CN109813975A - 四轴驱动装置和电荷分布测量机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电荷分布测量技术领域，尤其是涉及一种四轴驱动装置和电荷分布测量机构。四轴驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置；第一驱动装置和第四驱动装置均为旋转驱动；第一驱动装置与第四驱动装置的旋转轴线垂直；第二驱动装置和第三驱动装置为直线驱动，且第二驱动装置与第三驱动装置的驱动方向垂直；第二驱动装置的行进方向与第一驱动装置的旋转轴线平行；第一驱动装置的旋转轴线、第三驱动装置的行进方向和第四驱动装置的旋转轴线两两垂直。本发明能够将探针达到任意结构的最佳测量位置，使得测量的结果能够更加的准确。

Description

四轴驱动装置和电荷分布测量机构

技术领域

本发明涉及电荷分布测量技术领域，尤其是涉及一种四轴驱动装置和电荷分布测量机构。

背景技术

在现有的物理实验中，对电荷进行测量时，无法做到精确测量，尤其是对盆状结构的表面电荷的测量，对其内部的电荷分布由于探针无法伸到位为导致测量不准确，达不到精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四轴驱动装置和电荷分布测量机构，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的四轴驱动装置，包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置；

所述第一驱动装置和所述第四驱动装置均为旋转驱动；

所述第一驱动装置的旋转轴线与所述第四驱动装置的旋转轴线垂直；

所述第二驱动装置和所述第三驱动装置均为直线驱动，且所述第二驱动装置的驱动方向与所述第三驱动装置的驱动方向垂直；

所述第二驱动装置的行进方向与所述第一驱动装置的旋转轴线平行；

所述第一驱动装置的旋转轴线、所述第三驱动装置的行进方向和所述第四驱动装置的旋转轴线两两垂直。

进一步的，所述第四驱动装置设置在所述第三驱动装置上；

所述第三驱动装置设置在所述第二驱动装置上；

所述第二驱动装置设置在所述第一驱动装置上。

进一步的，所述第一驱动装置包括第一驱动架、转动筒、转动盘、第一驱动电机和第一传动机构；

所述第一驱动电机固定设置在所述第一驱动架上；

所述转动筒转动设置在所述第一驱动架上；

所述第一驱动电机通过所述第一传动机构与所述转动筒连接，用于驱动所述转动筒转动；

所述转动盘固定设置在所述转动筒远离所述第一驱动架的一端，且与所述转动筒同轴设置；

所述第二驱动装置设置在所述转动盘上。

进一步的，所述第二驱动装置包括第二驱动电机、第一驱动丝杆、第一驱动块和第二驱动架；

所述第二驱动电机固定设置在所述第二驱动架上；

所述第一驱动丝杆转动设置在所述第二驱动架上，且与所述第二驱动电机同轴固定连接；

所述第一驱动块上设置有与所述第一驱动丝杆配合的内螺纹；

所述第一驱动块滑动设置在所述第二驱动架上，用于通过所述第一驱动丝杆的转动带动所述第一驱动块在所述第二驱动架上直线移动；

所述第三驱动装置设置在所述第一驱动块上。

进一步的，所述第二驱动装置还包括轨道杆；

所述轨道杆固定设置在所述第二驱动架上；

所述第一驱动块滑动设置在所述轨道杆上。

进一步的，第三驱动装置包括第三驱动电机、第三驱动架、第二驱动丝杆、第二驱动块；

所述驱动电机和所述第三驱动架均设置在所述第一驱动块上；

所述第二驱动丝杆转动设置在所述第三驱动架上，且与所述第三驱动电机同轴固定连接，能够在所述第三驱动电机的带动下进行转动；

所述第二驱动块与所述第二驱动丝杆螺纹连接，且与所述第三驱动架滑动连接，能够在所述第二驱动丝杆的转动下，使得所述第二驱动块在所述第三驱动架上滑动。

进一步的，所述第三驱动架上设置有导轨；

所述第二驱动块上设置有导向槽；

所述第二驱动块通过所述导向槽滑动设置在所述导轨上。

进一步的，第四驱动装置包括第四驱动电机、第四驱动架、第二传动机构和转动轴；

所述第四驱动电机和所述第四驱动架均设置在所述第三驱动装置上；

所述转动轴转动设置在所述第四驱动架上；

所述第四驱动电机通过所述第二传动机构与所述转动轴连接。

进一步的，所述第二传动机构为皮带传动或链条传动。

本发明还提供了一种电荷分布测量机构，其包括上述任一项所述的四轴驱动装置。

本发明提供的四轴驱动装置和电荷分布测量机构，通过第一驱动装置的转动实现对探针的竖直方向和转动角度进行调整，通过第二驱动装置实现对探针的测量深度进行调整，通过第三驱动装置对探针的水平位置进行调整，通过第四驱动装置进一步对探针的角度进行调整，进而将探针达到任意结构的最佳测量位置，使得测量的结果能够更加的准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的四轴驱动装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的四轴驱动装置的右视图；

图3为本发明实施例提供的四轴驱动装置的俯视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图3的B-B剖视图；

图6为本发明实施例提供的四轴驱动装置的后视图；

图7为本发明实施例提供的四轴驱动装置的立体结构示意图。

附图标记：

1：第一驱动架；2：第一从动皮带轮；3：转动筒；4：第二驱动电机；5：转动盘；6：第三驱动架；7：第四驱动架；8：第二驱动架；9：第二传动皮带；10：转动轴；11：第二从动皮带轮；12：探针；13：第一传动皮带；14：第一主动皮带轮；15：第三驱动电机；16：第一驱动丝杆；17：轨道杆；18：导轨；19：第四驱动电机；20：第二驱动丝杆；21：第一驱动电机；22：第一驱动块；23：第二主动皮带轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1-图7所示，本发明提供了一种四轴驱动装置，包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置；第一驱动装置和第四驱动装置均为旋转驱动；第一驱动装置的旋转轴线和第四驱动装置的旋转轴线垂直；第二驱动装置和第三驱动装置均为直线驱动，且第二驱动装置的驱动方向和第三驱动装置的驱动方向垂直；第二驱动装置的行进方向与第一驱动装置的旋转轴线平行；第一驱动装置的旋转轴线、第三驱动装置的行进方向和第四驱动装置的旋转轴线两两垂直。

对金属表面的电荷进行测量时，探针12需要于表面垂直，才能达到最佳的测量位置，达到最佳的测量值。而当对碗状结构的内部进行电荷测量时，尤其是对其碗底位置的弧度进行测量时，需要探针12与其垂直，以保证测量的准确性。

正常的测量机构中，对电荷分布进行测量时，可以对平面上进行测量，但是对具有弧度的弧面，无法做到探针12与弧面的任一点垂直，进而无法保证测量的准确性。

在本实施例中，为了实现准确测量，探针12在第一驱动装置和第二驱动装置的配合下，在合适的高度向前推送，并通过第三驱动装置选择合适的水平位置，当达到位置后，通过第四驱动装置对探针12进行旋转，使得探针12能够与弧面垂直，以达到最佳的测量效果。

在本实施例中，探针12设置在第四驱动装置上，第四驱动装置设置在第三驱动装置上，第三驱动装置设置在第二驱动装置上，第二驱动装置设置在第一驱动装置上。

优选的实施方式为，第一驱动装置包括第一驱动架1、转动筒3、转动盘5、第一驱动电机21和第一传动机构；第一驱动电机21固定设置在第一驱动架1上；转动筒3转动设置在第一驱动架1上；第一驱动电机21通过第一传动机构与转动筒3连接，用于驱动转动筒3转动；转动盘5固定设置在转动筒3远离第一驱动架1的一端，且与转动筒3同轴设置；第二驱动装置设置在转动盘5上。

转动筒3转动设置在第一驱动架1上，转动筒3的一端设置转动盘5，另一端通过第一传动机构与第一驱动电机21连接，能够在第一驱动电机21的带动下，使得转动筒3在第一驱动架1上转动，进而带动转动盘5转动，最终带动设置在转动盘5上的第二驱动装置转动。

在本实施例中，第一传动机构包括第一主动皮带轮14、第一从动皮带轮2和第一传动皮带13。第一主动皮带轮14转动设置在第一驱动架1上，且与第一驱动电机21同轴固定连接，第一从动皮带轮2同轴固定设置在转动筒3上，第一主动皮带轮14和第一从动皮带轮2通过第一传动皮带13连接，实现通过第一驱动电机21的转动，带动转动筒3转动，进一步实现带动探针12转动。

需要指出的是，在本实施例中，第一传动机构为皮带传动，但其不仅仅局限于皮带传动，其还可以是其他的传动方式，如还可以是链条传动、齿轮传动等，也就是说，其只要能够实现通过第一驱动电机21带动转动筒3转动，进而带动探针12转动即可。

进一步的，在本实施例中，第二驱动装置包括第二驱动电机4、第一驱动丝杆16、第一驱动块22和第二驱动架8；第二驱动电机4固定设置在第二驱动架8上；第一驱动丝杆16转动设置在第二驱动架8上，且与第二驱动电机4同轴固定连接；第一驱动块22上设置有与第一驱动丝杆16配合的内螺纹；第一驱动块22滑动设置在第二驱动架8上，用于通过第一驱动丝杆16的转动带动第一驱动块22在第二驱动架8上直线移动；第三驱动装置设置在第一驱动块22上。

也就是说，在本实施例中，第二驱动装置的驱动方式为通过螺纹螺杆传动进行驱动，即将第二驱动电机4固定设置在第二驱动架8上，带动第一传动丝杠转动，进而带动设置在第一传动丝杠上的第一驱动块22在第一驱动架1上滑动，进而带动探针12做直线运动。

为保证第一驱动块22能够正常滑动，在本实施例中，在第二驱动架8上设置了滑动槽，第一驱动块22通过滑动槽在第二驱动架8上滑动，带动探针12做进给方向的直线运动。

进一步的，在第二驱动架8上还设置了轨道杆17；轨道杆17固定设置在第二驱动架8上；第一驱动块22滑动设置在轨道杆17上。

具体的，在第一驱动块22上设置滑动孔，轨道杆17两端固定在第二驱动架8上，中间穿过第一驱动块22，使得第一驱动块22能够在轨道杆17撒花姑娘滑动。这样的设置，能够使得第一驱动块22在第二驱动架8上的滑动更加的稳定。

进一步的，第三驱动装置包括第三驱动电机15、第三驱动架6、第二驱动丝杆20、第二驱动块；驱动电机和第三驱动架6均设置在第一驱动块22上；第二驱动丝杆20转动设置在第三驱动架6上，且与第三驱动电机15同轴固定连接，能够在第三驱动电机15的带动下进行转动；第二驱动块与第二驱动丝杆20螺纹连接，且与第三驱动架6滑动连接，能够在第二驱动丝杆20的转动下，使得第二驱动块在第三驱动架6上滑动。

在本实施例中，第三驱动装置的结构和第二驱动装置的结构原理相同，均使用螺纹螺杆传动进行驱动。第三驱动架6固定设置装置第一驱动块22上，在第一驱动块22的移动下，能够带动第三驱动架6一同移动，第三驱动架6上设置第二驱动丝杆20和第三驱动电机15，在第三驱动电机15的作用下，带动第二驱动丝杆20转动，进而带动滑动设置在第三驱动架6上，且与第二驱动丝杆20螺纹连接的第二驱动块在第三驱动架6上滑动，最终实现带动设置在第二驱动块上的第四驱动装置做左右方向上的直线移动。

进一步的，为了保证第二驱动块能够平稳的在第三驱动架6上进行滑动，在本实施例中，在第三驱动架6上设置了导轨18；在第二驱动块上设置了导向槽；第二驱动块通过导向槽滑动设置在导轨18上。

在本实施例中，导轨18为横截面为矩形的矩形条，导向槽为与导轨18配合的矩形槽。

需要指出的是，导轨18的结构可以是矩形条，但其不仅仅局限于这样的形状，其还可以是其他的形状结构，如还可以是横截面为梯形、半圆形、三角形等形状，其只要能够与导向槽进行配合，避免第二驱动块在第三驱动架6上晃动，保证第二驱动块的平稳性即可。

在本实施例中，第三驱动电机15与第二驱动丝杆20之间通过皮带传动进行连接，进而能够改变第三驱动电机15的位置，将第三驱动电机15设置在整个装置的内部，减小了整体结构的体积。

在本发明中，第四驱动装置包括第四驱动电机19、第四驱动架7、第二传动机构和转动轴10；第四驱动电机19和第四驱动架7均设置在第三驱动装置上；转动轴10转动设置在第四驱动架7上；第四驱动电机19通过第二传动机构与转动轴10连接。

在本实施例中，第四驱动装置通过设置在第四驱动架7上的第四驱动电机19带动第二传动机构，进一步带动转动轴10转动，最终实现带动固定设置在转动轴10上的探针12绕转动轴10的轴线转动。

在本实施例中，第二传动机构为皮带传动，即第二传动机构包括第二主动皮带轮23、第二从动皮带轮11和第二传动皮带9，第四驱动电机19与第二主动皮带轮23同轴固定连接，第二主动皮带轮23通过第二传动皮带9与第二从动皮带轮11连接，第二从动皮带轮11与转动轴10同轴固定连接，进而实现第四驱动电机19通过皮带传动带动转动轴10进一步带动探针12转动。

需要指出的是，在本实施例中，第二传动机构为皮带传动，但其不仅仅局限于皮带传动，其还可以是其他类型的传动，如还可以是链条传动、齿轮传动、齿轮齿条传动等，也就是说，只要能够通过第四驱动电机19带动转动轴10转动即可。

本发明还提供了一种电荷分布测量机构，其包括上述任一项的四轴驱动装置。

本实施例中的电荷分布测量机构，通过第一驱动装置和第四驱动装置的转动轴10垂直，实现探针12的角度改变，通过第二驱动装置和第三驱动装置的直线移动，实现对探针12的水平位置的改变，进而能够保证探针12始终对测量平面保存垂直。

本发明提供的四轴驱动装置和电荷分布测量机构，通过第一驱动装置的转动实现对探针12的竖直方向和转动角度进行调整，通过第二驱动装置实现对探针12的测量深度进行调整，通过第三驱动装置对探针12的水平位置进行调整，通过第四驱动装置进一步对探针12的角度进行调整，进而将探针12达到任意结构的最佳测量位置，使得测量的结果能够更加的准确。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种四轴驱动装置，其特征在于，包括第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和第四驱动装置；

所述第一驱动装置和所述第四驱动装置均为旋转驱动；

所述第一驱动装置的旋转轴线与所述第四驱动装置的旋转轴线垂直；

所述第二驱动装置和所述第三驱动装置均为直线驱动，且所述第二驱动装置的驱动方向与所述第三驱动装置的驱动方向垂直；

所述第二驱动装置的行进方向与所述第一驱动装置的旋转轴线平行；

所述第一驱动装置的旋转轴线、所述第三驱动装置的行进方向和所述第四驱动装置的旋转轴线两两垂直。

2.根据权利要求1所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第四驱动装置设置在所述第三驱动装置上；

所述第三驱动装置设置在所述第二驱动装置上；

所述第二驱动装置设置在所述第一驱动装置上。

3.根据权利要求1所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括第一驱动架、转动筒、转动盘、第一驱动电机和第一传动机构；

所述第一驱动电机固定设置在所述第一驱动架上；

所述转动筒转动设置在所述第一驱动架上；

所述第一驱动电机通过所述第一传动机构与所述转动筒连接，用于驱动所述转动筒转动；

所述转动盘固定设置在所述转动筒远离所述第一驱动架的一端，且与所述转动筒同轴设置；

所述第二驱动装置设置在所述转动盘上。

4.根据权利要求1所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括第二驱动电机、第一驱动丝杆、第一驱动块和第二驱动架；

所述第二驱动电机固定设置在所述第二驱动架上；

所述第一驱动丝杆转动设置在所述第二驱动架上，且与所述第二驱动电机同轴固定连接；

所述第一驱动块上设置有与所述第一驱动丝杆配合的内螺纹；

所述第一驱动块滑动设置在所述第二驱动架上，用于通过所述第一驱动丝杆的转动带动所述第一驱动块在所述第二驱动架上直线移动；

所述第三驱动装置设置在所述第一驱动块上。

5.根据权利要求4所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第二驱动装置还包括轨道杆；

所述轨道杆固定设置在所述第二驱动架上；

所述第一驱动块滑动设置在所述轨道杆上。

6.根据权利要求4所述的四轴驱动装置，其特征在于，第三驱动装置包括第三驱动电机、第三驱动架、第二驱动丝杆、第二驱动块；

所述驱动电机和所述第三驱动架均设置在所述第一驱动块上；

所述第二驱动丝杆转动设置在所述第三驱动架上，且与所述第三驱动电机同轴固定连接，能够在所述第三驱动电机的带动下进行转动；

所述第二驱动块与所述第二驱动丝杆螺纹连接，且与所述第三驱动架滑动连接，能够在所述第二驱动丝杆的转动下，使得所述第二驱动块在所述第三驱动架上滑动。

7.根据权利要求6所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第三驱动架上设置有导轨；

所述第二驱动块上设置有导向槽；

所述第二驱动块通过所述导向槽滑动设置在所述导轨上。

8.根据权利要求1所述的四轴驱动装置，其特征在于，第四驱动装置包括第四驱动电机、第四驱动架、第二传动机构和转动轴；

所述第四驱动电机和所述第四驱动架均设置在所述第三驱动装置上；

所述转动轴转动设置在所述第四驱动架上；

所述第四驱动电机通过所述第二传动机构与所述转动轴连接。

9.根据权利要求8所述的四轴驱动装置，其特征在于，所述第二传动机构为皮带传动或链条传动。

10.一种电荷分布测量机构，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的四轴驱动装置。