CN107065113A - 高精度六自由度光学组件位姿调整装置 - Google Patents

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Abstract

高精度六自由度光学组件位姿调整装置，涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，解决了现有调整机构存在的质量大、横向刚度低的问题。该装置包括成Y形结构的定平台，Y形结构的三个安装面中相邻两个安装面间的夹角均为120°；安装在定平台上的六个直线促动器，三组直线促动器一一对应固定在定平台的三个安装面上；动平台；与六个直线促动器一一对应相连的六个旋转支撑铰链，旋转支撑铰链包括与动平台和直线促动器固连的两个连接座、分别与两个连接座相连的两个偏置万向铰链、两端分别与两个偏置万向铰链相连的定长旋转铰链，六个旋转支撑铰链中的六个第一连接座在动平台上对称分布。本发明精度高、质量轻、刚度高、成像质量稳定。

Description

高精度六自由度光学组件位姿调整装置
技术领域
本发明涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，具体涉及一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置。
背景技术
大型空间光学载荷光学组件精密调整技术是高质量成像的关键技术之一。由于受到发射过程中运载条件(如冲击、振动、过载等)和在轨运行时环境条件(如压力、温度、微重力等)改变的影响，光学组件位姿会发生不同程度的偏移，导致成像质量下降。为了保证成像质量，需要对光学组件位姿变化量进行修正。因此，设计高精度、高稳定性的调整机构是十分必要的。
目前，现有的光学组件位姿调整机构主要包括光学调整架以及传统构型的Stewart平台。其中，光学调整架主要由位移台、转台等机构组成，多自由度的调整需要由多个位移台与转台的共同作用来实现，这就使得其结构质量会变大、多个自由度的调节存在耦合关系；Stewart平台虽然具有高精度、高刚度等特点，但其存在运动部件质量大、横向刚度偏低等缺陷。
发明内容
为了解决现有光学组件位姿调整机构存在的质量大、横向刚度低的问题，本发明提供一种基于直线促动-偏置万向铰链型高精度六自由度光学组件位姿调整装置，用于对大型空间光学载荷中的光学组件位姿进行精密调整。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，包括：
整体成Y形结构的定平台，所述Y形结构的三个边均为安装面，相邻两个安装面之间的夹角均为120°；
安装在定平台上的六个直线促动器，每两个直线促动器为一组，三组直线促动器一一对应固定在定平台的三个安装面上；
用于与光学组件相连的动平台；
与六个直线促动器一一对应相连的六个旋转支撑铰链，每个旋转支撑铰链均包括：与动平台固连的第一连接座、与直线促动器固连的第二连接座、分别与第一连接座和第二连接座相连的两个偏置万向铰链、两端分别与两个偏置万向铰链相连的定长旋转铰链，六个旋转支撑铰链中的六个第一连接座在动平台上对称分布。
进一步的，每个偏置万向铰链均包括：第一铰链轴、套装在第一铰链轴上的两个第三角接触轴承、分别固定在两个第三角接触轴承侧面的两个第一端盖、固定在两个第三角接触轴承外圈且与两个第一端盖固连的第一轴承座、第二铰链轴、套装在第二铰链轴上的两个第四角接触轴承、分别固定在两个第四角接触轴承侧面的两个第二端盖、固定在两个第四角接触轴承外圈且与两个第二端盖固连的第二轴承座；所述第一轴承座与第二轴承座固连；每个偏置万向铰链中的第一铰链轴与第二铰链轴相互垂直。
进一步的，两个偏置万向铰链中的两个第一铰链轴分别与第一连接座、第二连接座一一对应相连；
两个偏置万向铰链中的两个第二铰链轴分别与定长旋转铰链两端一一对应相连。
进一步的，所述定长旋转铰链包括：两端分别设置成直线连接轴和U形连接轴的旋转铰链轴、均套装在旋转铰链轴的直线连接轴上的两个第五角接触轴承、固定在两个第五角接触轴承侧面的第二锁紧螺母、固定在两个第五角接触轴承外圈的压块、与压块外圈固连的轴承安装座。
进一步的，每个直线促动器均包括：步进电机、与步进电机输出端相连的谐波减速器、固定在定平台上且与步进电机输入端相连的制动器、固定在定平台上且与谐波减速器外圈前部分固连的减速器轴承座、通过垫圈固定在谐波减速器外圈后部分的电机座、与谐波减速器刚性连接的精密滚珠丝杠、均套装在精密滚珠丝杠一端的两个第一角接触轴承，压紧减速器轴承座后端的丝杠轴承端盖、套装在精密滚珠丝杠中间部分的丝杠螺母、套装在丝杠螺母上的斜块、与斜块固连的滑块、固定在定平台上且与滑块相连的直线光栅尺、均套装在精密滚珠丝杠另一端的两个第二角接触轴承、其外圈固定在定平台上且内圈压紧两个第二角接触轴承的支撑轴承座、固定在两个第二角接触轴承侧面的第一锁紧螺母；所述减速器轴承座压紧两个第一角接触轴承外圈。
进一步的，六个旋转支撑铰链中的六个第一连接座与动平台下表面连接处的6个铰点分别为P1～P2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点P1～P2分布在以OP为圆心、以RP为半径的圆周上；直线OPP1与直线OPP2之间的夹角、直线OPP3与直线OPP4之间的夹角以及直线OPP5与直线OPP6之间的夹角均为20°；C为P1与P2连线的中点，D为P3与P4连线的中点，E为P5与P6连线的中点，直线OPC与直线OPD之间的夹角、直线OPD与直线OPE之间的夹角以及直线OPE与直线OPC之间的夹角均为120°。
进一步的，六个旋转支撑铰链中的六个第二连接座与定平台上表面连接处的6个铰点分别为B1～B2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点B1～B2分布在以OB为圆心、以RB为半径的圆周上；F为B2与B3连线的中点，G为B4与B5连线的中点，H为B6与B1连线的中点，直线OBF与直线OBG之间、直线OBG与直线OBH之间的夹角以及直线OBH与直线OBF之间的夹角均为120°；B2与B3之间的距离、B4与B5之间的距离、B6与B1之间的距离均为LP；B1与B2之间的距离、B3与B4之间的距离、B5与B6之间的距离均为IP。
本发明的有益效果是：本发明的一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置，直线促动器安装在定平台上，一组偏置万向铰链固定在直线促动器上，另一组固定在动平台上；旋转支撑铰链两端设置偏置万向铰链、中间设置定长旋转铰链，即为偏置万向铰链-转动副-偏置万向铰链构型，偏置万向铰链的特点是万向铰链两轴线并非交于一点，而是有一定的偏移量；直线促动器采用步进电机、谐波减速器驱动精密滚珠丝杠的运动形式，采用直线光栅尺实现闭环精密直线运动；通过六个直线促动器的运动带动偏置万向铰链旋转实现动平台六自由度的精密调整功能。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1、本发明中旋转支撑铰链的结构形式为偏置万向铰链，与虎克铰链相比，偏置万向铰链更容易加工制造，也不受几何构型的限制，而且能够获得较大的工作空间，并且利用角接触轴承对铰链径向和轴向预紧以减小间隙，该铰链能够在低速运动情况下实现小间隙、低摩擦、长寿命、高刚度的功能。
2、本发明中精密滚珠丝杆采用大钢球预紧的方式消除间隙，精密滚珠丝杠轴两端均采用角接触轴承预紧的方式，增加作动器刚度，以保证结构传动精度。
3、本发明中步进电机经谐波减速器减速后驱动精密滚珠丝杠，采用绝对式直线光栅尺作反馈，实现精密定位功能。制动器放置在步进电机后端，这样即使在制动时产生一定的转动，由于谐波减速器的作用，使得传递到精密滚珠丝杠端的转动也变得足够小，可以忽略。
4、本发明具有重心低、刚度高、运动部件承担质量轻、降低支撑杆之间的碰撞风险等特点，适合于光学组件的精密调整任务。
5、本发明具有高精度姿态调整能力，并且具有占用空间小、质量轻、刚度好等特点，能够对大型光学载荷中光学组件位姿变化量进行修正，保持成像质量的稳定性。
附图说明
图1为本发明的一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置的整体结构示意图。
图2为定平台的结构示意图。
图3为旋转支撑铰链的结构示意图。
图4为偏置万向铰链的结构剖视图。
图5为定长旋转铰链的结构剖视图。
图6为直线促动器的结构剖视图。
图7为动平台下表面的铰点分布位置示意图。
图8为定平台上表面的铰点分布位置示意图。
图中：1、动平台，2、定平台，3、直线促动器，3-1、制动器，3-2、步进电机，3-3、谐波减速器，3-4、第一角接触轴承，3-5、精密滚珠丝杠，3-6、滑块，3-7、直线光栅尺，3-8、第二角接触轴承，3-9、电机座，3-10、减速器轴承座，3-11、丝杠轴承端盖，3-12、斜块，3-13、支撑轴承座，3-14、第一锁紧螺母，3-15、垫圈，3-16、丝杠螺母，4、旋转支撑铰链，4-1、偏置万向铰链，4-1-1、第一轴承座，4-1-2、第一铰链轴，4-1-3、第三角接触轴承，4-1-4、第一端盖，4-1-5、第二轴承座，4-1-6、第二铰链轴，4-1-7、第四角接触轴承，4-1-8、第二端盖，4-2、定长旋转铰链，4-2-1、旋转铰链轴，4-2-2、第五角接触轴承，4-2-3、第二锁紧螺母，4-2-4、轴承安装座，4-2-5、压块，4-3、第一连接座，4-4、第二连接座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置，主要包括动平台1、定平台2、六个直线促动器3以及六个旋转支撑铰链4。动平台1为本发明的运动输出端，用于与大型空间光学载荷中的光学组件连接，实现光学组件六自由度精密调整运动。定平台2为本发明与大型空间光学载荷的连接端，定平台2与大型空间光学载荷固连。如图2所示，定平台2整体成Y形结构，Y形结构的三个边均为安装面，相邻两个安装面之间的夹角相同，均为120°。六个直线促动器3均固定在定平台2上，具体的是：每两个直线促动器3为一组，每组的两个直线促动器3均沿着同一条轴线平行地固定在定平台2的一个安装面上，即三组直线促动器3一一对应固定在定平台2的三个安装面上。动平台1与六个直线促动器3自上而下分别通过六个对称分布的旋转支撑铰链4相连，具体的是：六个直线促动器3与六个旋转支撑铰链4一一对应相连，旋转支撑铰链4的下端连接直线促动器3，旋转支撑铰链4的上端连接动平台1。
如图3所示，旋转支撑铰链4包括一对偏置万向铰链4-1、一个定长旋转铰链4-2以及第一连接座4-3、第二连接座4-4，两个偏置万向铰链4-1分别安装在定长旋转铰链4-2两端，两个连接座与两个偏置万向铰链4-1一一对应相连，其中，第一连接座4-3与动平台1通过螺钉固连，第二连接座4-4与直线促动器3通过螺钉固连，六个旋转支撑铰链4中的六个第一连接座4-3在动平台1上对称分布。每个偏置万向铰链4-1提供两个自由度，每个定长旋转铰链4-2提供一个自由度，即每个旋转支撑铰链4的自由度为5，本发明的驱动施加在直线促动器3的轴向直线运动上，提供一个自由度，这样确保每个旋转支撑铰链4上的自由度为6，从而实现动平台1的六个自由度姿态的调整。
如图3和图4所示，每个偏置万向铰链4-1均包括两个轴承座、两个铰链轴、两对角接触轴承、四个端盖，即分别为：第一轴承座4-1-1、第一铰链轴4-1-2、一对第三角接触轴承4-1-3、两个第一端盖4-1-4为一套，第二轴承座4-1-5、第二铰链轴4-1-6、一对第四角接触轴承4-1-7、两个第二端盖4-1-8为另一套。两个第三角接触轴承4-1-3均套装在第一铰链轴4-1-2上，第一铰链轴4-1-2通过一对第三角接触轴承4-1-3支撑，能够承受径向力和轴向力，两个第三角接触轴承4-1-3侧面均通过一个第一端盖4-1-4固定，第一端盖4-1-4对第三角接触轴承4-1-3施加预紧力，能够提高偏置万向铰链4-1的刚度和精度，两个第三角接触轴承4-1-3外圈通过第一轴承座4-1-1固定，第一轴承座4-1-1通过螺钉与两个第一端盖4-1-4固连。同理，两个第四角接触轴承4-1-7均套装在第二铰链轴4-1-6上，第二铰链轴4-1-6通过一对第四角接触轴承4-1-7支撑，能够承受径向力和轴向力，两个第四角接触轴承4-1-7侧面均通过一个第二端盖4-1-8固定，第二端盖4-1-8对第四角接触轴承4-1-7施加预紧力，能够提高偏置万向铰链4-1的刚度和精度，两个第四角接触轴承4-1-7外圈通过第二轴承座4-1-5固定，第二轴承座4-1-5通过螺钉与两个第二端盖4-1-8固连。其中，两个偏置万向铰链4-1中的两个第一铰链轴4-1-2分别与第一连接座4-3、第二连接座4-4一一对应相连，两个偏置万向铰链4-1中的两个第二铰链轴4-1-6分别与定长旋转铰链4-2两端一一对应相连，第一轴承座4-1-1与第二轴承座4-1-5可以一体化加工成型或者机械连接。每个偏置万向铰链4-1中的第一铰链轴4-1-2与第二铰链轴4-1-6相互垂直，即第一铰链轴4-1-2所在的轴线与第二铰链轴4-1-6所在的轴线相互垂直但并非相交于一点，而是有一定的偏移量。与普通十字交叉万向铰链相比，偏置万向铰链4-1更容易加工制造，也不受任何几何构型的限制，而且能够获得较大的工作空间，拥有更高的刚度。
如图3和图5所示，定长旋转铰链4-2包括旋转铰链轴4-2-1、一对第五角接触轴承4-2-2、第二锁紧螺母4-2-3、轴承安装座4-2-4、压块4-2-5。旋转铰链轴4-2-1一端为直线连接轴，另一端为U形连接轴，两个第五角接触轴承4-2-2均套装在旋转铰链轴4-2-1的直线连接轴上，两个第五角接触轴承4-2-2侧面通过第二锁紧螺母4-2-3固定，两个第五角接触轴承4-2-2外圈通过压块4-2-5固定，轴承安装座4-2-4通过螺钉与压块4-2-5外圈固连，通过第二锁紧螺母4-2-3和压块4-2-5对两个第五角接触轴承4-2-2进行预紧提高定长旋转铰链4-2的运动精度和结构刚度。定长旋转铰链4-2是定长的，质量较轻，能够有效减小动平台1的惯量，降低动平台1高度，节省空间。
如图6所示，直线促动器3包括制动器3-1、步进电机3-2、谐波减速器3-3、一对第一角接触轴承3-4、精密滚珠丝杠3-5、滑块3-6、直线光栅尺3-7、第二角接触轴承3-8、电机座3-9、减速器轴承座3-10、丝杠轴承端盖3-11、斜块3-12、支撑轴承座3-13、第一锁紧螺母3-14、垫圈3-15、丝杠螺母3-16。制动器3-1固定在定平台2上，制动器3-1通过螺钉与步进电机3-2的输入端相连，制动器3-1后置于步进电机3-2输入端。步进电机3-2输出轴连接谐波减速器3-3。谐波减速器3-3外圈前部分通过螺钉与减速器轴承座3-10前部分固连，减速器轴承座3-10固定在定平台2上。电机座3-9通过垫圈3-15固定在谐波减速器3-3外圈后部分。精密滚珠丝杠3-5与谐波减速器3-3刚性连接，两个第一角接触轴承3-4均套装在精密滚珠丝杠3-5一端，通过两个第一角接触轴承3-4支撑精密滚珠丝杠3-5前端。减速器轴承座3-10后部分压紧两个第一角接触轴承3-4外圈，减速器轴承座3-10后端通过丝杠轴承端盖3-11固定压紧。丝杠螺母3-16套装在精密滚珠丝杠3-5中间部分，斜块3-12内圈套装在丝杠螺母3-16上，斜块3-12外圈固定在滑块3-6上，滑块3-6与直线光栅尺3-7固定连接，直线光栅尺3-7固定在定平台2上。精密滚珠丝杠3-5中间部分与滑块3-6采用大钢球预紧的方式消除回程误差，直线光栅尺3-7与滑块3-6直接连接，降低由于步进电机3-2掉电及传动机构空回引起的误差，提高传动精度。两个第二角接触轴承3-8均套装在精密滚珠丝杠3-5另一端，通过两个第二角接触轴承3-8支撑精密滚珠丝杠3-5后端。支撑轴承座3-13外圈固定在定平台2上，支撑轴承座3-13内圈压紧两个第二角接触轴承3-8，第一锁紧螺母3-14固定在两个第二角接触轴承3-8侧面。精密滚珠丝杠3-5两端分别采用成对的第一角接触轴承3-4以及成对的第二角接触轴承3-8预紧，能够提高直线促动器3的结构刚度，减小受力变形误差。
本发明的一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置，使用时，将动平台1与大型空间光学载荷中的光学组件连接，将定平台2与大型空间光学载荷的基座固定在一起。旋转支撑铰链4沿着直线促动器3平行移动，进而控制与动平台1连接的光学组件的位姿运动。具体的运动过程如下：启动步进电机3-2，通过制动器3-1控制步进电机3-2的运转，同时，步进电机3-2通过谐波减速器3-3减速后驱动精密滚珠丝杠3-5转动，通过直线光栅尺3-7的反馈作用使丝杠螺母3-16沿着精密滚珠丝杠3-5做直线运动，同时带动斜块3-12、滑块3-6沿着精密滚珠丝杠3-5做直线运动，实现精密定位功能。
本实施方式中，精密滚珠丝杠3-5选用高精度、小导程滚珠丝杠，精密滚珠丝杠3-5采用大钢球预紧的方式，施加适当预紧力能够消除回程间隙。
本实施方式中，制动器3-1位于步进电机3-2后侧，谐波减速器3-3位于步进电机3-2前侧，直线光栅尺3-7与连接精密滚珠丝杠3-5的滑块3-6相连，降低由于步进电机3-2掉电及传动机构空回引起的误差，提高直线促动器3的传动精度。
动平台1上的各铰点与定平台2上的各铰点分别分布在上、下两个不同的圆上。如图7所示，六个旋转支撑铰链4中的六个第一连接座4-3与动平台1下表面连接处的6个铰点分别为P1～P2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点P1～P2分布在以OP为圆心、以RP为半径的圆周上，半径RP等于160mm；直线OPP1与直线OPP2之间的夹角为20°，直线OPP3与直线OPP4之间的夹角也为20°，直线OPP5与直线OPP6之间的夹角也为20°；C为P1与P2连线的中点，D为P3与P4连线的中点，E为P5与P6连线的中点，直线OPC与直线OPD之间的夹角为120°，直线OPD与直线OPE之间的夹角为120°，直线OPE与直线OPC之间的夹角为120°。如图8所示，六个旋转支撑铰链4中的六个第二连接座4-4与定平台2上表面连接处的6个铰点分别为B1～B2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点B1～B2分布在以OB为圆心、以RB为半径的圆周上，半径RB等于190mm；F为B2与B3连线的中点，G为B4与B5连线的中点，H为B6与B1连线的中点，直线OBF与直线OBG之间的夹角为120°，直线OBG与直线OBH之间的夹角为120°，直线OBH与直线OBF之间的夹角为120°；B2与B3之间的距离、B4与B5之间的距离、B6与B1之间的距离均为LP，LP等于81mm；B1与B2之间的距离、B3与B4之间的距离、B5与B6之间的距离均为IP。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，包括：
整体成Y形结构的定平台(2)，所述Y形结构的三个边均为安装面，相邻两个安装面之间的夹角均为120°；
安装在定平台(2)上的六个直线促动器(3)，每两个直线促动器(3)为一组，三组直线促动器(3)一一对应固定在定平台(2)的三个安装面上；
用于与光学组件相连的动平台(1)；
与六个直线促动器(3)一一对应相连的六个旋转支撑铰链(4)，每个旋转支撑铰链(4)均包括：与动平台(1)固连的第一连接座(4-3)、与直线促动器(3)固连的第二连接座(4-4)、分别与第一连接座(4-3)和第二连接座(4-4)相连的两个偏置万向铰链(4-1)、两端分别与两个偏置万向铰链(4-1)相连的定长旋转铰链(4-2)，六个旋转支撑铰链(4)中的六个第一连接座(4-3)在动平台(1)上对称分布。
2.根据权利要求1所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，每个偏置万向铰链(4-1)均包括：第一铰链轴(4-1-2)、套装在第一铰链轴(4-1-2)上的两个第三角接触轴承(4-1-3)、分别固定在两个第三角接触轴承(4-1-3)侧面的两个第一端盖(4-1-4)、固定在两个第三角接触轴承(4-1-3)外圈且与两个第一端盖(4-1-4)固连的第一轴承座(4-1-1)、第二铰链轴(4-1-6)、套装在第二铰链轴(4-1-6)上的两个第四角接触轴承(4-1-7)、分别固定在两个第四角接触轴承(4-1-7)侧面的两个第二端盖(4-1-8)、固定在两个第四角接触轴承(4-1-7)外圈且与两个第二端盖(4-1-8)固连的第二轴承座(4-1-5)；所述第一轴承座(4-1-1)与第二轴承座(4-1-5)固连；每个偏置万向铰链(4-1)中的第一铰链轴(4-1-2)与第二铰链轴(4-1-6)相互垂直。
3.根据权利要求2所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，两个偏置万向铰链(4-1)中的两个第一铰链轴(4-1-2)分别与第一连接座(4-3)、第二连接座(4-4)一一对应相连；
两个偏置万向铰链(4-1)中的两个第二铰链轴(4-1-6)分别与定长旋转铰链(4-2)两端一一对应相连。
4.根据权利要求1所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，所述定长旋转铰链(4-2)包括：两端分别设置成直线连接轴和U形连接轴的旋转铰链轴(4-2-1)、均套装在旋转铰链轴(4-2-1)的直线连接轴上的两个第五角接触轴承(4-2-2)、固定在两个第五角接触轴承(4-2-2)侧面的第二锁紧螺母(4-2-3)、固定在两个第五角接触轴承(4-2-2)外圈的压块(4-2-5)、与压块(4-2-5)外圈固连的轴承安装座(4-2-4)。
5.根据权利要求1所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，每个直线促动器(3)均包括：步进电机(3-2)、与步进电机(3-2)输出端相连的谐波减速器(3-3)、固定在定平台(2)上且与步进电机(3-2)输入端相连的制动器(3-1)、固定在定平台(2)上且与谐波减速器(3-3)外圈前部分固连的减速器轴承座(3-10)、通过垫圈(3-15)固定在谐波减速器(3-3)外圈后部分的电机座(3-9)、与谐波减速器(3-3)刚性连接的精密滚珠丝杠(3-5)、均套装在精密滚珠丝杠(3-5)一端的两个第一角接触轴承(3-4)，压紧减速器轴承座(3-10)后端的丝杠轴承端盖(3-11)、套装在精密滚珠丝杠(3-5)中间部分的丝杠螺母(3-16)、套装在丝杠螺母(3-16)上的斜块(3-12)、与斜块(3-12)固连的滑块(3-6)、固定在定平台(2)上且与滑块(3-6)相连的直线光栅尺(3-7)、均套装在精密滚珠丝杠(3-5)另一端的两个第二角接触轴承(3-8)、其外圈固定在定平台(2)上且内圈压紧两个第二角接触轴承(3-8)的支撑轴承座(3-13)、固定在两个第二角接触轴承(3-8)侧面的第一锁紧螺母(3-14)；所述减速器轴承座(3-10)压紧两个第一角接触轴承(3-4)外圈。
6.根据权利要求1所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，六个旋转支撑铰链(4)中的六个第一连接座(4-3)与动平台(1)下表面连接处的6个铰点分别为P1～P2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点P1～P2分布在以OP为圆心、以RP为半径的圆周上；直线OPP1与直线OPP2之间的夹角、直线OPP3与直线OPP4之间的夹角以及直线OPP5与直线OPP6之间的夹角均为20°；C为P1与P2连线的中点，D为P3与P4连线的中点，E为P5与P6连线的中点，直线OPC与直线OPD之间的夹角、直线OPD与直线OPE之间的夹角以及直线OPE与直线OPC之间的夹角均为120°。
7.根据权利要求1所述的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，其特征在于，六个旋转支撑铰链(4)中的六个第二连接座(4-4)与定平台(2)上表面连接处的6个铰点分别为B1～B2，将相邻两个铰点连线构成一个对称的六边形；6个铰点B1～B2分布在以OB为圆心、以RB为半径的圆周上；F为B2与B3连线的中点，G为B4与B5连线的中点，H为B6与B1连线的中点，直线OBF与直线OBG之间、直线OBG与直线OBH之间的夹角以及直线OBH与直线OBF之间的夹角均为120°；B2与B3之间的距离、B4与B5之间的距离、B6与B1之间的距离均为LP；B1与B2之间的距离、B3与B4之间的距离、B5与B6之间的距离均为IP。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107907959A (zh) * 2017-11-24 2018-04-13 哈工大机器人集团（哈尔滨）华粹智能装备有限公司 一种用于光学调整及检测的超精密六自由度五轴调整装置
CN107976763A (zh) * 2017-12-28 2018-05-01 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种五维光栅调整架
CN108169872A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 北京空间机电研究所 一种基于柔性铰链的高精度、高稳定反射镜调整装置
CN109556517A (zh) * 2018-12-28 2019-04-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种六足定位平台末端位姿实时测量系统
CN109696752A (zh) * 2019-01-31 2019-04-30 华中科技大学苏州脑空间信息研究院 光学元器件的全自由度调节装置及其重复定位方法
CN111168653A (zh) * 2020-01-21 2020-05-19 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 并联式位姿调整装置
CN112363296A (zh) * 2020-08-25 2021-02-12 北京空间机电研究所 一种具有六自由度调整功能的反射镜柔性支撑装置
CN113238254A (zh) * 2021-04-12 2021-08-10 上海卫星工程研究所 压电液压高精度定位平台装置
CN114081794A (zh) * 2021-12-17 2022-02-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 踝关节康复机器人
CN114123851A (zh) * 2021-12-03 2022-03-01 散裂中子源科学中心 一种六自由度调姿平台
CN114166496A (zh) * 2021-12-06 2022-03-11 南京航空航天大学 一种倾转旋翼试验装置
CN114193407A (zh) * 2021-12-06 2022-03-18 散裂中子源科学中心 一种位姿调节平台
CN114973903A (zh) * 2022-06-10 2022-08-30 范莹莹 一种用于智慧课堂教学的多自由度模拟平台
CN115097595A (zh) * 2022-06-30 2022-09-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于柔性铰链的光学载荷并联位姿调整装置
CN116035866A (zh) * 2023-02-15 2023-05-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种踝关节康复机器人
CN118089703A (zh) * 2024-04-22 2024-05-28 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高精度非接触式六自由度并联机构空间位姿测量装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5197846A (en) * 1989-12-22 1993-03-30 Hitachi, Ltd. Six-degree-of-freedom articulated robot mechanism and assembling and working apparatus using same
US5263382A (en) * 1992-04-13 1993-11-23 Hughes Aircraft Company Six Degrees of freedom motion device
CN202056242U (zh) * 2011-04-28 2011-11-30 张云志 水平滑动式摇动抑制装置
CN104002299A (zh) * 2014-05-12 2014-08-27 西安理工大学 六自由度并联微平台
CN105243911A (zh) * 2015-10-22 2016-01-13 燕山大学 带有组合弹簧承载分支的结构参数可调并联运动台
CN205068863U (zh) * 2015-10-22 2016-03-02 燕山大学 带有组合弹簧承载分支的结构参数可调并联运动台
CN106112980A (zh) * 2016-07-26 2016-11-16 清华大学 一种姿态调节装置
CN205817837U (zh) * 2016-07-13 2016-12-21 王梦梦 一种带有辅助支撑的六自由度并联机构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5197846A (en) * 1989-12-22 1993-03-30 Hitachi, Ltd. Six-degree-of-freedom articulated robot mechanism and assembling and working apparatus using same
US5263382A (en) * 1992-04-13 1993-11-23 Hughes Aircraft Company Six Degrees of freedom motion device
CN202056242U (zh) * 2011-04-28 2011-11-30 张云志 水平滑动式摇动抑制装置
CN104002299A (zh) * 2014-05-12 2014-08-27 西安理工大学 六自由度并联微平台
CN105243911A (zh) * 2015-10-22 2016-01-13 燕山大学 带有组合弹簧承载分支的结构参数可调并联运动台
CN205068863U (zh) * 2015-10-22 2016-03-02 燕山大学 带有组合弹簧承载分支的结构参数可调并联运动台
CN205817837U (zh) * 2016-07-13 2016-12-21 王梦梦 一种带有辅助支撑的六自由度并联机构
CN106112980A (zh) * 2016-07-26 2016-11-16 清华大学 一种姿态调节装置

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107907959A (zh) * 2017-11-24 2018-04-13 哈工大机器人集团（哈尔滨）华粹智能装备有限公司 一种用于光学调整及检测的超精密六自由度五轴调整装置
CN107976763A (zh) * 2017-12-28 2018-05-01 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种五维光栅调整架
CN107976763B (zh) * 2017-12-28 2023-06-20 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种五维光栅调整架
CN108169872B (zh) * 2017-12-29 2020-09-18 北京空间机电研究所 一种基于柔性铰链的高精度、高稳定反射镜调整装置
CN108169872A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 北京空间机电研究所 一种基于柔性铰链的高精度、高稳定反射镜调整装置
CN109556517A (zh) * 2018-12-28 2019-04-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种六足定位平台末端位姿实时测量系统
CN109696752B (zh) * 2019-01-31 2021-05-18 华中科技大学苏州脑空间信息研究院 光学元器件的全自由度调节装置及其重复定位方法
CN109696752A (zh) * 2019-01-31 2019-04-30 华中科技大学苏州脑空间信息研究院 光学元器件的全自由度调节装置及其重复定位方法
CN111168653A (zh) * 2020-01-21 2020-05-19 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 并联式位姿调整装置
CN112363296A (zh) * 2020-08-25 2021-02-12 北京空间机电研究所 一种具有六自由度调整功能的反射镜柔性支撑装置
CN113238254A (zh) * 2021-04-12 2021-08-10 上海卫星工程研究所 压电液压高精度定位平台装置
CN114123851A (zh) * 2021-12-03 2022-03-01 散裂中子源科学中心 一种六自由度调姿平台
CN114166496A (zh) * 2021-12-06 2022-03-11 南京航空航天大学 一种倾转旋翼试验装置
CN114193407A (zh) * 2021-12-06 2022-03-18 散裂中子源科学中心 一种位姿调节平台
CN114193407B (zh) * 2021-12-06 2023-09-12 散裂中子源科学中心 一种位姿调节平台
CN114081794A (zh) * 2021-12-17 2022-02-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 踝关节康复机器人
CN114081794B (zh) * 2021-12-17 2022-12-09 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 踝关节康复机器人
CN114973903A (zh) * 2022-06-10 2022-08-30 范莹莹 一种用于智慧课堂教学的多自由度模拟平台
CN115097595A (zh) * 2022-06-30 2022-09-23 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于柔性铰链的光学载荷并联位姿调整装置
CN115097595B (zh) * 2022-06-30 2023-09-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于柔性铰链的光学载荷并联位姿调整装置
CN116035866A (zh) * 2023-02-15 2023-05-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种踝关节康复机器人
CN116035866B (zh) * 2023-02-15 2024-03-01 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种踝关节康复机器人
CN118089703A (zh) * 2024-04-22 2024-05-28 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高精度非接触式六自由度并联机构空间位姿测量装置

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