CN107363810A - 多球面拉线测量适配器机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多球面拉线测量适配器机构，包括法兰盘、中心转轴、手爪，所述中心转轴包括圆螺母用止动垫圈、挡圈、主轴带座轴承、主安装柱、带螺纹孔安装柱、无油衬套，所述手爪包括长手爪和短手爪，所述长手爪包括L型连接件、带螺纹连接件、长弯曲件安装柱、长弯曲件套环、长弯曲件、弯曲件挡圈、长弯曲件挂钩、套筒头螺钉，所述短手爪包括短弯曲件安装柱、弯曲件套环、短弯曲件、弯曲件挡圈、短弯曲件挂钩、套筒头螺钉，所述法兰盘与被测对象通过螺栓刚性连接，所述中心转轴与法兰盘连接，所述手爪与中心转轴上的带螺纹孔安装柱连接。所述机构手爪部分采用多球面分层设计，提供了一种新的手抓空间布局，干涉性小，灵活性高，旋转精度高，结构小巧，提供了空间和性能上的保证。本发明采用过盈配合不灌封结构，工艺简单、安装维护方便，还可以满足在复杂的环境下使用。

Description

多球面拉线测量适配器机构
技术领域
本发明涉及用于空间定位精度和轨迹测量的拉线式测量系统领域。
背景技术
机器人、大型机械等工业对象经常需要获得某些位置或位姿信息，拉线式测量系统属于接触式测量设备，对于环境光线、油污等问题不敏感，因此在许多场合得到广泛应用。
拉线式测量系统基于多个(不少于三个)拉线编码器工作，拉线编码器引出的拉线通过测量适配器与被测对象连接，被测对象运动带动拉线长度变化，通过获取多个拉线编码器长度值，根据几何关系计算求出被测对象的空间位置或位姿信息。现有拉线式测量系统通常基于三角法测量原理，为了满足三角法应用条件，需要测量适配器保证多根拉线的延长线在空间中交于一点，传统的测量适配器机构手爪末端挂钩与拉线接触点空间分布于同一个球面上，虽然能严格保证多个拉线延长线交于一点，但多个手爪之间干涉问题比较严重。
发明内容
对于拉线数目较多的拉线式测量系统，或被测对象运动轨迹复杂，采用传统的测量适配器在测量过程中容易产生干涉问题。本发明的目的在于针对上述情况提供一种多球面拉线测量适配器机构，通过手爪末端挂钩与拉线接触点空间分布于多个同心球面上的设计，保证弯曲件挂钩上的拉线延长线交于一点的同时，减小了传统单球面分布产生的干涉影响。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的多球面拉线测量适配器，包括法兰盘、中心转轴、手爪，所述中心转轴包括圆螺母用止动垫圈、挡圈、主轴带座轴承、主安装柱、带螺纹孔安装柱、无油衬套，所述手爪包括长手爪和短手爪，所述长手爪包括L型连接件、带螺纹连接件、长弯曲件安装柱、长弯曲件套环、长弯曲件、长弯曲件挡圈、长弯曲件挂钩、套筒头螺钉，所述短手爪包括短弯曲件安装柱、弯曲件套环、短弯曲件、短弯曲件挡圈、短弯曲件挂钩、套筒头螺钉，所述法兰盘与被测对象通过螺栓刚性连接，所述中心转轴与法兰盘连接，所述手抓与中心转轴上的带螺纹孔安装柱连接。
优选的，所述中心轴上端是所述圆螺母用止动垫圈卡在所述主安装柱上端带有螺纹的键槽开口处，所述主轴带座轴承安装在所述主安装柱带有螺纹键槽的下端，所述主轴带座轴承上端有所述挡圈进行固定。
优选的，所述带螺纹孔安装柱分别交叉套在无油衬套上，所述无油衬套套在所述主安装柱未带有螺纹键槽的一端，所述挡圈安装在所述主安装柱未带有螺纹键槽的末端，并固定所述最下端的无油衬套。
优选的，所述长手爪通过所述L型连接件与所述带有螺纹孔安装柱螺纹刚性连接，所述短手爪通过所述短弯曲件安装柱与所述带有螺纹孔安装柱螺纹连接。
优选的，所述长手爪的所述长安装柱的中心轴线与所述短手爪的所述短安装柱的中心轴线安装在同一个水平面上，所述长弯曲件挂钩和所述短弯曲件挂钩通过所述套筒头螺钉分别与所述长弯曲件和所述短弯曲件连接。
优选的，所述短弯曲件安装柱与所述L型连接件分别与带螺纹孔安装柱连接后，围绕着所述中心轴的轴线自由转动，所述长弯曲件和所述短弯曲件分别围绕着所述长弯曲件安装柱和所述短弯曲件安装柱的中心轴线自由转动，所述长弯曲件的挂钩和所述短弯曲件的挂钩分别围绕着所述套筒头螺钉的中心轴线自由转动。
优选的，所述机构手爪部分采用双球面分层设计，提供了一种新的手爪空间布局。
优选的，所述长弯曲件挂钩和所述短弯曲件挂钩上的拉线的延长线，能够交于所述长弯曲件安装柱中心轴线和所述短弯曲件安装柱中心轴线的交点处。
如上所述，本发明提供的多球面拉线测量适配器机构，具有以下有效效果：该机构手爪部分采用多球面分层设计，干涉性小，灵活性高，旋转精度高，结构小巧，提供了空间和性能上的保证。采用过盈配合不灌封结构，工艺简单、安装维护方便，还可以满足在复杂的环境下使用。
附图说明
图1为本发明的双球面拉线测量适配器机构的整体结构示意图；
图2为本发明的四球面拉线测量适配器机构的整体结构示意图；
图3为图1机构的一种具体实施例的结构示意图；
图4为长手抓结构的一种具体实施例的结构示意图；
图5为短手抓结构的一种具体实施例的结构示意图
其中：1.法兰盘；2.中心轴；3.长手抓一；4.长手抓二；5.短手抓一；6.短手抓二；7.圆螺母用止动垫圈；8.挡圈一；9.主轴带座轴承；10.主安装柱；11.带螺纹孔安装柱一；12.带螺纹孔安装柱二；13.带螺纹孔安装柱三；14.带螺纹孔安装柱四；15.无油衬套；16.挡圈二；31.L型连接件；32.带螺纹连接件；33.长弯曲件安装柱；34.长弯曲件套环；35.长弯曲件挡圈一；36.长弯曲件；37.长弯曲件挂钩；38.套筒头螺钉一；51.弯曲件挡圈二；52.短弯曲件；53.短弯曲件套环；54.短弯曲件安装柱；55.短弯曲件挂钩；56.套筒头螺钉二。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的具有四个拉线的双球面和四球面的拉线测量适配器的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关性的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同的结构或功能的部件，仅示意性地绘制了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，根据本发明的一个实施例，一种双球面拉线测量适配器机构，包括通过螺栓连接固定在机器人末端执行器上的法兰盘1，以及卡在所述主安装柱10带有螺纹键槽的圆螺母用止动垫圈7，所述主轴带座轴承9固定安装在主安装柱10带有螺纹键槽的一端，其上端并有挡圈8进行固定。
所述带螺纹孔安装柱11与所述长手抓3部件的L型连接件31通过螺纹连接，两者之间在围绕中心轴2轴线自由转动时，能够保持一个整体，之间没有任何松弛和转动。在所述未带有螺纹卡槽主安装柱10的一端，安装的零部件顺序为：从接近主安装柱10螺纹卡槽的一端开始，所述带螺纹孔安装柱11套在所述无油衬套上，所述无油衬套下端有带螺纹孔安装柱12套在另外一个所述无油衬套上；紧接着带螺纹孔安装柱13套在所述无油衬套上；同样，带螺纹孔安装柱14套在所述无油衬套15上；简言之，四个所述带螺纹孔安装柱交叉套在无油衬套上，所述四个无油衬套又套在未带有螺纹卡槽的主安装柱10的一端，最下面的无油衬套15有挡圈16进行固定在主安装柱上。因此，四个带螺纹孔安装柱能够围绕主安装柱10的中心轴线自由转动。
所述长手爪3、4部分包括L型连接件与带螺纹连接件32通过螺纹连接，两者之间始终保持固定，所述长弯曲件套环34套在所述长弯曲件安装柱33上，在长弯曲件套环34上并套有长弯曲件36，并有弯曲件挡圈35固定长弯曲件36在长弯曲件安装柱33上。同时，所述长弯曲件36能够围绕长弯曲件安装柱33的中心轴线自由转动。在所述长弯曲件36的低端，开有螺纹孔以连接所述套筒头螺钉38，实现与所述拉线挂钩37的连接。
所述短手爪5、6部分包括所述短弯曲件安装柱54与所述带螺纹孔安装柱通过螺纹连接，两者之间始终保持固定，所述短弯曲件套环53套在所述短弯曲件安装柱54上，在短弯曲件套环53上并套有短弯曲件52，并有弯曲件挡圈51固定短弯曲件52在短弯曲件安装柱54上。同时，所述短弯曲件52能够围绕短弯曲件安装柱54的中心轴线自由转动。在所述短弯曲件52的低端，开有螺纹孔以连接所述套筒头螺钉56，实现与所述拉线挂钩55的连接。
所述长手爪3、4与所述短手爪5、6能够围绕所述主安装柱10的中心轴线自由转动，并且短手爪5、6转动的半径长小于长手爪3、4转动的半径长，从而长手爪和短手爪之间的转动相互无影响，大大减小了干涉。所述两个长手爪的长弯曲件的中心轴线与两个短手爪的短弯曲件的中心轴线在同一个平面上，当在所述拉线挂钩上挂有拉线时，才能保证四路拉线的延长线交于一点。被测量点就是四个所述弯曲件安装柱与所述主安装柱10中心轴线的交点，也是四路拉线延长线的交点，为同一点。
上述实施例仅例示性说明发明的原理及其功效，而非用于限制性本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神和技术思想下所完成的一切等效或改变，仍由本发明的权利要求下所涵盖。

Claims (8)

1.一种多球面拉线测量适配器结构，其特征在于，包括法兰盘、中心转轴、手爪，所述法兰盘与被测对象通过螺栓刚性连接，所述中心转轴与所述法兰盘连接，所述手爪与所述中心转轴上的带螺纹孔安装柱连接，所述手爪可以绕转轴中心线自由转动，所述手爪部分的所有弯曲件安装柱的中心轴线安装在同一个水平面上，所述手爪上的所有弯曲件挂钩上拉线的延长线能够空间上交于一点。
2.根据权利要求1所述的多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述机构手爪部分采用多球面分层设计，手爪弯曲件末端挂钩与拉线接触点空间分布于多个同心球面上，保证弯曲件挂钩上的拉线延长线交于一点的同时，减小了传统单球面分布产生的干涉影响。
3.根据权利要求1所述的多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述圆螺母用止动垫圈卡在所述主安装柱上端带有螺纹的键槽开口处，所述主轴带座轴承安装在所述主安装柱带有螺纹键槽的下端，所述主轴带座轴承上端有所述挡圈进行固定。
4.根据权利要求1所述多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述带螺纹孔安装柱分别交叉套在无油衬套上，所述无油衬套套在所述主安装柱未带有螺纹键槽的一端，所述挡圈安装在所述主安装柱未带有螺纹键槽的末端，并固定所述最下端的无油衬套。
5.根据权利要求1所述的多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述手爪包括长手爪和短手爪，所述长手爪包括L型连接件、带螺纹连接件、长弯曲件安装柱、长弯曲件套环、长弯曲件、弯曲件挡圈、长弯曲件挂钩、套筒头螺钉，所述短手爪包括短弯曲件安装柱、短弯曲件套环、短弯曲件、弯曲件挡圈、短弯曲件挂钩、套筒头螺钉。
6.根据权利要求1所述多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述长手爪通过所述L型连接件与所述带有螺纹孔安装柱螺纹刚性连接，所述短手爪通过所述短弯曲件安装柱与所述带有螺纹孔安装柱螺纹刚性连接。
7.根据权利要求1所述多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述长弯曲件挂钩和所述短弯曲件挂钩通过所述套筒头螺钉分别与所述长弯曲件和所述短弯曲件连接。
8.根据权利要求1所述多球面拉线测量适配器，其特征在于，所述短弯曲件安装柱与所述L型连接件分别与带螺纹孔安装柱连接后，围绕着所述中心轴的轴线自由转动，所述长弯曲件和所述短弯曲件分别围绕着所述长弯曲件安装柱和所述短弯曲件安装柱的中心轴线自由转动，所述长弯曲件的挂钩和所述短弯曲件的挂钩分别围绕着所述套筒头螺钉的中心轴线自由转动。
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