CN210800571U - 一种两自由度调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种两自由度调整装置，涉及精密测量仪器技术领域。两自由度调整装置包括顶板、底板和设置于顶板和底板之间的支撑件，支撑件转动连接于底板且能够围绕垂直于底板的第一轴线转动，顶板转动连接于支撑件且能够围绕相对于支撑件固定的第二轴线转动，第一轴线与第二轴线不平行。两自由度调整装置结构简洁，装配成本较低。

Description

一种两自由度调整装置

技术领域

本实用新型涉及精密测量仪器技术领域，具体而言，涉及一种两自由度调整装置。

背景技术

两自由度调整装置可以用于自准直仪、激光测距仪等精密仪器的使用或校准。现有的两自由度调整装置为实现平台俯仰转动以及水平转动需在底座上单独设置俯仰转动平台并在俯仰转动平台上叠加设置水平运动平台，结构复杂，装配成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的包括提供一种两自由度调整装置，其结构简洁，装配成本较低。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种两自由度调整装置，包括顶板、底板和设置于顶板和底板之间的支撑件，支撑件转动连接于底板且能够围绕垂直于底板的第一轴线转动，顶板转动连接于支撑件且能够围绕相对于支撑件固定的第二轴线转动，第一轴线与第二轴线不平行。

在可选的实施方式中，第一轴线和第二轴线相互垂直。

在可选的实施方式中，顶板靠近底板的一侧沿第二轴线的延伸方向间隔设置有两个连接块，支撑件位于两个连接块之间且支撑件的两端分别转动连接于两个连接块，以使顶板能够相对支撑件围绕第二轴线转动。

在可选的实施方式中，支撑件通过转动件转动连接于底板，转动件包括位于两个连接块之间的转动柱，转动柱固定连接于支撑件，转动柱转动连接于底板且能相对底板围绕第一轴线转动。

在可选的实施方式中，转动件包括锁紧螺栓，转动柱嵌设于底板内，锁紧螺栓穿过支撑件并与转动柱螺纹连接以使转动柱固定于支撑件。

在可选的实施方式中，转动柱设置有第一止挡凸台以防止转动柱从靠近顶板的方向脱离底板。

在可选的实施方式中，两自由度调整装置包括第一调节组件，第一调节组件包括第一调节旋转件、调节块和锁紧件，调节块连接于顶板，底板设置有第一滑槽，调节块与第一滑槽滑动配合且能够在第一滑槽内沿第一预设方向滑动，第一调节旋转件与调节块螺纹配合且穿出底板以能够调节调节块在第一滑槽内的位置，从而调节顶板围绕第一轴线转动的角度；锁紧件连接于底板，锁紧件用于锁定调节块在第一滑槽内的位置。

在可选的实施方式中，锁紧件包括锁紧旋钮和连接于锁紧旋钮的锁紧杆，锁紧旋钮朝向底板的一侧设置有锁紧垫，锁紧杆伸入第一滑槽并与调节块螺纹连接，锁紧垫用于在锁紧旋钮旋紧时防止锁紧件移动。

在可选的实施方式中，两自由度调整装置包括第二调节组件，第二调节组件包括第二调节旋转件，第二调节旋转件穿过顶板且与顶板螺纹配合以能够调节顶板围绕第二轴线转动的角度，调节块的顶部设置有沿第二预设方向延伸的第二滑槽，第二预设方向垂直于第一预设方向，第二调节旋转件与第二滑槽滑动配合。

在可选的实施方式中，第二调节组件包括连可拆卸地连接于第二调节旋转件的底部的连接件，连接件设置有第二止挡凸台，第二止挡凸台与第二滑槽滑动配合，第二止挡凸台用于防止第二调节旋转件与第二滑槽脱离连接。

本实用新型实施例的有益效果包括：

两自由度调整装置包括顶板、底板和设置于顶板和底板之间的支撑件，支撑件转动连接于底板且能够围绕垂直于底板的第一轴线转动，顶板转动连接于支撑件且能够围绕相对于支撑件固定的第二轴线转动，第一轴线与第二轴线不平行。两自由度调整装置通过在顶板与底板之间设置支撑件，并使得支撑件能相对底板围绕垂直于底板的第一轴线转动，顶板能相对支撑件绕第二轴线转动，且由于第一轴线与第二轴线不平行，本两自由度调整装置借助支撑件即可使得顶板能够相对于底板实现两个方向上转动，与现有的在底座上叠加设置俯仰转动平台和水平运动平台来实现顶板相对于底座能够进行两个自由度的转动的调整装置相比，结构更加简洁，装配成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中两自由度调整装置的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中两自由度调整装置的第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中两自由度调整装置的剖视图；

图4为本实用新型实施例中转动件的爆炸图；

图5为本实用新型实施例中第一调节组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中锁紧件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中第二调节组件的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中第二调节组件的爆炸图。

图标：100-两自由度调整装置；110-顶板；112-连接块；120-第一轴线；122-第二轴线；130-底板；134-第一滑槽；150-支撑件；152-转动件；153-锁紧螺栓；154-转动柱；156-第一止挡凸台；157-垫柱；160-第一调节组件；162-第一调节旋转件；163-调节弹簧；164-调节块；165-第二滑槽；166-锁紧件；167-锁紧旋钮；168-锁紧杆；169-锁紧垫；170-第二调节组件；172-第二调节旋转件；174-连接件；175-第二止挡凸台；176-螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种两自由度调整装置100，包括顶板110、底板130和设置于顶板110和底板130之间的支撑件150。支撑件150转动连接于底板130且能够围绕垂直于底板130的第一轴线120转动，顶板110转动连接于支撑件150且能够围绕相对于支撑件150固定的第二轴线122转动，第一轴线120与第二轴线122不平行，从而顶板110能够借助支撑件150相对于底板130实现两个方向上的转动。

在本实施例中，第一轴线120和第二轴线122相互垂直，第二轴线122平行于底板130，从而当底板130被水平放置时，支撑件150能够相对于底板130水平转动，顶板110能够相对支撑件150俯仰转动，进而顶板110能够相对于底板130实现俯仰转动和水平转动两个自由度的运动。在其他实施例中，第二轴线122也可以不平行于底板130，即第一轴线120与第二轴线122可以不相互垂直，仅需保证第二轴线122与第一轴线120的方向不同，以使得顶板110能够具有两个不同自由度的转动。

顶板110和底板130均为矩形板，顶板110的一侧转动连接于支撑件150。具体地，顶板110靠近底板130的一侧沿第二轴线122的延伸方向间隔设置有两个连接块112，在本实施例中，两个连接块112通过螺钉可拆卸地装配于顶板110的底面，在其他实施例中，连接块112可与顶板110一体成型。

支撑件150大致为长方体形状，支撑件150的长度方向与第二轴线122平行。支撑件150位于两个连接块112之间且支撑件150的两端分别转动连接于两个连接块112，以使顶板110能够相对支撑件150围绕第二轴线122转动。在本实施例中，连接块112与支撑件150之间通过转轴实现转动连接，且支撑件150的两端分别与两个连接块112接触，以防止顶板110相对于支撑件150晃动，从而当顶板110相对于底板130水平转动时，可带动支撑件150一同水平转动。

请参照图3和图4，支撑件150通过转动件152转动连接于底板130。转动件152包括位于两个连接块112之间的转动柱154，转动柱154固定连接于支撑件150，转动柱154转动连接于底板130且能相对底板130围绕第一轴线120转动。

具体地，为方便装配，转动件152包括锁紧螺栓153，转动柱154嵌设于底板130内。锁紧螺栓153穿过支撑件150并与转动柱154螺纹连接以使转动柱154固定于支撑件150。底板130设置变径通孔，变径通孔的截面呈工字型，即由中间的第一小径段和两端的第一大径段构成。转动柱154竖直设置在变径通孔内，转动柱154设置有第一止挡凸台156以防止转动柱154从靠近顶板110的方向脱离底板130，第一止挡凸台156设置于转动柱154靠近底部的位置，第一止挡凸台156被止挡在变径通孔的下端的第一大径段内。支撑件150的中间部位设置有沉槽，锁紧螺栓153从沉槽内穿过支撑件150以和嵌设在底板130内的转动柱154螺纹连接从而使支撑件150与转动柱154紧固连接。从而当顶板110相对于底板130水平转动时，支撑件150带动转动柱154相对于底板130水平转动，也就是说，第一轴线120为转动柱154的中心轴线。为保证转动调整的精度，转动柱154与变径通孔相接触的表面上可设置阻尼材料，以控制转动柱154在转动时所受的摩擦力，方便进行精细调节。在其他实施例中，转动柱154也可直接固定连接在支撑件150的底部且与底板130转动连接，仅需能够实现装配即可。

在本实施例中，为避免支撑件150与底板130的上表面直接接触影响转动调节，变径通孔上端的第一大径段内嵌设有垫柱157，垫柱157顶持支撑件150且与支撑件150相对固定。具体地，垫柱157包括由上至下依次连接的第二小径段和第二大径段，第二大径段的底部嵌设在变径通孔内，第二小径段的顶部嵌设于支撑件150的底部。垫柱157将支撑件150向上顶起使支撑件150不与底板130直接接触。锁紧螺栓153从支撑件150向下贯穿垫柱157后与转动柱154螺纹连接，从而将支撑件150、垫柱157以及转动柱154锁紧在一起，当顶板110围绕第一轴线120做水平转动时，支撑件150、垫柱157以及转动柱154一同相对底板130水平转动。垫柱157与底板130接触的表面也可以设置相应的阻尼材料以保证调整精度。可以理解，在其他实施例中，也可不设置垫柱157，只要能够达到相应水平转动的调整精度即可。

请参照图5，两自由度调整装置100包括第一调节组件160，第一调节组件160包括第一调节旋转件162、调节块164和锁紧件166。第一调节旋转件162为带旋钮的螺杆或者丝杆。底板130设置有第一滑槽134，第一滑槽134位于底板130远离变径通孔的一端。调节块164与第一滑槽134滑动配合且能够在第一滑槽134内沿第一预设方向(图示ab方向)滑动。在本实施例中，第一预设方向平行于第二轴线122的延伸方向。第一调节旋转件162在第一预设方向相对底板130固定。调节块164连接于顶板110，连接位置位于顶板110，从而当调节块164在第一滑槽134内移动时可带动顶板110远离连接块112的一侧也做相应的移动，从而使顶板110能围绕第一轴线120转动。第一调节旋转件162沿第一预设方向穿过底板130到达第一滑槽134内，第一调节旋转件162与调节块164螺纹配合且穿出底板130以能够调节调节块164在第一滑槽134内的位置，从而调节顶板110围绕第一轴线120转动的角度，即通过调节第一调节旋转件162的旋钮来调整调节块164的位移，从而调节顶板110的水平转动角度。在本实施例中，第一调节旋转件162上套设有用于消除回程间隙的调节弹簧163。调节弹簧163一端接触于底板130，另一端接触调节块164。

请参照图6，锁紧件166连接于底板130，锁紧件166用于锁定调节块164在第一滑槽134内的位置。在本实施例中，锁紧件166包括锁紧旋钮167和连接于锁紧旋钮167的锁紧杆168，锁紧旋钮167朝向底板130的一侧设置有锁紧垫169，锁紧杆168沿第二预设方向(图示cd方向)延伸，第二预设方向垂直于第一预设方向。第一预设方向、第二预设方向均与第一轴线120的延伸方向垂直。锁紧杆168伸入第一滑槽134并与调节块164螺纹连接，锁紧垫169用于在锁紧旋钮167旋紧时被紧压于锁紧旋钮167和底板130的侧壁之间从而通过摩擦力防止锁紧件166沿第一预设方向移动，进而能够锁定调节块164在第一滑槽134内的位置。另外，当调整好调节块164的位置时，可通过在底板130上安装紧定螺钉以锁定锁紧杆168从而防止其发生转动。

请参照图7和图8，两自由度调整装置100包括第二调节组件170，第二调节组件170包括第二调节旋转件172，第二调节旋转件172为带旋钮的螺杆。第二调节旋转件172穿过顶板110且与顶板110螺纹配合以能够调节顶板110围绕第二轴线122转动的角度，即调节顶板110的俯仰转动角度。调节块164的顶部设置有沿第二预设方向延伸的第二滑槽165，第二调节旋转件172与第二滑槽165滑动配合。当顶板110围绕第一轴线120水平转动时，第二滑槽165可以允许顶板110远离连接块112的一侧沿第二预设方向移动以靠近或远离支撑件150，避免妨碍顶板110的水平转动。

在本实施例中，第二调节组件170包括连可拆卸地连接于第二调节旋转件172的底部的连接件174，以方便装配。连接件174为圆柱形以避免妨碍第二调节组件170进行旋转调节。连接件174设置有第二止挡凸台175，第二止挡凸台175与第二滑槽165滑动配合，第二止挡凸台175用于防止第二调节旋转件172与第二滑槽165脱离连接。第二调节旋转件172位于顶板110上方的部位可以套设螺母176以实现竖向限位。在其他实施例中，第二调节旋转件172可直接与第二滑槽165滑动配合而不设置连接件174，仅需保证能够正常装配即可。

两自由度调整装置100的工作原理和工作过程如下：

当底板130水平放置时，通过第一调节组件160调整顶板110的水平转动角度。旋动第一调节旋转件162，可带动调节块164在第一滑槽134内沿第一预设方向(图示ab方向)移动，从而带动第二调节组件170移动，进而带动顶板110也做相应的移动。与此同时，由于第二调节组件170滑动连接于调节块164的第二滑槽165，顶板110远离连接块112的一侧可沿第二预设方向(图示cd方向)靠近或者远离支撑件150，保证顶板110能够围绕第一轴线120正常进行水平转动，顶板110带动支撑件150相对于底板130围绕第一轴线120转动。第二调节组件170与顶板110螺纹配合，支撑件150的两端转动连接于顶板110的连接块112，从而通过旋转第二调节组件170即可使顶板110相对底板130围绕第二轴线122转动，即调整顶板110的俯仰转动角度。

两自由度调整装置100通过在顶板110和底板130之间设置与两者分别转动连接的支撑件150来实现顶板110相对于底板130在两个自由度上的调节。支撑件150可相对于底板130绕第一轴线120进行水平转动，顶板110可相对于支撑件150绕第二轴线122进行俯仰转动，两自由度调整装置100结构简洁，装配成本较低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两自由度调整装置，其特征在于，包括顶板、底板和设置于所述顶板和所述底板之间的支撑件，所述支撑件转动连接于所述底板且能够围绕垂直于所述底板的第一轴线转动，所述顶板转动连接于所述支撑件且能够围绕相对于所述支撑件固定的第二轴线转动，所述第一轴线与所述第二轴线不平行。

2.根据权利要求1所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述第一轴线和所述第二轴线相互垂直。

3.根据权利要求1所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述顶板靠近所述底板的一侧沿所述第二轴线的延伸方向间隔设置有两个连接块，所述支撑件位于两个所述连接块之间且所述支撑件的两端分别转动连接于两个所述连接块，以使所述顶板能够相对所述支撑件围绕所述第二轴线转动。

4.根据权利要求3所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述支撑件通过转动件转动连接于所述底板，所述转动件包括位于两个所述连接块之间的转动柱，所述转动柱固定连接于所述支撑件，所述转动柱转动连接于所述底板且能相对所述底板围绕所述第一轴线转动。

5.根据权利要求4所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述转动件包括锁紧螺栓，所述转动柱嵌设于所述底板内，所述锁紧螺栓穿过所述支撑件并与所述转动柱螺纹连接以使所述转动柱固定于所述支撑件。

6.根据权利要求4所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述转动柱设置有第一止挡凸台以防止所述转动柱从靠近所述顶板的方向脱离所述底板。

7.根据权利要求1所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述两自由度调整装置包括第一调节组件，所述第一调节组件包括第一调节旋转件、调节块和锁紧件，所述调节块连接于所述顶板，所述底板设置有第一滑槽，所述调节块与所述第一滑槽滑动配合且能够在所述第一滑槽内沿第一预设方向滑动，所述第一调节旋转件与所述调节块螺纹配合且穿出所述底板以能够调节所述调节块在所述第一滑槽内的位置，从而调节所述顶板围绕所述第一轴线转动的角度；所述锁紧件连接于所述底板，所述锁紧件用于锁定所述调节块在所述第一滑槽内的位置。

8.根据权利要求7所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述锁紧件包括锁紧旋钮和连接于所述锁紧旋钮的锁紧杆，所述锁紧旋钮朝向所述底板的一侧设置有锁紧垫，所述锁紧杆伸入所述第一滑槽并与所述调节块螺纹连接，所述锁紧垫用于在所述锁紧旋钮旋紧时防止所述锁紧件移动。

9.根据权利要求7所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述两自由度调整装置包括第二调节组件，所述第二调节组件包括第二调节旋转件，所述第二调节旋转件穿过所述顶板且与所述顶板螺纹配合以能够调节所述顶板围绕所述第二轴线转动的角度，所述调节块的顶部设置有沿第二预设方向延伸的第二滑槽，所述第二预设方向垂直于所述第一预设方向，所述第二调节旋转件与所述第二滑槽滑动配合。

10.根据权利要求9所述的两自由度调整装置，其特征在于，所述第二调节组件包括连可拆卸地连接于所述第二调节旋转件的底部的连接件，所述连接件设置有第二止挡凸台，所述第二止挡凸台与所述第二滑槽滑动配合，所述第二止挡凸台用于防止所述第二调节旋转件与所述第二滑槽脱离连接。

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