CN115015880A - 一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，由电机连接端定位块和轴承连接端定位块组成，两个定位块内侧均有一个椭圆定位销孔，和集成在标准靶球上的定位销配合，约束标准靶球的六个自由度，并实现对标准靶球的定位。两个定位块内侧均为与标准靶球相适应的包络面，用于嵌入标准靶球，两个定位块之间通过螺栓连接，对标准靶球进行夹紧。电机连接端定位块有一个定位凸台结构，用于和电机的输出轴配合。本发明能实现对标准靶球的有效夹紧，防止标准靶球在转动过程中产生松动，通过椭圆定位销实现了对标准靶球的可靠定位，通过定位凸台结构保证了标准靶球的球心位于电机输出轴的轴线上，以降低测量误差。
Description
技术领域
本发明涉及自动姿态可调反射镜的设计领域，主要涉及一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构。
背景技术
激光跟踪仪具有测量范围大、测量精度高、测量速度快、操作要求低等特点，以莱卡AT960型激光跟踪仪为例，其测量范围为20m，累计测量误差为±15μm+6μm/m。这种大范围高精度的测量特性，使得它在精密制造、大型装置的高精度装配和检验、自动化测量和监测等方面得到了广泛的应用。激光跟踪仪系统包括激光跟踪仪、控制器、计算机和反射靶标。反射靶标安装在被测量的位置上，接收激光跟踪仪发射的激光，然后反射给激光跟踪仪。球形安装反射靶球(SMR)是实践中最常用的反射靶标，它为角立方体反射器安装在空心球体中，其球心坐标即为测量所得的坐标。SMR靶球的入射角的范围有限，一般为±30度，在实际使用过程中很多时候都需要旋转靶球。比如在利用激光跟踪仪系统对机器人进行标定时，随着靶球位置的移动，激光的入射角度会发生变化，当入射角超出了靶球允许的范围，如果不旋转靶球，靶球就无法接收并反射激光。此外，在利用多台激光跟踪仪进行组合测量时，需要通过测量公共点的方式将不同激光跟踪仪的坐标统一起来，在测量公共点时，同一个靶球由于入射角的限制，如果不旋转靶球，靶球通常无法同时接收到多个激光跟踪仪发出的激光。
目前普通靶球只能依靠手动旋转，这种方式效率低下，降低了整体的测量效率。此外，有很多场景不适合靠人手动转动靶球，比如有些靶球的安装位置很高，人工转动靶球比较危险，一些大科学装置在运行过程中需要利用激光跟踪仪进行监测，但是装置运行会产生辐射、高温或者有毒气体，人无法靠近。在智能制造的浪潮下，未来对于测量的自动化和效率的要求会越来越高。为解决手动转动靶球的弊端，需要开发姿态自动可调反射镜，实现可以远程控制电机驱动靶球旋转到指定角度位置，在这种装置中需要一个将靶球夹紧的结构，并且为了保证靶球旋转后所测量的坐标保持不变，靶球的球心需位于旋转机构的轴线上。
发明内容
本发明的目的是为了解决普通标准靶球的弊端，提供一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，由电机连接端定位块和轴承连接端定位块组成；所述电机连接端定位块和轴承连接端定位块内侧各设置有一个椭圆定位销孔，与集成在标准靶球上的椭圆定位销配合，约束标准靶球的六个自由度，实现对标准靶球的定位；所述电机连接端定位块一侧设置一个定位凸台结构，所述定位凸台结构的周围设有四个螺栓孔，中心设有一个定位圆柱轴，用于和电机输出轴配合；所述电机连接端定位块、轴承连接端定位块通过螺栓连接，对标准靶球进行夹紧，防止其在转动过程中产生松动；所述轴承连接端定位块一侧设置一个轴承安装结构。
进一步地，所述电机连接端定位块和轴承连接端定位块内侧均为和标准靶球相适应的包络面，用于嵌入标准靶球。
进一步地，所述定位凸台结构通过定位圆柱轴和螺栓与电机输出轴配合，以驱动快速可调结构的旋转，同时保证标准靶球的球心位于电机输出轴的轴线上。
进一步地，当更换不同尺寸的标准靶球时，更换所述快速可调结构以使得所述包络面的半径与不同尺寸的标准靶球尺寸相匹配，使得自动姿态可调反射镜适应不同尺寸的标准靶球。
进一步地，所述电机连接端定位块为一个凹槽结构，所述轴承连接端定位块为一个凸起结构，二者通过凹槽结构和凸起结构实现配合，并通过螺栓连接。
进一步地，所述标准靶球是基于标准的球形安装反射靶球，并在两侧各集成一个椭圆定位销。
本发明的有益效果：
1、本发明在两个定位块的内侧均有定位销孔，与集成在标准靶球上的定位销配合，约束了标准靶球的六个自由度，实现了对标准靶球的定位。
2、本发明两个定位块内侧为与标准靶球相适应的包络面，用于嵌入标准靶球，两个定位块通过螺栓连接，实现了对标准靶球的有效夹紧，防止了标准靶球在转动过程中发生松动。
3、本发明电机连接端定位块有一个定位凸台结构，用于和电机的输出轴配合，保证了标准靶球的球心位于电机输出轴的轴线上，避免电机带动标准靶球转动过程中标准靶球的球心位置发生偏移。
4、本发明降低了标准靶球和电机之间的耦合，当更换不同尺寸的标准靶球后，只需要更换相应尺寸的快速可调结构即可，而不需要更换电机，可以降低成本。
附图说明
图1为本发明的适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构的零件示意图；
图2为本发明的适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构的装配示意图；
图3为与本发明配合的标准靶球的示意图；
图4为本发明与标准靶球装配为一体的示意图；
图5为与本发明配合的电机的示意图；
图6为自动姿态可调反射镜整体结构示意图；
图7为对自动姿态可调反射镜的水平轴机构拆分的示意图。
附图中序号说明：
1电机连接端定位块、2轴承连接端定位块、3椭圆定位销孔、4第一螺栓孔、5定位凸台结构、6轴承安装结构、7螺栓、8第二螺栓孔、9定位圆柱轴、10标准靶球、11椭圆定位销、12第一电机、13电机输出轴、14第三螺栓孔、15定位圆柱孔、16第一电机的电机盒、17转台、18第一电机的电池盒、19第二电机的电机盒、20第二电机的电池盒、21轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1,2所示，本发明提供的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，包括电机连接端定位块1和轴承连接端定位块2。所述电机连接端定位块1、轴承连接端定位块2的内侧均有一个椭圆定位销孔3。所述电机连接端定位块1为一个凹槽结构，所述轴承连接端定位块2为一个凸起结构，二者通过凹槽结构和凸起结构实现配合，并通过螺栓7连接。所述电机连接端定位块1和轴承连接端定位块2分别设置有第一螺栓孔4，用于容纳螺栓7。所述电机连接端定位块1左侧设置一个定位凸台结构5，用于和电机输出轴13配合，定位凸台结构5的周围有四个第二螺栓孔8，中心有一个定位圆柱轴9。所述轴承连接端定位块2右侧设置一个轴承安装结构6。
如图3所示，标准靶球10为基于标准的球形安装反射靶球(SMR)，并在其左右两侧均集成了一个椭圆定位销11，电机连接端定位块1、轴承连接端定位块2和标准靶球10之间通过椭圆定位销11连接，约束标准靶球10的六个自由度，实现对标准靶球10的定位。
所述标准靶球10为球形。如图2,4所示，所述电机连接端定位块1、轴承连接端定位块2的内侧为与标准靶球10相适应的包络面，用于嵌入标准靶球10，所述电机连接端定位块1、轴承连接端定位块2之间通过螺栓7连接，对标准靶球10进行夹紧，防止标准靶球10在转动过程中发生松动。
如图5,6,7所示，自动姿态可调反射镜主要包括水平轴机构和垂直轴机构。所述水平轴机构主要包括第一电机12、转台17、电机连接端定位块1、标准靶球10、轴承连接端定位块2、轴承21、第一电机的电机盒16、第一电机的电池盒18。所述第一电机12的电机输出轴13的周围有四个第三螺栓孔14，中心有一个定位圆柱孔15，用于和电机连接端定位块1的定位凸台结构5配合，带动标准靶球10做俯仰旋转，螺栓7连接用于传递转矩，定位圆柱轴9连接用于保证标准靶球10的球心位于电机输出轴13的轴线上。所述轴承21自带外层的圆形轴承座，通过外层轴承座的螺栓孔安装在转台17上，轴承连接端定位块2和轴承21的内圈配合。所述垂直轴机构主要包括位于第二电机的电机盒19内的第二电机、转台17、第二电机的电池盒20，第二电机驱动转台17做水平旋转，间接带动安装在转台上的标准靶球10做水平旋转。
当更换不同尺寸的标准靶球后，只需要更换对应尺寸的快速可调结构即可。更换后的快速可调结构只有内侧用于嵌入标准靶球的包络面的半径不同，其余尺寸，特别是定位凸台结构5、轴承安装结构6和整体长度尺寸均保持不变，以保证可以安装到原来的自动姿态可调反射镜上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：
所述快速可调结构由电机连接端定位块和轴承连接端定位块组成；所述电机连接端定位块和轴承连接端定位块内侧各设置有一个椭圆定位销孔，与集成在标准靶球上的椭圆定位销配合，约束标准靶球的六个自由度，实现对标准靶球的定位；所述电机连接端定位块一侧设置一个定位凸台结构，所述定位凸台结构的周围设有四个螺栓孔，中心设有一个定位圆柱轴，用于和电机输出轴配合；所述电机连接端定位块、轴承连接端定位块通过螺栓连接，对标准靶球进行夹紧，防止其在转动过程中产生松动；所述轴承连接端定位块一侧设置一个轴承安装结构。
2.根据权利要求1所述的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：
所述电机连接端定位块和轴承连接端定位块内侧均为和标准靶球相适应的包络面，用于嵌入标准靶球。
3.根据权利要求1所述的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：
所述定位凸台结构通过定位圆柱轴和螺栓与电机输出轴配合，以驱动快速可调结构的旋转，同时保证标准靶球的球心位于电机输出轴的轴线上。
4.根据权利要求2所述的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：
当更换不同尺寸的标准靶球时，更换所述快速可调结构以使得所述包络面的半径与不同尺寸的标准靶球尺寸相匹配，使得自动姿态可调反射镜适应不同尺寸的标准靶球。
5.根据权利要求1所述的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：所述电机连接端定位块为一个凹槽结构，所述轴承连接端定位块为一个凸起结构，二者通过凹槽结构和凸起结构实现配合，并通过螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于自动姿态可调反射镜标准靶球的快速可调结构，其特征在于：所述标准靶球是基于标准的球形安装反射靶球，并在两侧各集成一个椭圆定位销。
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