CN103363937A - 三自由度空间位置检测机构 - Google Patents

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朱留存
解亚非
荀俊祥
吴红涛
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Abstract

本发明属于空间位置检测装置，特别涉及一种三自由度空间位置检测机构。三自由度空间位置检测机构，包括固定平台，以及动平台，固定平台和动平台之间设置有均布设置有三个支链，固定平台和动平台之始终平行，所述的动平台和固定平台之间还设置有三个位移传感器，所述的位移传感器之间两两不平行，位移传感器的两端通过球铰链分别与动平台和固定平台连接，所述的动平台的中心处设置有与待测件连接的连接机构。本发明设计了一种采用位移传感器进行检测的空间位置检测装置，本发明的构件结构简单，制造成本低，制造精度容易保证且组装和标定方便快捷，具有较好的市场前景。

Description

三自由度空间位置检测机构
技术领域
本发明属于空间位置检测装置，特别涉及一种三自由度空间位置检测机构。
背景技术
物体运动时，物体的空间位置发生了位移，为了检测位移的变化量，人们设计了许多位置检测装置。
公告号CN100570397的专利申请：空间位置检测系统及其检测方法，其公开了一种有超声发射装置、超声接受装置、光同步信号装置、数据处理系统和数据传输结构组成的，其通过超声发射装置和超声接受装置的配合，测量超声从超声发射器到每个超声接受传感器的传播渡越时间之间的差值，进而确定超声发射器到每个超声接收器的距离，经过简单立体几何的演算，从而得到空间点的位置，其通过超声信号进行检测，传递过程中可能受到干扰，影响检测的精度，同时上诉申请中需要多个部件，成本较高。
另外，现有技术中对位置检测的方法就是通过三轴加速度传感器对空间位置的变化进行检测，一方面三轴加速度传感器的价格比较昂贵，另一方面从加速度的变化换算到空间位置的变化，需要经过多次运算，多次运算的存在误差，势必影响位置的检测精度。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，设计了一种采用位移传感器来检测动平台上任意位置的空间位移的变化，本发明结构简单，各个部件的成本低，设备购置成本低，具有较好的市场前景，同时本发明只需通过简单的立体几何的推算就能得到动平台上任意一点的空间位置的变化状况。
本发明通过以下技术方案实现：
三自由度空间位置检测机构，其特征在于：包括固定平台，以及动平台，固定平台和动平台之间设置有均布设置有三个相同支链，固定平台和动平台之始终平行，所述的动平台和固定平台之间还设置有三个位移传感器，所述的位移传感器之间两两不平行，位移传感器的两端通过球铰链分别与动平台和固定平台连接，所述的动平台的中心处设置有与待测件连接的连接机构。
本发明通过位移传感器的变化检测动平台在空间上发生的位移的变化，根据位移传感器的数据进行简单的立体几何计算就能得到动平台上任意一点的空间位置的变化，所述的空间位置为动平台在XYZ方向的位移，且在位移过程中动平台始终与固定平台保持平行。
所述的支链包括第一连杆、第二连杆，第一连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，另一端通过虎克铰与第二连杆连接，第二连杆的另一端通过销轴铰连接在固定平台上，支链采用虎克铰和转动铰的配合，有效扩大了动平台的倾角范围，从而扩大了本空间位置检测机构的检测范围。
所述的连接机构包括固定连接在动平台上的轴承座，轴承座上连接有可以转动的螺杆轴，螺杆轴上连接有可以调节的连杆，连杆的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座，虎克铰支座通过虎克铰销轴与连杆连接；设置的连接机构便于和其他待测部件进行连接，同时虎克铰支座与待测件连接，可以避免被测件姿态的变化对位置检测的干扰。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一种采用位移传感器进行检测的空间位置检测装置，通过直接读取位移传感器上位移量的变化，建立立体几何模型，通过简单的空间向量的换算就能得到动平台上任意一点的位置在XYZ空间上的变化，本发明的构件结构简单，制造成本低，制造精度容易保证且组装和标定方便快捷，具有较好的市场前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中1为虎克铰支座，2为虎克铰销轴，3为连杆，4为螺杆轴，5为轴承座，6为动平台，7为第一连杆，8为位移传感器，9为第二连杆，10为销轴铰，11为球铰链，12为固定平台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示的三自由度空间位置检测机构，其特征在于：包括固定平台12，以及动平台6，固定平台12和动平台6之间设置有均布设置有三个相同支链，此处为沿固定平台的边缘360°均分设置，三个相同支链构成一种三自由度并联机构，固定平台12和动平台6之始终平行，动平台只具有三个平移自由度，所述的动平台6和固定平台12之间还设置有三个位移传感器8，所述的位移传感器8之间两两不平行，位移传感器8的两端通过球铰链11分别与动平台6和固定平台12连接，所述的动平台6的中心处设置有与待测件连接的连接机构。
本发明通过位移传感器的变化检测动平台在空间上发生的位移的变化，根据位移传感器的数据进行简单的立体几何计算就能得到动平台上任意一点的空间位置的变化，所述的空间位置为动平台在XYZ方向的位移，且在位移过程中动平台始终与固定平台保持平行。
所述的支链包括第一连杆7、第二连杆9，第一连杆7的一端通过虎克铰与动平台连接，另一端通过虎克铰与第二连杆9连接，第二连杆9的另一端通过销轴铰10连接在固定平台上，支链采用虎克铰和转动铰的配合，有效扩大了动平台的倾角范围，从而扩大了本空间位置检测机构的检测范围。
所述的连接机构包括固定连接在动平台上的轴承座5，轴承座5上连接有可以摆动的螺杆轴4，螺杆轴4上连接有可以调节的连杆3，连杆3的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座1，虎克铰支座1通过虎克铰销轴2与连杆3连接；设置的连接机构便于和其他待测部件进行连接，同时虎克铰支座与待测见连接，可以避免被测件姿态的变化对位置检测的干扰。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计了一种采用位移传感器进行检测的空间位置检测装置，通过直接读取位移传感器上位移量的变化，建立立体几何模型，通过简单的空间向量的换算就能得到动平台上任意一点的位置在XYZ空间上的变化，本发明的构件结构简单，制造成本低，制造精度容易保证且组装和标定方便快捷，具有较好的市场前景。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (3)

1.三自由度空间位置检测机构，其特征在于：包括固定平台，以及动平台，固定平台和动平台之间设置有均布设置有三个相同支链，固定平台和动平台之始终平行，所述的动平台和固定平台之间还设置有三个位移传感器，所述的位移传感器之间两两不平行，位移传感器的两端通过球铰链分别与动平台和固定平台连接，所述的动平台的中心处设置有与待测件连接的连接机构。
2.根据权利要求1所述的三自由度空间位置检测机构，其特征在于：所述的支链包括第一连杆、第二连杆，第一连杆的一端通过虎克铰与动平台连接，另一端通过虎克铰与第二连杆连接，第二连杆的另一端通过销轴铰连接在固定平台上。
3.根据权利要求1所述的三自由度空间位置检测机构，其特征在于：所述的连接机构包括固定连接在动平台上的轴承座，轴承座上连接有可以转动的螺杆轴，螺杆轴上连接有可以调节的连杆，连杆的端部设置有与待测件连接的虎克铰支座，虎克铰支座通过虎克铰销轴与连杆连接。
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