CN104676211B - 一种分层调整式自动调平装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分层调整式自动调平装置，其包括上下设置的上下两层角度调整机构，每层角度调整机构均包括1台伺服电机，这2台伺服电机的伸出轴中心线相互垂直；每层角度调整机构还包括电机支座、联轴器、梯形丝杆、双耳环移动支座、单耳环移动支座、直线导轨等，通过伺服电机带动梯形丝杆转动，使双耳环移动支座带动单耳环移动支座沿梯形丝杆轴线运动，由于双耳环移动支座的销轴轴心与耳环关节支座的销轴轴心有一定的高度差，因此单耳环移动支座的位置移动会造成自身绕销轴中心线的微小转动，从而使角度调整机构的上下两层安装板产生角度变化，由此可以实现单层机构的角度电动调整。本发明装置结构简单，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种调整光电精密测量仪器水平度的装置，具体涉及一种分层调整式自动调平装置，该装置应用于光电仪器空间位置变化后的水平度重新调整，并且该位置变化不会引起测量仪器水平度发生较大变化(超过10°)的场合。
背景技术
在现代光电测试中，经常需要把测试设备进行精确地调平，以满足系统的工作要求。传统的调平方式通过设备上的水平度检测仪器显示的水平状态，进行手动调平，费时费力，严重影响测试效率。自动调平方式相对人工调平具有调平时间短、精度高、可靠性高等优点。目前主流的自动调平方式多采用三支腿或四支腿式自动调平，其中三支腿式调平平台容易实现，但其稳定性和抗倾覆能力较差；四支腿式调平平台抗倾覆能力强，但存在静不定问题，容易产生“虚腿”，静不定次数越高，系统越复杂。无论是三支腿还是四支腿平台，都需要通过相对复杂的控制算法实现，设计成本较高，并且受到机械结构间隙的影响，最终的调平精度无法实现更高的突破。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种分层调整式自动调平装置，该装置可以提高光电精密测量仪器的水平度调节精度，结构简单，可靠性高。
实现本发明目的的技术方案：一种分层调整式自动调平装置，其包括上下设置的上下两层角度调整机构，每层角度调整机构均包括1台伺服电机，这2台伺服电机的伸出轴中心线相互垂直；
所述的下层角度调整机构的伺服电机一固定在电机支座一上，电机支座一固定在下安装板上面；伺服电机一的伸出轴连接联轴器一，联轴器一与梯形丝杆一的一端连接，梯形丝杆一的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座一上，带滑动轴承双耳环移动支座一放置在下安装板的直线导轨一上；伺服电机一通过联轴器一带动梯形丝杆一转动，梯形丝杆一的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座一沿下安装板上的直线导轨一做直线运动；
所述的上层角度调整机构的伺服电机二固定在电机支座二上，电机支座二固定在中安装板上面；伺服电机二的伸出轴连接联轴器二，联轴器二与梯形丝杆二的一端连接，梯形丝杆二的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座二上，带滑动轴承双耳环移动支座二放置在中安装板的直线导轨三上；伺服电机二通过联轴器二带动梯形丝杆二转动，梯形丝杆二的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座二沿中安装板上的直线导轨三做直线运动；
通过销轴一将带滑动轴承单耳环移动支座一与带滑动轴承双耳环移动支座一连接，带滑动轴承双耳环移动支座一带动带滑动轴承双耳环移动支座一沿中安装板下面的直线导轨二做直线运动；
通过销轴三将带滑动轴承单耳环移动支座二与带滑动轴承双耳环移动支座二连接，带滑动轴承双耳环移动支座二带动带滑动轴承单耳环移动支座二沿上安装板下面的直线导轨四做直线运动；
在下安装板的一侧上面固定有下耳环关节支座一，在中安装板的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座一，通过销轴二将上耳环关节支座一与下耳环关节支座一连接；其中，连接带滑动轴承双耳环移动支座一与带滑动轴承单耳环移动支座一的销轴一轴心与连接上耳环关节支座一与下耳环关节支座一的销轴二轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座一带动带滑动轴承单耳环移动支座一沿中安装板下面的直线导轨二做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座一的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的下安装板与中安装板产生角度变化，由此实现下层角度调整机构的角度电动调整；
在中安装板的一侧上面固定有下耳环关节支座二，在上安装板的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座二，通过销轴四将上耳环关节支座二与下耳环关节支座二连接；其中，连接带滑动轴承单耳环移动支座二与带滑动轴承双耳环移动支座二的销轴三轴心与连接上耳环关节支座二与下耳环关节支座二的销轴四轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座二带动带滑动轴承单耳环移动支座二沿上安装板下面的直线导轨四做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座二的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的中安装板与上安装板产生角度变化，由此实现上层角度调整机构的角度电动调整；在上安装板的上方安装电子水平仪。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的电子水平仪测量上下两层角度调整机构对应方向上的水平度偏移量，并将测得值反馈到电脑终端，电脑终端与伺服电机连接，通过反馈的值驱动伺服电机转动。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的上下两层角度调整机构可在±10°的角度范围内，可以通过反复调整带滑动轴承单耳环移动支座一以及带滑动轴承单耳环移动支座二的位置，实现上安装板上平面的电子水平仪测量面达到水平状态。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的联轴器一设置在带座轴承一上，所述的联轴器二设置在带座轴承二上。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的连接带滑动轴承单耳环移动支座一与带滑动轴承双耳环移动支座一的销轴一通过轴用弹性挡圈一锁紧；所述的连接带滑动轴承单耳环移动支座二与带滑动轴承双耳环移动支座二的销轴三通过轴用弹性挡圈二锁紧。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的连接上耳环关节支座一与下耳环关节支座一的销轴二通过圆螺母一锁紧；所述的连接上耳环关节支座二与下耳环关节支座二的销轴四通过圆螺母二锁紧。
如上所述的一种分层调整式自动调平装置，其所述的带滑动轴承双耳环移动支座一固定在直线导轨一带有的滑块一上，滑块一沿下安装板上的直线导轨一做直线运动；所述的带滑动轴承单耳环移动支座一固定在直线导轨二带有的滑块二上，滑块二沿中安装板下面的直线导轨二做直线运动；所述的带滑动轴承双耳环移动支座二固定在直线导轨三带有的滑块三上，滑块三沿中安装板上的直线导轨三做直线运动；所述的带滑动轴承单耳环移动支座二固定在直线导轨四带有的滑块四上，滑块四沿上安装板下面的直线导轨四做直线运动。
本发明的效果在于：本发明所述的分层调整式自动调平装置，其设计两层伺服电机轴线相互垂直的角度调整机构，每层角度调整机构由伺服电机、电机支座、联轴器、梯形丝杆、双耳环移动支座、单耳环移动支座、直线导轨等组成，通过伺服电机带动梯形丝杆转动，使双耳环移动支座带动单耳环移动支座沿梯形丝杆轴线运动，由于双耳环移动支座的销轴孔与耳环关节支座的销轴孔有一定的高度差，因此单耳环移动支座的位置移动会造成自身绕销轴中心线的微小转动，从而使角度调整机构的上下两层安装板产生角度变化，由此可以实现单层机构的角度电动调整。本发明上下两层角度调整机构通过反复调整，实现两个方向上水平度自动调平。由于在比较小的角度范围内，该反复过程是收敛的，因此最终可以实现高精度的自动调平工作。本发明装置可以提高光电精密测量仪器的水平度调节精度，结构简单，可靠性高。
附图说明
图1为本发明所述的一种分层调整式自动调平装置的单层角度调整机构的局部纵剖面构造图。
图2为本发明所述的一种分层调整式自动调平装置主视图。
图3为本发明所述的一种分层调整式自动调平装置俯视图。
图中：1.下安装板；2.伺服电机一；3.电机支座一；4.联轴器一；5.带座轴承一；6.梯形丝杆一；7.带滑动轴承双耳环移动支座一；8.带滑动轴承单耳环移动支座一；9.销轴一；10.轴用弹性挡圈一；11.直线导轨一；12.滑块一；13.直线导轨二；14.滑块二；15.上耳环关节支座一；16.下耳环关节支座一；17.销轴二；18.圆螺母一；19.中安装板；20.伺服电机二；21.电机支座二；22.联轴器二；23.带座轴承二；24.梯形丝杆二；25.带滑动轴承双耳环移动支座二；26.带滑动轴承单耳环移动支座二；27.销轴三；28.轴用弹性挡圈二；29.直线导轨三；30.滑块三；31.直线导轨四；32.滑块四；33.上耳环关节支座二；34.下耳环关节支座二；35.销轴四；36.圆螺母二；37.上安装板；38.电子水平仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种分层调整式自动调平装置作进一步说明。
如图1至图3所示，本发明所述的分层调整式自动调平装置，其包括上下设置的上下两层角度调整机构，每层角度调整机构均包括1台伺服电机2、20，这2台伺服电机2、20的伸出轴中心线相互垂直；每层角度调整机构还包括电机支座、联轴器、梯形丝杆、双耳环移动支座、单耳环移动支座、直线导轨等。
所述的下层角度调整机构的伺服电机一2固定在电机支座一3上，电机支座一3固定在下安装板1上面。伺服电机一2的伸出轴连接联轴器一4，联轴器一4与梯形丝杆一6的一端连接，梯形丝杆一6的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座一7上，带滑动轴承双耳环移动支座一7连接在下安装板1的直线导轨一11上。联轴器一4设置在带座轴承一6上。伺服电机一2通过联轴器一4带动梯形丝杆一6转动，梯形丝杆一6的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座一7沿下安装板1上的直线导轨一11做直线运动。
所述的上层角度调整机构的伺服电机二20固定在电机支座二21上，电机支座二21固定在中安装板19上面；伺服电机二20的伸出轴连接联轴器二22，联轴器二22与梯形丝杆二24的一端连接，梯形丝杆二24的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座二25上，带滑动轴承双耳环移动支座二25连接在中安装板19的直线导轨三29上。联轴器二22设置在带座轴承二23上。伺服电机二20通过联轴器二22带动梯形丝杆二24转动，梯形丝杆二24的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座二25沿中安装板19上的直线导轨三29做直线运动。
通过销轴一9将带滑动轴承单耳环移动支座一8与带滑动轴承双耳环移动支座一7连接，然后通过轴用弹性挡圈一10锁紧，带滑动轴承双耳环移动支座一7带动带滑动轴承双耳环移动支座一7沿中安装板19下面的直线导轨二13做直线运动。
通过销轴三27将带滑动轴承单耳环移动支座二26与带滑动轴承双耳环移动支座二25连接，然后通过轴用弹性挡圈二28锁紧，带滑动轴承双耳环移动支座二25带动带滑动轴承单耳环移动支座二26沿上安装板37下面的直线导轨四31做直线运动。
在下安装板1的一侧上面固定有下耳环关节支座一16，在中安装板19的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座一15，通过销轴二17将上耳环关节支座一15与下耳环关节支座一16连接，然后通过圆螺母一18锁紧。其中，连接带滑动轴承双耳环移动支座一7与带滑动轴承单耳环移动支座一8的销轴一9轴心与连接上耳环关节支座一15与下耳环关节支座一16的销轴二17轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座一7带动带滑动轴承单耳环移动支座一8沿中安装板19下面的直线导轨二13做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座一8的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的下安装板1与中安装板19产生角度变化，由此实现下层角度调整机构的角度电动调整；
在中安装板19的一侧上面固定有下耳环关节支座二34，在上安装板37的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座二33，通过销轴四35将上耳环关节支座二33与下耳环关节支座二34连接，然后通过圆螺母二36锁紧。其中，连接带滑动轴承单耳环移动支座二26与带滑动轴承双耳环移动支座二25的销轴三27轴心与连接上耳环关节支座二33与下耳环关节支座二34的销轴四35轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座二25带动带滑动轴承单耳环移动支座二26沿上安装板37下面的直线导轨四31做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座二26的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的中安装板19与上安装板37产生角度变化，由此实现上层角度调整机构的角度电动调整。
在上安装板37的上方安装电子水平仪38。电子水平仪38测量上下两层角度调整机构对应方向上的水平度偏移量，并将测得值反馈到电脑终端，电脑终端与伺服电机2、20连接，通过反馈的值驱动伺服电机2、20转动。
所述的上下两层角度调整机构可在±10°的角度范围内，可以通过反复调整带滑动轴承单耳环移动支座一8以及带滑动轴承单耳环移动支座二26的位置，实现上安装板37上平面的电子水平仪38测量面达到水平状态。
上述的带滑动轴承双耳环移动支座一7可以固定在直线导轨一11带有的滑块一12上，滑块一12能够沿下安装板1上的直线导轨一11做直线运动；带滑动轴承单耳环移动支座一8可以固定在直线导轨二13带有的滑块二14上，滑块二14能够沿中安装板19下面的直线导轨二13做直线运动；带滑动轴承双耳环移动支座二25可以固定在直线导轨三29带有的滑块三30上，滑块三30能够沿中安装板19上的直线导轨三29做直线运动；带滑动轴承单耳环移动支座二26可以固定在直线导轨四(31)带有的滑块四32上，滑块四32能够沿上安装板37下面的直线导轨四31做直线运动。
如图2、3所示，本发明上下两层角度调整机构的两台伺服电机2、20的伸出轴中心线相互垂直安装。上下两层机构分别用于调整两个相互垂直的轴线上的角度。电子水平仪38安装在上层角度调整机构的上安装板37上，该水平仪可以测量两层角度调整机构对应方向上的水平度偏移量，并将测得的值反馈到电脑终端，电脑终端反馈信号驱动伺服电机2、20转动，使梯形丝杆一、二带动带滑动轴承双耳环移动支座一、二移动相应的进给量。在微小的角度范围内(±10°)，可以通过反复调整两层角度调整机构上耳环移动支座的位置实现上层机构上平面电子水平仪38测量面达到水平状态。
Claims (7)
1.一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：该装置包括上下设置的上下两层角度调整机构，每层角度调整机构均包括1台伺服电机(2、20)，这2台伺服电机(2、20)的伸出轴中心线相互垂直；
所述的下层角度调整机构的伺服电机一(2)固定在电机支座一(3)上，电机支座一(3)固定在下安装板(1)上面；伺服电机一(2)的伸出轴连接联轴器一(4)，联轴器一(4)与梯形丝杆一(6)的一端连接，梯形丝杆一(6)的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座一(7)上，带滑动轴承双耳环移动支座一(7)放置在下安装板(1)的直线导轨一(11)上；伺服电机一(2)通过联轴器一(4)带动梯形丝杆一(6)转动，梯形丝杆一(6)的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座一(7)沿下安装板(1)上的直线导轨一(11)做直线运动；
所述的上层角度调整机构的伺服电机二(20)固定在电机支座二(21)上，电机支座二(21)固定在中安装板(19)上面；伺服电机二(20)的伸出轴连接联轴器二(22)，联轴器二(22)与梯形丝杆二(24)的一端连接，梯形丝杆二(24)的另一端连接在带滑动轴承双耳环移动支座二(25)上，带滑动轴承双耳环移动支座二(25)放置在中安装板(19)的直线导轨三(29)上；伺服电机二(20)通过联轴器二(22)带动梯形丝杆二(24)转动，梯形丝杆二(24)的转动带动带滑动轴承双耳环移动支座二(25)沿中安装板(19)上的直线导轨三(29)做直线运动；
通过销轴一(9)将带滑动轴承单耳环移动支座一(8)与带滑动轴承双耳环移动支座一(7)连接，带滑动轴承双耳环移动支座一(7)带动带滑动轴承单耳环移动支座一(8)沿中安装板(19)下面的直线导轨二(13)做直线运动；
通过销轴三(27)将带滑动轴承单耳环移动支座二(26)与带滑动轴承双耳环移动支座二(25)连接，带滑动轴承双耳环移动支座二(25)带动带滑动轴承单耳环移动支座二(26)沿上安装板(37)下面的直线导轨四(31)做直线运动；
在下安装板(1)的一侧上面固定有下耳环关节支座一(16)，在中安装板(19)的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座一(15)，通过销轴二(17)将上耳环关节支座一(15)与下耳环关节支座一(16)连接；其中，连接带滑动轴承双耳环移动支座一(7)与带滑动轴承单耳环移动支座一(8)的销轴一(9)轴心与连接上耳环关节支座一(15)与下耳环关节支座一(16)的销轴二(17)轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座一(7)带动带滑动轴承单耳环移动支座一(8)沿中安装板(19)下面的直线导轨二(13)做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座一(8)的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的下安装板(1)与中安装板(19)产生角度变化，由此实现下层角度调整机构的角度电动调整；
在中安装板(19)的一侧上面固定有下耳环关节支座二(34)，在上安装板(37)的一侧下面对应位置处固定有上耳环关节支座二(33)，通过销轴四(35)将上耳环关节支座二(33)与下耳环关节支座二(34)连接；其中，连接带滑动轴承单耳环移动支座二(26)与带滑动轴承双耳环移动支座二(25)的销轴三(27)轴心与连接上耳环关节支座二(33)与下耳环关节支座二(34)的销轴四(35)轴心存在高度差，当带滑动轴承双耳环移动支座二(25)带动带滑动轴承单耳环移动支座二(26)沿上安装板(37)下面的直线导轨四(31)做直线运动过程中，带滑动轴承单耳环移动支座二(26)的位置移动会造成自身绕销轴轴心线的微小转动，从而使角度调整机构的中安装板(19)与上安装板(37)产生角度变化，由此实现上层角度调整机构的角度电动调整；
在上安装板(37)的上方安装电子水平仪(38)。
2.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的电子水平仪(38)测量上下两层角度调整机构对应方向上的水平度偏移量，并将测得值反馈到电脑终端，电脑终端与伺服电机(2、20)连接，通过反馈的值驱动伺服电机(2、20)转动。
3.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的上下两层角度调整机构可在±10°的角度范围内，可以通过反复调整带滑动轴承单耳环移动支座一(8)以及带滑动轴承单耳环移动支座二(26)的位置，实现上安装板(37)上平面的电子水平仪(38)测量面达到水平状态。
4.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的联轴器一(4)设置在带座轴承一(6)上，所述的联轴器二(22)设置在带座轴承二(23)上。
5.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的连接带滑动轴承单耳环移动支座一(8)与带滑动轴承双耳环移动支座一(7)的销轴一(9)通过轴用弹性挡圈一(10)锁紧；所述的连接带滑动轴承单耳环移动支座二(26)与带滑动轴承双耳环移动支座二(25)的销轴三(27)通过轴用弹性挡圈二(28)锁紧。
6.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的连接上耳环关节支座一(15)与下耳环关节支座一(16)的销轴二(17)通过圆螺母一(18)锁紧；所述的连接上耳环关节支座二(33)与下耳环关节支座二(34)的销轴四(35)通过圆螺母二(36)锁紧。
7.根据权利要求1所述的一种分层调整式自动调平装置，其特征在于：所述的带滑动轴承双耳环移动支座一(7)固定在直线导轨一(11)带有的滑块一(12)上，滑块一(12)沿下安装板(1)上的直线导轨一(11)做直线运动；所述的带滑动轴承单耳环移动支座一(8)固定在直线导轨二(13)带有的滑块二(14)上，滑块二(14)沿中安装板(19)下面的直线导轨二(13)做直线运动；所述的带滑动轴承双耳环移动支座二(25)固定在直线导轨三(29)带有的滑块三(30)上，滑块三(30)沿中安装板(19)上的直线导轨三(29)做直线运动；所述的带滑动轴承单耳环移动支座二(26)固定在直线导轨四(31)带有的滑块四(32)上，滑块四(32)沿上安装板(37)下面的直线导轨四(31)做直线运动。
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2015
- 2015-02-10 CN CN201510070012.6A patent/CN104676211B/zh active Active
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