸旋轉，對被測件進行俯仰調節。當需要進行擺動調節時，旋轉偏擺調節旋鈕帶動蝸桿，蝸桿帶動潤輪，潤輪通過第一鍵傳動帶動轉軸旋轉，所述轉軸帶動壓板及轉盤擺動，從而使被測件擺動一定的角度。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種三維回轉測量裝置，其特征在于，包括下方位偏擺調節機構、中方位俯仰運動調節機構和上方位旋轉機構，所述下方位偏擺調節機構包括底座、渦輪蝸桿傳動機構、偏擺調節旋鈕、轉軸、轉盤、壓板、軸端擋圈，所述渦輪蝸桿傳動機構安裝于所述底座上，所述轉軸與水平面垂直安裝于所述底座上，所述渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿上固定連接有所述偏擺調節旋鈕，所述渦輪蝸桿傳動機構中的渦輪與所述轉軸連接，所述轉軸與所述轉盤連接，所述轉盤與所述壓板之間通過推力軸承支撐，并通過所述軸端擋圈鎖緊，所述偏擺調節旋鈕帶動渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿，所述渦輪帶動所述轉軸，所述轉軸帶動壓板及轉盤實現繞轉軸的擺動；所述中方位俯仰運動調節機構包括俯仰支架、擺動體、俯仰調節旋鈕、絲杠滾珠運動副、滑塊、撥叉桿、滾子、由兩塊導向板組成的滑道，所述俯仰支架與所述轉盤固定連接，所述絲杠滾珠運動副中的絲杠軸通過滾動軸承安裝于所述轉盤內，所述絲杠滾珠運動副中的滾珠螺母與所述滑塊固定連接，所述滑塊置于所述由兩塊導向板組成的滑道內并沿所述滑道移動，與所述滑塊相對應的位置安裝有所述撥叉桿，所述滾子通過第二銷軸安裝于所述滑塊上，所述滾子位于所述撥叉桿內并帶動所述撥叉桿做往復擺動；所述撥叉桿與所述擺動體固定連接，所述擺動體的兩端分別通過第一銷軸與所述俯仰支架連接，所述俯仰調節旋鈕帶動絲杠滾珠運動副及滑塊，所述滑塊通過所述滾子帶動所述撥叉桿，所述撥叉桿帶動所述擺動體擺動；所述上方位旋轉機構包括旋轉套筒、擋板、壓緊摩擦輥、旋轉軸、旋轉調節旋鈕，所述擋板與所述旋轉套筒固定連接，所述擺動體上安裝有所述旋轉軸， 所述旋轉軸端部安裝有所述旋轉調節旋鈕，所述壓緊摩擦輥安裝于所述旋轉軸上并與所述旋轉套筒壓緊，所述旋轉調節旋鈕帶動所述旋轉軸及壓緊摩擦輥，所述壓緊摩擦輥帶動旋轉套筒實現旋轉。
2.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述滑塊上的滾子與所述撥叉桿內側接觸的切點處安裝有消除間隙用的彈簧和鋼球。
3.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述旋轉軸的端部安裝有壓緊螺母，所述壓緊螺母與所述壓緊摩擦輥之間安裝有壓緊彈簧。
4.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述旋轉套內的內孔上設置有被測件安裝螺紋。
5.根據權利要求I或3所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述壓緊摩擦輥為錐形。
6.根據權利要求5所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述壓緊摩擦輥為膠輥。
7.根據權利要求5所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述擋板的外圓柱面上標有旋轉刻度；所述第一銷軸上安裝有帶有俯仰刻度的圓盤；所述壓板的外圈表面上安裝有帶有偏擺刻度的刻度盤。
8.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述渦輪蝸桿傳動機構中的渦輪與所述轉軸通過第一鍵連接，所述轉軸與所述轉盤通過第二鍵連接。
9.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述底座兩端與轉軸相對應的軸孔中分別安裝有上蓋板和下蓋板，所述上蓋板用于所述轉軸的定位，所述下蓋板用于支撐所述轉軸。
10.根據權利要求I所述的三維回轉測量裝置，其特征在于，所述底座上設置有用于所述渦輪蝸桿傳動機構潤滑油的卸油孔，所述卸油孔內安裝有密封螺栓。
全文摘要
本發明公開了一種三維回轉測量裝置,而提供一種能夠獲得姿態角的直接信息的測量裝置。包括下方位偏擺調節機構、中方位俯仰運動調節機構和上方位旋轉機構。下方位偏擺調節機構中旋鈕帶動渦輪蝸桿傳動機構中的蝸桿，渦輪帶動轉軸，轉軸帶動壓板及轉盤實現繞轉軸的擺動；中方位俯仰運動調節機構中俯仰調節旋鈕帶動絲杠滾珠運動副及滑塊，滑塊通過滾子帶動撥叉桿，撥叉桿帶動擺動體擺動；上方位旋轉機構中旋轉調節旋鈕帶動旋轉軸及壓緊摩擦輥，壓緊摩擦輥帶動旋轉套筒實現旋轉。該裝置包括三個方位的調節機構，能夠獲得姿態角的直接信息。每個調節機構可以獨立調節，操作方便，易于檢修，傳動過程可靠，可實現三維角位移和透射測量。
文檔編號G01C1/00GK102927962SQ20121040084
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者洪林, 胡小武, 朱英杰, 梁艷書 申請人:天津商業大學