CN111558920A - 应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置，多维运动平台包括：工作平台，其台面上具有多个横竖交叉的滑道；工作平台机构，具有第一驱动单元和滑轨，工作平台设置于滑轨，第一驱动单元与工作平台连接；直杆机构，具有多个第二驱动单元和多个推杆，多个第二驱动单元设置于工作平台，并且与多个推杆对应连接，多个推杆竖直设置于滑道且可沿着滑道滑动；多个托架机构，每个托架机构对应设置于推杆上，每个托架机构具有吸附单元和旋转单元，吸附单元设置于旋转单元。本申请可以实现对任意尺寸的透明件的安装固定及其航向、贴合度和光学角偏差的调节要求，工作效率高，操作方便，可靠性高，同时应用范围广。

Description

应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置

技术领域

本申请涉及透明件光学检测的技术领域，特别是涉及一种应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置。

背景技术

为满足飞机整机的气动外形，现有飞机电加温玻璃多为曲面设计，对称安装在飞机增压舱内，能够满足驾驶舱采光要求，作为飞机结构的一部分，除了满足耐久性、疲劳寿命和抗鸟撞性能要求外，光学性能也尤为重要，其光学性能会直至影响飞行员的视觉感受和飞行安全。在光学性能检验项目中，主要包括光学畸变和光学角偏差。

在检验飞机电加温玻璃的光学畸变性能时，是先将幻灯仪固定于简易支架上，放置在投影屏幕(网格板)前面4.5m处，玻璃中心位置在网格板的中轴线上，再将透明件放置在光学畸变支架上，将光畸变观察架推入相机与网格板之间，让光畸变观察架中心距离网格板3m，完成飞机电加温玻璃的检验安装。

在检验飞机电加温玻璃的光学角偏差性能时，是将投影屏幕放入幻灯投影仪内，将幻灯投影仪移动至屏幕4.45m～6.45m处，打开投影仪，调节投影仪焦距使刻线板的细黑线在投影屏幕上清晰可见，将菲林的中心垂线对准投影在投影屏幕上的细黑线，将菲林贴在屏幕上，将透明件放在支架上，确保透明件距离投影屏幕3.45m，完成飞机电加温玻璃的检验安装。

由上述飞机电加温玻璃的光学畸变性能和光学角偏差性能的检验安装过程可知，现有航空透明件的光学性能检验主要依靠符合安装角度的支架完成检索安装的，因此对于不同规格的透明件需要制作不同的安装角度的支架，这样不仅需要制作大量的支架来辅助光学检测，并且这些支架还占用大量存放空间。同时，不同曲率的透明件在检验时均需要配置相应的平台摆放，受检验高度的限制，这样还会占用很多的存储空间，另外对这些平台搬运还耗时、耗力，且效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置，解决对于不同规格的透明件需要制作不同的安装角度的支架来辅助光学检测的问题。

为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，提供一种应用于透明件光学检测的多维运动平台，其包括：

工作平台，其台面上具有多个横竖交叉的滑道；

工作平台机构，具有第一驱动单元和滑轨，工作平台设置于滑轨，第一驱动单元与工作平台连接，第一驱动单元设置为驱动工作平台沿着滑轨滑动；

直杆机构，具有多个第二驱动单元和多个推杆，多个第二驱动单元设置于工作平台，并且与多个推杆对应连接，多个推杆竖直设置于滑道且可沿着滑道滑动，每个第二驱动单元设置为驱动对应推杆升降；

多个托架机构，每个托架机构对应设置于推杆上，每个托架机构具有吸附单元和旋转单元，吸附单元设置于旋转单元，吸附单元设置为吸附透明件，旋转单元设置为驱动吸附单元转动；

其中，多维运动平台用于透明件光学检测时，多个旋转单元用于驱动对应吸附单元转动以使透明件设置于每个吸附单元上，每个吸附单元用于吸附透明件以将透明件固定，多个第二驱动单元用于驱动对应推杆升降以调节透明件的倾斜角度，第一驱动单元用于驱动工作平台沿着滑轨滑动以调节透明件的光学检测距离。

在第一方面的第一种可能实现方式中，多个滑道包括多个第一滑道和多个第二滑道，多个第一滑道平行设置于台面，多个第二滑道平行设置于台面，并且每个第一滑道垂直交叉于多个第二滑道以使其与多个第二滑道连通。

在第一方面的第二种可能实现方式中，第一驱动单元包括丝杆、多个滑块和电机，丝杆穿设于多个滑块，并且与电机连接，多个滑块设置于滑轨，工作平台设置于多个滑块，其中第一驱动单元在驱动工作平台沿着滑轨滑动时，电机驱动丝杆转动，带动多个滑块沿着丝杆和滑轨滑动，带动工作平台沿着滑轨滑动。

在第一方面的第三种可能实现方式中，每个第二驱动单元包括气缸，气缸设置于滑道且可沿着滑道滑动，推杆垂直连接于气缸的活塞杆，其中第二驱动单元在驱动对应推杆升降时，气缸通过其活塞杆伸缩而带动推杆升降。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，每个第二驱动单元更包括直线电机，直线电机连接于对应气缸，直线电机设置为驱动气缸带动推杆升降。

在第一方面的第五种可能实现方式中，旋转单元包括光轴、调心球轴承、旋转驱动单元，光轴设置于对应推杆顶端，调心球轴承设置于光轴，并且与旋转驱动单元连接，吸附单元设置于调心球轴承，旋转驱动单元设置为驱动调心球轴承旋转而带动吸附单元转动。

结合第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，旋转驱动单元包括伺服电机和行星减速机，伺服电机连接于行星减速机，行星减速机连接于调心球轴承，伺服电机通过伺服电机驱动调心球轴承旋转。

结合第一方面的第五种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，吸附单元包括真空吸盘和真空设备，真空吸盘设置于对应调心球轴承，真空设备连接于真空吸盘以控制真空吸盘吸附透明件。

第二方面，提供一种应用于透明件光学检测的检测装置，其包括：

光学检验机构，具有一相对设置的第一检验件和第二检验件；

上述第一方面中的多维运动平台，设置于第一检验件和第二检验件之间，并且第一驱动单元可通过驱动工作平台沿着滑轨滑动，带动透明件靠近或者远离第一检验件。

在第二方面的第一种可能实现方式中，第一检验件包括投影屏幕，第二检验件包括幻灯仪，幻灯仪设置为拍摄透明件光学检验后的结果图样，并将其拍摄的结果图样成像在投影屏幕。

本申请与现有技术相比具有的优点有：

本申请的多维运动平台在安装固定透明件时，可以根据透明件的尺寸调整多个托架机构的位置，每个托架机构上的旋转单元驱动对应吸附单元转动，使透明件吸附在吸附单元上，同时还通过多个第二驱动单元驱动对应推杆升降以调节透明件的倾斜角度，实现对任意尺寸的透明件的安装固定及其航向、贴合度和光学角偏差的调节要求，本申请的多维运动平台工作效率高，操作方便，可靠性高，同时应用范围广，对于平面玻璃、大曲率、小曲率玻璃均可以安装，且单片玻璃、层合玻璃、成品玻璃也均可适用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的应用于透明件光学检测的多维运动平台的立体示意图。

图2是本申请一实施例的应用于透明件光学检测的多维运动平台的侧视示意图。

图3是本申请一实施例的直杆机构的示意图。

图4是本申请一实施例的托架机构的示意图。

图5是本申请一实施例的旋转驱动单元驱动调心球轴承旋转的运动轨迹示意图。

图6是本申请二实施例的应用于透明件光学检测的检测装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的一实施例中，请参阅图1和图2，图1是本申请一实施例的应用于透明件光学检测的多维运动平台的立体示意图，图2是本申请一实施例的应用于透明件光学检测的多维运动平台的侧视示意图。如图所示，应用于透明件光学检测的多维运动平台1包括工作平台2、工作平台机构3、直杆机构4和多个托架机构5，工作平台2的台面201上具有多个横竖交叉的滑道21，直杆机构4具有多个第二驱动单元41和多个推杆42，多个第二驱动单元41设置于工作平台2，并且与多个推杆42对应连接，多个推杆42竖直设置于滑道21且可沿着滑道21滑动以调整其在工作平台2上的位置，每个第二驱动单元41设置为驱动对应推杆42升降，每个托架机构5对应设置于推杆42上以通过推杆42带动其升降，每个托架机构5具有吸附单元51和旋转单元52，吸附单元51设置于旋转单元52，吸附单元51设置为吸附透明件10以将透明件10固定在工作平台2上，旋转单元52设置为驱动吸附单元51转动以调整吸附单元51与透明件10的贴合度。

本实施例的多维运动平台1在安装固定透明件10时，可以根据透明件10的尺寸，沿着滑道21移动多个推杆42，调整多个推杆42的位置，多个推杆42同时带动对应托架机构5移动，实现调整多个托架机构5的位置，每个托架机构5上的旋转单元52驱动对应吸附单元51转动，调整吸附单元51与透明件10的贴合度，吸附单元51将透明件10吸附固定，同时还通过多个第二驱动单元41驱动对应推杆42升降，调节透明件10的倾斜角度(光学角偏差)，如此实现对任意尺寸的透明件10的安装固定及其航向、贴合度和光学角偏差的调节要求，本实施例的多维运动平台1应用范围广，其对于平面玻璃、大曲率、小曲率玻璃均可以安装，且单片玻璃、层合玻璃、成品玻璃也均可适用，应用范围广。

请一并参阅图3是本申请一实施例的直杆机构的示意图。如图所示，每个第二驱动单元41包括气缸411，气缸411设置于滑道21且可沿着滑道21滑动，推杆42垂直连接于气缸411的活塞杆4111，推杆42通过气缸411沿着滑道21滑动而带动其移动，实现调节透明件10的航向。第二驱动单元41在驱动对应推杆42升降时，气缸411通过其活塞杆4111伸缩而带动推杆42升降，实现调节透明件10的倾斜角度。每个第二驱动单元41更包括直线电机412，直线电机412连接于对应气缸411，直线电机412设置为驱动气缸411带动推杆42升降。在本实施例中，多个滑道21包括多个第一滑道211和多个第二滑道212，多个第一滑道211平行设置于台面201，多个第二滑道212平行设置于台面201，并且每个第一滑道211垂直交叉于多个第二滑道212以使其与多个第二滑道212连通，实现推杆42可以沿着第一滑道211进入到任意一个第二滑道212，也可以沿着第二滑道22进入到任意一个第一滑道211，从而方便调节推杆42在工作平台2上的位置，进而方便调整多个托架机构5的位置。

请一并参阅图4和图5，图4是本申请一实施例的托架机构的示意图，图5是本申请一实施例的旋转驱动单元驱动调心球轴承旋转的运动轨迹示意图。如图所示，旋转单元52包括光轴521、调心球轴承522、旋转驱动单元523，光轴521设置于对应推杆42顶端以通过推杆42带动其升降，调心球轴承522设置于光轴521，并且与旋转驱动单元523连接。吸附单元51设置于调心球轴承522以吸附透明件10，在本实施例中，吸附单元51包括真空吸盘511和真空设备512，真空吸盘511设置于对应调心球轴承522，真空设备512连接于真空吸盘511以控制真空吸盘511吸附透明件10。旋转驱动单元523设置为驱动调心球轴承522旋转而带动吸附单元51转动，在本实施例中，旋转驱动单元523包括伺服电机5231和行星减速机5232，伺服电机5231连接于行星减速机5232，行星减速机5232连接于调心球轴承522，伺服电机5231通过伺服电机5231驱动调心球轴承522旋转。

请再次参阅图1，工作平台机构3具有第一驱动单元31和滑轨32，工作平台2设置于滑轨32，第一驱动单元31与工作平台2连接，第一驱动单元31设置为驱动工作平台2沿着滑轨32滑动，以调节透明件10的光学检测距离。在本实施例中，第一驱动单元31包括丝杆311、多个滑块312和电机313，丝杆311穿设于多个滑块312，并且与电机313连接，形成电机丝杆驱动结构。多个滑块312设置于滑轨32，工作平台2设置于多个滑块312以通过多个滑块312带动其沿着滑轨32滑动，实现调节透明件10的光学检测距离。第一驱动单元31在驱动工作平台2沿着滑轨32滑动时，电机313驱动丝杆311转动，带动多个滑块312沿着丝杆311和滑轨32滑动，实现带动工作平台2沿着滑轨32滑动。

本申请的二实施例中，请参阅图6，其是本申请二实施例的应用于透明件光学检测的检测装置的示意图。如图所示，应用于透明件光学检测的检测装置S包括光学检验机构S1和上述一实施例中的多维运动平台1，光学检验机构S1具有一相对设置的第一检验件S11和第二检验件S12，多维运动平台1设置于第一检验件S11和第二检验件S12之间，并且第一驱动单元31可通过驱动工作平台2沿着滑轨32滑动，带动透明件10靠近或者远离第一检验件S11以调整透明件10的光学检测距离。

在本实施例中，第一检验件S11包括投影屏幕，第二检验件S12包括幻灯仪，幻灯仪设置为拍摄透明件10光学检验后的结果图样，并将其拍摄的结果图样成像在投影屏幕，以实现对透明件10的光学检测。具体的，在对透明件10光学角偏差测试时，通过第一驱动单元31驱动工作平台2沿着滑轨32滑动，调节透明件10距投影屏幕的距离为4.45m～6.45m；在对透明件10光学畸变测试时，调节透明件10距投影屏幕的距离为3m，但并不以此为限。

综上所述，本申请提供了一种应用于透明件光学检测的多维运动平台及检测装置。本申请的多维运动平台在安装固定透明件时，可以根据透明件的尺寸调整多个托架机构的位置，每个托架机构上的旋转单元驱动对应吸附单元转动，使透明件吸附在吸附单元上，同时还通过多个第二驱动单元驱动对应推杆升降以调节透明件的倾斜角度，实现对任意尺寸的透明件的安装固定及其航向、贴合度和光学角偏差的调节要求，本申请的多维运动平台工作效率高，操作方便，可靠性高，同时应用范围广，对于平面玻璃、大曲率、小曲率玻璃均可以安装，且单片玻璃、层合玻璃、成品玻璃也均可适用。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种应用于透明件光学检测的多维运动平台，其特征在于，包括：

工作平台，其台面上具有多个横竖交叉的滑道；

工作平台机构，具有第一驱动单元和滑轨，所述工作平台设置于所述滑轨，所述第一驱动单元与所述工作平台连接，所述第一驱动单元设置为驱动所述工作平台沿着所述滑轨滑动；

直杆机构，具有多个第二驱动单元和多个推杆，多个所述第二驱动单元设置于所述工作平台，并且与多个所述推杆对应连接，多个所述推杆竖直设置于所述滑道且可沿着所述滑道滑动，每个所述第二驱动单元设置为驱动对应所述推杆升降；

多个托架机构，每个所述托架机构对应设置于所述推杆上，每个所述托架机构具有吸附单元和旋转单元，所述吸附单元设置于所述旋转单元，所述吸附单元设置为吸附所述透明件，所述旋转单元设置为驱动所述吸附单元转动；

其中，所述多维运动平台用于所述透明件光学检测时，多个所述旋转单元用于驱动对应所述吸附单元转动以使所述透明件设置于每个所述吸附单元上，每个所述吸附单元用于吸附所述透明件以将所述透明件固定，多个所述第二驱动单元用于驱动对应所述推杆升降以调节所述透明件的倾斜角度，所述第一驱动单元用于驱动所述工作平台沿着所述滑轨滑动以调节所述透明件的光学检测距离。

2.根据权利要求1所述的多维运动平台，其特征在于，多个所述滑道包括多个第一滑道和多个第二滑道，多个所述第一滑道平行设置于所述台面，多个所述第二滑道平行设置于所述台面，并且每个所述第一滑道垂直交叉于多个所述第二滑道以使其与多个所述第二滑道连通。

3.根据权利要求1所述的多维运动平台，其特征在于，所述第一驱动单元包括丝杆、多个滑块和电机，所述丝杆穿设于多个所述滑块，并且与所述电机连接，多个所述滑块设置于所述滑轨，所述工作平台设置于多个所述滑块，其中所述第一驱动单元在驱动所述工作平台沿着所述滑轨滑动时，所述电机驱动所述丝杆转动，带动多个所述滑块沿着所述丝杆和所述滑轨滑动，带动所述工作平台沿着所述滑轨滑动。

4.根据权利要求1所述的多维运动平台，其特征在于，每个所述第二驱动单元包括气缸，所述气缸设置于所述滑道且可沿着所述滑道滑动，所述推杆垂直连接于所述气缸的活塞杆，其中所述第二驱动单元在驱动对应所述推杆升降时，所述气缸通过其活塞杆伸缩而带动所述推杆升降。

5.根据权利要求4所述的多维运动平台，其特征在于，每个所述第二驱动单元更包括直线电机，所述直线电机连接于对应所述气缸，所述直线电机设置为驱动所述气缸带动所述推杆升降。

6.根据权利要求1所述的多维运动平台，其特征在于，所述旋转单元包括光轴、调心球轴承、旋转驱动单元，所述光轴设置于对应所述推杆顶端，所述调心球轴承设置于所述光轴，并且与所述旋转驱动单元连接，所述吸附单元设置于所述调心球轴承，所述旋转驱动单元设置为驱动所述调心球轴承旋转而带动所述吸附单元转动。

7.根据权利要求6所述的多维运动平台，其特征在于，所述旋转驱动单元包括伺服电机和行星减速机，所述伺服电机连接于所述行星减速机，所述行星减速机连接于所述调心球轴承，所述伺服电机通过所述伺服电机驱动所述调心球轴承旋转。

8.根据权利要求6所述的多维运动平台，其特征在于，所述吸附单元包括真空吸盘和真空设备，所述真空吸盘设置于对应所述调心球轴承，所述真空设备连接于所述真空吸盘以控制所述真空吸盘吸附所述透明件。

9.一种应用于透明件光学检测的检测装置，其特征在于，包括：

光学检验机构，具有一相对设置的第一检验件和第二检验件；

上述权利要求1-8所述的多维运动平台，设置于所述第一检验件和所述第二检验件之间，并且所述第一驱动单元可通过驱动所述工作平台沿着所述滑轨滑动，带动所述透明件靠近或者远离所述第一检验件。

10.根据权利要求9所述的光学检验装置，其特征在于，所述第一检验件包括投影屏幕，所述第二检验件包括幻灯仪，所述幻灯仪设置为拍摄所述透明件光学检验后的结果图样，并将其拍摄的所述结果图样成像在所述投影屏幕。

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