CN110174051A - 一种虎克铰在线精度检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种虎克铰在线精度检测装置，保证过渡杆被夹在俯仰调节模块的两杆之间，同理保证过渡杆被夹在偏摆调节模块的两杆之间，先将虎克铰的俯仰方向固定到某一特定位置，调节偏摆方向到若干个特定位置，每到一个位置激光跟踪仪测量一次靶球的球心坐标位置，偏摆方向调节一个循环之后，调节俯仰方向到下一个特定位置，继续上述方法调节偏摆方向，获取靶球的球心位置坐标，测试完毕后将所有的靶球球心坐标拟合成一个球面，计算所有这些靶球球心坐标与拟合出来的球面之间的均方根值，该值便是该虎克铰的精度值。本发明具有测试采样点固化且均匀的特点，避免因测试位置不同而带来的测试误差，测试精度高，测试效率高，适用于批量化生产虎克铰厂家。

Description

一种虎克铰在线精度检测装置
技术领域
本发明属于机械设备领域，尤其涉及一种虎克铰在线精度检测装置。
背景技术
虎克铰作为一种能够提供两个自由度的铰链机构，在各种形式的并联机构中得到了大量的应用。虎克铰是并联机构的重要组成部分，其精度对并联机构的整体运动精度有着较大的影响，而且虎克铰的间隙在并联机构的运动学标定中难以被修正及补偿。现有公开的技术方案中针对虎克铰的精度测试的案例较少，针对大批量生产的虎克铰的在线精度检测技术方案就更少了。为了给并联机构的虎克铰选型提供依据，并且提高检测的效率和精度，虎克铰在线精度检测装置的研究势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虎克铰在线精度检测装置，用以实现大批量生产的虎克铰的高效率、高精度的在线精度检测。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种虎克铰在线精度检测装置，包括激光跟踪仪、俯仰调节模块、待测虎克铰模块及偏摆调节模块，其特征在于，所述俯仰调节模块用于调节虎克铰在俯仰方向的位置，由第一摇臂、弹簧、限位螺帽、固定杆、滑动杆及第二摇臂组成，所述第一摇臂和所述第二摇臂的顶端部位设有轴孔和滑槽，所述固定杆两端通过与所述轴孔配合，限位螺帽将所述固定杆两端限位固定在所述摇臂上，所述滑动杆两端通过限位螺帽限位，所述弹簧两端连接所述固定杆和所述滑动杆，所述滑动杆两端通过所述弹簧拉紧安装在所述摇臂的滑槽内；
所述虎克铰模块由靶球、靶球座、过渡杆、虎克铰上U形架、十字轴及虎克铰下U形架组成，所述虎克铰下U形架通过所述十字轴连接所述虎克铰上U形架，所述虎克铰上U形架通过螺纹连接所述过渡杆，所述靶球座通过磁力的作用固定在所述过渡杆的端部，所述靶球通过磁力的作用固定在所述靶球座上；
所述偏摆调节模块的组成和功能与所述俯仰调节模块相同，所述偏摆调节模块的第一摇臂尺寸大于所述俯仰调节模块的第二摇臂尺寸，并与所述俯仰调节模块垂直交叉放置；
过渡杆被夹在所述俯仰调节模块的两杆之间，同时被夹在所述偏摆调节模块的两杆之间；所述激光跟踪仪测量所述靶球的球心位置坐标。
优选地，还包括传送带、支座和三脚架，所述激光跟踪仪架设在所述三脚架上，所述三脚架固定在所述支座上，所述支座放置在所述传送带一侧中央部位。
优选地，所述传动带中央部位设置有测试平台，所述测试平台的侧端设有第一定位块和第二定位块，并在所述测试平台的安装平面四个角上分别设有相应的螺孔。
优选地，所述工装通过螺钉固定在所述传送带的中央部位。
优选地，俯仰调节模块及偏摆调节模块通过螺钉固定在所述工装上。
优选地，所述待测虎克铰模块还包括虎克铰下U形架，所述虎克铰下U形架通过螺钉固定在所述工装上。
优选地，所述俯仰调节模块包括电机、制动器、电机座、联轴器、传动轴、端盖、轴承座组件及第二轴承组件，所述制动器固定在所述电机后端，所述电机通过螺钉固定在所述电机座上，所述传动轴一端通过所述联轴器与所述电机连接，所述端盖通过螺钉固定在所述轴承座组件上，所述传动轴另一端穿过所述轴承座组件与所述第一摇臂固定连接，所述第二摇臂的另一端与所述第二轴承组件连接。
优选地，所述俯仰调节模块还包括霍尔传感器、磁钢固定座及磁钢，所述霍尔传感器固定在所述第一摇臂外侧壁上，所述磁钢固定座位于所述第一摇臂的内侧，所述磁钢固定座上设有若干磁钢安装孔均匀排列成半圈，所述磁钢通过磁力的作用吸附到所述磁钢安装孔内。
本发明的有益效果是：当被测虎克铰安装完毕后，将俯仰调节模块的滑动杆进行安装，保证过渡杆被夹在俯仰调节模块的两杆之间，同理保证过渡杆被夹在偏摆调节模块的两杆之间，先将虎克铰的俯仰方向固定到某一特定位置，调节偏摆方向到若干特定位置，每到一个位置激光跟踪仪测量一次靶球的球心位置坐标，偏摆方向调节一个循环后，调节俯仰方向到下一个特定位置，继续上述方法调节偏摆方向，获取靶球的球心位置坐标，测试完毕后将所有的靶球球心坐标拟合成一个球面，计算所有这些靶球球心坐标与拟合出来的球面之间的均方根值，该值便是该虎克铰的精度值。安装方便，自动化程度高，测试效率可以达到很高的程度，还具有测试采样点固化且均匀的特点，避免因测试位置不同而带来的测试误差，测试精度高，测试效率高。
附图说明
图1为本发明的虎克铰在线精度检测装置的结构示意图；
图2为本发明的虎克铰在线精度检测装置的局部结构示意图；
图3为本发明传动带的局部结构示意图；
图4为本发明俯仰调节模块的结构示意图；
图5为本发明待测虎克铰模块的结构示意图；
图6为磁钢固定座的结构示意图。
其中：1，传送带；1-1，测试平台；1-2，第一定位块；1-3，第二定位块；1-4，螺孔；2，支座；3，三脚架；4，激光跟踪仪；5，工装；6，俯仰调节模块；6-1，电机；6-2，制动器；6-3，电机座；6-4，联轴器；6-5，传动轴；6-6，端盖；6-7，轴承座组件；6-8，第一摇臂；6-9，弹簧；6-10，限位螺帽；6-11，固定杆；6-12，滑动杆；6-13，霍尔传感器；6-14，磁钢固定座；6-14-1，磁钢安装孔；6-15，磁钢；6-16，第二摇臂；6-17，第二轴承组件；7，待测虎克铰模块；8，偏摆调节模块；7-1，靶球；7-2，靶球座；7-3，过渡杆；7-4，虎克铰上U形架；7-5，十字轴；7-6，虎克铰下U形架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
如图1所示：一种虎克铰在线精度检测装置，由传送带1，支座2，三脚架3，激光跟踪仪4，工装5，俯仰调节模块6，待测虎克铰模块7，偏摆调节模块8组成。
激光跟踪仪4架设在三脚架3上，三脚架3固定在支座2上，支座2放置在传送带1的一侧中央部位，待测虎克铰模块7、俯仰调节模块6、偏摆调节模块8通过螺钉固定在工装5上，工装5通过螺钉固定在传送带1中央部位。
如图2及图3所示：传送带1中央部位设置有测试平台1-1，测试平台1-1的侧端设有第一定位块1-2和第二定位块1-3，在测试平台1-1的安装平面四个角上设置有相应的螺孔1-4，当工装5通过传送带1传送到测试平台1-1时，通过测试平台1-1的安装面，第一定位块1-2和第二定位块1-3对工装5进行三个正交方向的定位，然后通过螺钉进行锁紧。
如图4所示：俯仰调节模块6用以调节虎克铰在俯仰方向的位置，由电机6-1、制动器6-2、电机座6-3、联轴器6-4、传动轴6-5，端盖6-6、轴承座组建6-7、第一摇臂6-8、弹簧6-9、限位螺帽6-10、固定杆6-11、滑动杆6-12、霍尔传感器6-13、磁钢固定座6-14、磁钢6-15第二摇臂6-16、第二轴承组件6-17等部件组成。制动器6-2固定在电机6-1的后端，电机6-1通过螺钉固定在电机座6-3上，传动轴6-5一端通过联轴器6-4与电机6-1连接，端盖6-6通过螺钉固定在轴承座组件6-7上，传动轴6-5另一端穿过轴承座组件6-7与第一摇臂6-8固定连接，第二摇臂6-16的另一端与第二轴承组件6-17连接，摇臂的顶端部位设有轴孔和滑槽，固定杆6-11两端通过与轴孔配合，限位螺帽6-10限位固定在摇臂上，滑动杆6-12两端通过限位螺帽6-10限位，弹簧6-9两端连接固定杆6-11和滑动杆6-12，滑动杆6-12通过弹簧6-9拉紧安装在滑槽内。
如图3所示：偏摆调节模块8的组成和功能与俯仰调节模块6相同，所述偏摆调节模块8的第一摇臂尺寸大于所述俯仰调节模块6的第一摇臂6-8尺寸，并与俯仰调节模块6垂直交叉放置。
如图5所示：待测虎克铰模块7由靶球7-1、靶球座7-2、过度杆7-3、虎克铰上U形架7-4、虎克铰上U形架7-6等部件组成，虎克铰下U形架7-6通过十字轴7-5连接虎克铰上U形架7-4，虎克铰下U形架7-6通过螺钉固定在工装5上，虎克铰上U形架7-4通过螺纹连接到过渡杆7-3上，靶球座7-2通过磁力的作用固定在过渡杆7-3的端部，靶球7-1通过磁力的作用固定在靶球座7-2上。
如图6所示：霍尔传感器6-13与磁钢固定座6-14以及磁钢6-15配套使用，霍尔传感器6-13固定在第一摇臂6-8外侧壁上，用以反馈第一摇臂6-8所处角度位置，所述磁钢固定座6-14位于所述第一摇臂6-8的内侧；为了保证磁钢6-15安装后的位置精度，在磁钢固定座6-14上设有若干磁钢安装孔6-14-1均匀排列成半圈，其位置精度靠机加工来保证，具体分度角需要根据被测铰链的行程而定，磁钢6-15和磁钢安装孔6-14-1通过配合定位，磁钢6-15通过磁力作用吸附到磁钢安装孔6-14-1内，可以方便拆装。
当被测虎克铰安装完毕之后，将俯仰调整模块6的滑动杆6-12进行安装，保证过渡杆7-3被夹在俯仰调节模块6的两杆之间，同理保证过渡杆7-3被夹在偏摆调节模块8的两杆之间，先将虎克铰的俯仰方向固定到某一特定位置，调节偏摆方向到达若干特定位置，每到一个位置激光跟踪仪4测量一次靶球的球心位置坐标。偏摆方向调节一个循环后，调节俯仰方向到下一个特定位置，继续上述方法调节偏摆方向，获取靶球7-1的球心位置坐标，测试完毕后将所有靶球球心坐标拟合成一个球面，计算所有这些靶球7-1球心坐标与拟合出来的球面之间的均方根值，该值便是该虎克铰的精度值。
本发明提供的一种虎克铰在线精度检测装置原理清晰，结构简单，安装方便，自动化程度高，测试效率可以达到很高的程度。本发明还具有测试采样点固化且均匀的特点，避免因测试位置不同而带来的测试误差，测试精度高，测试效率高。此外，本发明具有通用性，适用于不同规格型号的虎克铰的再现精度检测，特别适用于批量化生产虎克铰的厂家。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种虎克铰在线精度检测装置，包括激光跟踪仪(4)、俯仰调节模块(6)、待测虎克铰模块(7)及偏摆调节模块(8)，其特征在于，所述俯仰调节模块(6)用于调节虎克铰在俯仰方向的位置，由第一摇臂(6-8)、弹簧(6-9)、限位螺帽(6-10)、固定杆(6-11)、滑动杆(6-12)及第二摇臂(6-16)组成，所述第一摇臂(6-8)和所述第二摇臂(6-16)的顶端部位设有轴孔和滑槽，所述固定杆(6-11)两端通过与所述轴孔配合，限位螺帽(6-10)将所述固定杆(6-11)两端分别限位固定在所述摇臂上，所述滑动杆(6-12)两端通过限位螺帽(6-10)限位，所述弹簧(6-9)两端连接所述固定杆(6-11)和所述滑动杆(6-12)，所述滑动杆(6-12)两端通过所述弹簧(6-9)拉紧安装在所述滑槽内；
所述虎克铰模块(7)由靶球(7-1)、靶球座(7-2)、过渡杆(7-3)及虎克铰上U形架(7-4)，十字轴(7-5)及虎克铰下U形架(7-6)组成，虎克铰下U形架(7-6)通过所述十字轴(7-5)连接所述虎克铰上U形架(7-4)，所述虎克铰上U形架(7-4)通过螺纹连接所述过渡杆(7-3)，所述靶球座(7-2)通过磁力的作用固定在所述过渡杆(7-3)的端部，所述靶球(7-1)通过磁力的作用固定在所述靶球座(7-2)上；
所述偏摆调节模块(8)的组成和功能与所述俯仰调节模块(6)相同，所述偏摆调节模块(8)的第一摇臂(6-8)尺寸大于所述俯仰调节模块(6)的第二摇臂(6-17)尺寸，并与所述俯仰调节模块(6)垂直交叉放置；
过渡杆(7-3)被夹在所述俯仰调节模块(6)的两杆之间，同理被夹在所述偏摆调节模块(8)的两杆之间，所述激光跟踪仪(4)测量所述靶球(7-1)的球心位置坐标。
2.如权利要求1所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，还包括传送带(1)、支座(2)和三脚架(3)，所述激光跟踪仪(4)架设在所述三脚架(3)上，所述三脚架(3)固定在所述支座(2)上，所述支座(2)放置在所述传送带(1)一侧中央部位。
3.如权利要求1所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，所述传动带(1)中央部位设置有测试平台(1-1)，所述测试平台(1-1)的侧端设有第一定位块(1-2)和第二定位块(1-3)，并在所述测试平台(1-1)的安装平面四个角上分别设有相应的螺孔(1-4)。
4.如权利要求3所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，所述工装(5)通过螺钉固定在所述传送带(1)的中央部位。
5.如权利要求4所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，俯仰调节模块(6)及偏摆调节模块(8)通过螺钉固定在所述工装(5)上。
6.如权利要求1所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，所述虎克铰下U形架(7-6)通过螺钉固定在所述工装(5)上。
7.如权利要求1所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，所述俯仰调节模块(6)包括电机(6-1)、制动器(6-2)、电机座(6-3)、联轴器(6-4)、传动轴(6-5)、端盖(6-6)、轴承座组件(6-7)及第二轴承组件(6-17)，所述制动器(6-2)固定在所述电机(6-1)后端，所述电机(6-1)通过螺钉固定在所述电机座(6-3)上，所述传动轴(6-5)一端通过所述联轴器(6-4)与所述电机(6-1)连接，所述端盖(6-6)通过螺钉固定在所述轴承座组件(6-7)上，所述传动轴(6-5)另一端穿过所述轴承座组件(6-7)与所述第一摇臂(6-8)固定连接，所述第二摇臂(6-16)的另一端与所述第二轴承组件(6-17)连接。
8.如权利要求1所述的虎克铰在线精度检测装置，其特征在于，所述俯仰调节模块(6)还包括霍尔传感器(6-13)、磁钢固定座(6-14)及磁钢(6-15)，所述霍尔传感器(6-13)固定在所述第一摇臂(6-8)外侧壁上，所述磁钢固定座(6-14)位于所述第一摇臂(6-8)的内侧，所述磁钢固定座(6-14)上设有若干磁钢安装孔(6-14-1)均匀排列成半圈，所述磁钢(6-15)通过磁力的作用吸附到所述磁钢安装孔(6-14-1)内。
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