CN115597474A - 一维导向机构回转角误差测量装置 - Google Patents

一维导向机构回转角误差测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一维导向机构回转角误差测量装置，该装置通过使用正交布置的两组不等面积极板的电容传感器，能够测量出3个角位移量，最终实现提升测头测量精度的目的。包括L型固定板、L型固定板第一上压板、L型固定板第二上压板、L型固定板第一下压板、L型固定板第二下压板、差动板、L型移动板、L型移动板第一上压板、L型移动板第二上压板、L型移动板第一下压板、L型移动板第二下压板、第一组簧片、第二组簧片、动极板模块、定极板模块、大面积极板、小面积极板；本发明包含2组正交布置的不等面积极板的电容传感器，可使用冗余数据高精度的分解出L型移动板绕X、Y和Z轴的3个角位移量。尤其适用于精密测头中的高精度导向模块。

Description

一维导向机构回转角误差测量装置
技术领域
本发明涉及一种精密测量领域，特别涉及一种一维导向机构回转角误差测量装置。
背景技术
精密测头作为坐标测量机的关键部件，其发展水平直接影响着坐标测量机的测量精度、工作性能、使用效率和柔性程度。坐标测量机的发展历史也表明，只有在精密测头为坐标测量机提供新的触测原理、新的测量精度后，坐标测量机才能发生一次根本的变化。换言之，精密测头是限制坐标测量机精度和测量速度的主要因素，坐标测量机能否满足现代测量要求也依赖于精密测头系统的不断创新与发展。实现导向机构回转角误差的精密测量对提升测头的测量精度起到至关重要的作用。
发明内容
精密测头导向机构在进行某一固定方向的移动时，导向机构的运动部件易产生围绕三维正交轴线的角位移运动。本发明的目的在于精确测量出3个角位移量，提出一维导向机构回转角误差测量装置。该装置通过使用正交布置的两组不等面积极板的电容传感器，能够测量出3个角位移量，最终实现提升测头测量精度的目的。
上述目的通过以下的技术方案实现：
一维导向机构回转角误差测量装置，包括垂向连接板、第一固定板、第二固定板、第一固定板第一上压板、第一固定板第二上压板、差动板、第一移动板第一上压板、第一移动板第二上压板、第二移动板上压板、第一移动板、第二移动板、第一移动板下压板、第二移动板第一下压板、第二移动板第二下压板、第一固定板第一下压板、第一固定板第二下压板、第二固定板第一下压板、第一组簧片、第二组簧片、定极板模块、动极板模块、大面积极板和小面积极板。第一组簧片中位于Z轴上方的两个簧片的一端被垂向连接板和第二固定板夹紧、固连，另一端被第二移动板上压板和第二移动板夹紧、固连；第一组簧片中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板、第一固定板第一上压板和第一固定板第二上压板夹紧、固连，另一端被第一移动板、第一移动板第一上压板和第一移动板第二上压板夹紧、固连；第二组簧片中位于Z轴上方的两个簧片的一端被第二固定板和第二固定板第一下压板夹紧、固连，另一端被第二移动板、第二移动板第一下压板和第二移动板第二下压板夹紧、固连；第二组簧片中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板、第一固定板第一下压板和第一固定板第二下压板夹紧、固连，另一端被第一移动板和第一移动板下压板夹紧、固连；定极板模块由2个大面积极板和2个小面积极板组成；面积不等的极板周向间隔布置；定极板模块固定安装在差动板上，差动板与第二固定板固连；动极板模块由4个大面积极板组成；动极板模块固定安装在第一移动板和第二移动板上。
第二移动板上压板上端可与测头固定端相连，第一移动板下压板下端可与测针固定相连。
第一移动板和第二移动板整体运动时产生的微小角位移量会被正交布置的2组不等面积极板的电容传感器测得。
本发明具有以下特点及有益效果：
本发明装置中包含的2组正交布置的不等面积极板的电容传感器，可使用冗余数据高精度的分解出第一移动板和第二移动板整体绕X、Y和Z轴的3个角位移量。
本发明装置用途广泛，尤其适用于精密测头中的高精度导向模块。
附图说明
图1为一维导向机构回转角误差测量装置整体结构图。
图2为一维导向机构回转角误差测量装置局部结构图。
图3为一维导向机构回转角误差测量装置内部结构图。
图4为一维导向机构回转角误差测量装置剖面图。
图5为动极板模块示意图。
图6为定极板模块示意图。
图中标记：1-垂向连接板；2-1-第一固定板；2-2-第二固定板；3-1-第一固定板第一上压板；3-2-第一固定板第二上压板；4-差动板；5-1-第一移动板第一上压板；5-2-第一移动板第二上压板；6-第二移动板上压板；7-1-第一移动板；7-2-第二移动板；8-第一移动板下压板；9-1-第二移动板第一下压板；9-2-第二移动板第二下压板；10-1-第一固定板第一下压板；10-2-第一固定板第二下压板；11-1-第二固定板第一下压板；12-第一组簧片；13-第二组簧片；14-定极板模块；15-动极板模块；16-大面积极板；17-小面积极板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施方式，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1、图2、图3和图4所示一维导向机构回转角误差测量装置，包括垂向连接板1、第一固定板2-1、第二固定板2-2、第一固定板第一上压板3-1、第一固定板第二上压板3-2、差动板4、第一移动板第一上压板5-1、第一移动板第二上压板5-2、第二移动板上压板6、第一移动板7-1、第二移动板7-2、第一移动板下压板8、第二移动板第一下压板9-1、第二移动板第二下压板9-2、第一固定板第一下压板10-1、第一固定板第二下压板10-2、第二固定板第一下压板11-1、第一组簧片12、第二组簧片13、定极板模块14、动极板模块15、大面积极板16、小面积极板17；第一组簧片12中位于Z轴上方的两个簧片的一端被垂向连接板1和第二固定板2-2夹紧、固连，另一端被第二移动板上压板6和第二移动板7-2夹紧、固连；第一组簧片12中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板2-1、第一固定板第一上压板3-1和第一固定板第二上压板3-2夹紧、固连，另一端被第一移动板7-1、第一移动板第一上压板5-1和第一移动板第二上压板5-2夹紧、固连；第二组簧片13中位于Z轴上方的两个簧片的一端被第二固定板2-2和第二固定板第一下压板11-1夹紧、固连，另一端被第二移动板7-2、第二移动板第一下压板9-1和第二移动板第二下压板9-2夹紧、固连；第二组簧片13中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板2-1、第一固定板第一下压板10-1和第一固定板第二下压板10-2夹紧、固连，另一端被第一移动板7-1和第一移动板下压板8夹紧、固连；定极板模块14由2个大面积极板16和2个小面积极板17组成；面积不等的极板周向间隔布置；定极板模块14固定安装在差动板4上，差动板4与第二固定板2-2固连；动极板模块15由4个大面积极板16组成；动极板模块15固定安装在第一移动板7-1和第二移动板7-2上。
如图1所示，垂向连接板1上端可与测头固定端相连，第一移动板下压板8下端可与测针固定相连。
如图3、图4、图5和图6所示，定极板模块14和动极板模块15相对使用，组成了一对正交布置的电容传感器。第一移动板7-1和第二移动板7-2运动时产生的绕X轴、Y轴和Z轴旋转的微小角位移量会被正交布置的2组不等面积极板的电容传感器测得。
对所公开实施案例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，对本实施案例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施案例中体现。因此，本发明将不会被限制于本方法所示的实施案例，而是要求符合本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一维导向机构回转角误差测量装置，其特征在于，包括垂向连接板、第一固定板、第二固定板、第一固定板第一上压板、第一固定板第二上压板、差动板、第一移动板第一上压板、第一移动板第二上压板、第二移动板上压板、第一移动板、第二移动板、第一移动板下压板、第二移动板第一下压板、第二移动板第二下压板、第一固定板第一下压板、第一固定板第二下压板、第二固定板第一下压板、第一组簧片、第二组簧片、定极板模块、动极板模块、大面积极板和小面积极板；第一组簧片中位于Z轴上方的两个簧片的一端被垂向连接板和第二固定板夹紧、固连，另一端被第二移动板上压板和第二移动板夹紧、固连；第一组簧片中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板、第一固定板第一上压板和第一固定板第二上压板夹紧、固连，另一端被第一移动板、第一移动板第一上压板和第一移动板第二上压板夹紧、固连；第二组簧片中位于Z轴上方的两个簧片的一端被第二固定板和第二固定板第一下压板夹紧、固连，另一端被第二移动板、第二移动板第一下压板和第二移动板第二下压板夹紧、固连；第二组簧片中位于Z轴下方的两个簧片的一端被第一固定板、第一固定板第一下压板和第一固定板第二下压板夹紧、固连，另一端被第一移动板和第一移动板下压板夹紧、固连；定极板模块由2个大面积极板和2个小面积极板组成；面积不等的极板周向间隔布置；定极板模块固定安装在差动板上，差动板与第二固定板固连；动极板模块由4个大面积极板组成；动极板模块固定安装在第一移动板和第二移动板上。
2.根据权利要求1所述的一维导向机构回转角误差测量装置，其特征在于，第二移动板上压板上端可与测头固定端相连，第一移动板下压板下端可与测针固定相连。
3.根据权利要求1所述的一维导向机构回转角误差测量装置，其特征在于，第一移动板和第二移动板整体运动时产生的微小角位移量会被正交布置的2组不等面积极板的电容传感器测得。
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