CN218629541U - 一种用于打靶测试的机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于打靶测试的机械装置，其包括机架、工作台和XZ轴移动机构，工作台上设有视觉装置和定位旋转机构，XZ轴移动机构包括相互垂直设置的X轴直线模组和Z轴直线模组，X轴直线模组滑动连接于Z轴直线模组，且X轴直线模组远离Z轴直线模组的一侧滑动连接有靶标，定位旋转机构包括绕Z轴旋转的第一回转台和绕X轴旋转的第二回转台，第二回转台上夹持有激光器，第一回转台转动带动第二回转台绕Z轴旋转角度，第二回转台转动带动激光器绕X轴旋转角度，激光器发射的激光辐照在靶标靶面上，视觉装置用于采集靶标的图像。本实用新型实现双轴转台测量过程中的自动化、无人化，且精准定位，保证测量结果的可信度，同时提高工作效率。

Description

一种用于打靶测试的机械装置

技术领域

本实用新型涉及打靶测试装置技术领域，具体说是一种用于打靶测试的机械装置。

背景技术

现有技术在自动打靶测试装置中对于双轴转台的定位精度、重复定位精度、轨迹误差、跟随误差、系统安全性等性能及功能指标测量的过程仍需要人工参与，而由于人工操作的不确定性，不同测量过程条件的一致性与结果的可信度无法得到保证，且由于人工操作具备一定危险性，不便于对运动控制系统进行极限性能测试及极端条件安全测试。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种自动化且确保测量结果精确度的用于打靶测试的机械装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于打靶测试的机械装置，包括机架、设于机架底部底板上的工作台和连接于机架内侧的XZ轴移动机构，所述工作台上设有视觉装置和与XZ轴移动机构位置相对的定位旋转机构，所述视觉装置安装于定位旋转机构的正前方，所述XZ轴移动机构包括相互垂直设置的X轴直线模组和Z轴直线模组，所述X轴直线模组滑动连接于Z轴直线模组，且所述X轴直线模组远离Z轴直线模组的一侧滑动连接有靶标，所述定位旋转机构包括绕Z轴旋转的第一回转台和绕X轴旋转的第二回转台，所述第二回转台上夹持有激光器，所述第一回转台转动带动第二回转台绕Z轴旋转角度，所述第二回转台转动带动激光器绕X轴旋转角度，所述激光器发射的激光辐照在靶标靶面上，所述视觉装置用于采集靶标的图像。

作为优选，所述Z轴直线模组包括Z轴丝杆电机、竖直方向的Z轴导轨和Z轴滑块，所述X轴直线模组通过第一连接块与Z轴滑块相连，所述Z轴丝杆电机驱动X轴直线模组通过Z轴滑块沿Z轴导轨方向往复运动，所述X轴直线模组包括X轴丝杆电机、水平方向的X轴滑块和X轴导轨，所述靶标与X轴滑块相连，所述X轴丝杆电机驱动靶标通过第二X轴滑块沿X轴导轨方向往复运动。

作为优选，所述定位旋转机构还包括第一L型安装板和第二L型安装板，所述第一回转台包括均安装于回转台连接板一上的回转台电机一和回转台减速机一，所述回转台电机一的输出轴连接于回转台减速机一的输入端，所述回转台减速机一的输出端设有回转轴A，所述回转台减速机一通过回转轴A与第一L型安装板水平端转动相连，所述第二回转台包括分别安装于第一L型安装板垂直端两侧的回转台电机二和回转台减速机二，所述回转台电机二的输出轴与回转台减速机二的输入端相连，所述回转台减速机二的输出端设有回转轴C，所述回转台减速机二通过回转轴C与第二L型安装板垂直端转动相连，所述第二L型安装板水平端顶部设有激光器抱夹连接板，所述激光器抱夹连接板上设有激光器抱夹，所述激光器卡合于激光器抱夹上。

作为优选，所述第一L型安装板两侧均设有肋板。

作为优选，所述X轴直线模组连接有沿Z轴直线模组设置方向设置的线缆保护拖链，所述X轴直线模组的线缆安放于线缆保护拖链内。

作为优选，所述视觉装置为摄像头或相机。

作为优选，所述机架底部均设有数个移动轮。

作为优选，所述工作台为中空结构，且所述工作台内设有控制器，所述XZ轴移动机构、定位旋转机构、视觉装置、激光器均与控制器电性相连。

作为优选，所述X轴直线模组和Z轴直线模组的有效行程均为600mm，所述第一回转台、第二回转台及视觉装置均距离XZ轴移动机构1m外。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型能够实现双轴转台系统mm级别的定位误差与重复定位精度的自动化检测，保证测量过程中的自动化、无人化，提高工作安全性和工作效率，同时保证测量结果的可信度；

2、本实用新型通过视觉装置可以实时获取靶标位置指引激光器进行打靶；

3、本实用新型通过X轴直线模组和Z轴实现模组的结构可以实现靶标沿X轴向和Z轴向有效行程内的移动，便于不同位置的测试；

4、本实用新型通过第一回转台的回转轴A和第二回转台的回转轴C实现双轴转台，通过第二回转台绕Z轴旋转角度和激光器绕X轴旋转角度实现激光器精确定位，避免人工误差，从而实现高精度的自动化检测。

附图说明

图1是本实用新型整体装配立体结构示意图；

图2是本实用新型整体装配立体结构另一角度示意图；

图3是本实用新型XZ轴移动机构立体结构示意图；

图4是本实用新型XZ轴移动机构侧视图；

图5是本实用新型定位旋转机构立体结构示意图；

图6是本实用新型定位旋转机构侧视图。

具体实施方式

下面将结合图1-6详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

一种用于打靶测试的机械装置，其包括机架1、设于机架底部底板5上的工作台4和连接于机架内侧的XZ轴移动机构3，机架底部均设有数个移动轮6，便于移动到任意工作场所进行测试，工作台上设有视觉装置7和与XZ轴移动机构位置相对的定位旋转机构2，视觉装置安装于定位旋转机构的正前方，其中视觉装置可以为摄像头或相机，本申请中采用摄像头，XZ轴移动机构包括相互垂直设置的X轴直线模组301和Z轴直线模组302，X轴直线模组滑动连接于Z轴直线模组，且X轴直线模组远离Z轴直线模组的一侧滑动连接有靶标10，因Z轴直线模组是固定于机架内侧不动的，所以Z轴直线模组的线缆直接收纳于机架的地板上，而X轴直线模组连接有沿Z轴直线模组设置方向设置的线缆保护拖链9，X轴直线模组的线缆安放于线缆保护拖链内，在节约空间的同时保证了X轴直线模组线缆有序的正常运行，且有利于工作人员进行检修，第一时间解决线缆故障问题，定位旋转机构包括绕Z轴旋转的第一回转台和绕X轴旋转的第二回转台，第二回转台上夹持有激光器12，第一回转台转动带动第二回转台绕Z轴旋转角度，第二回转台转动带动激光器绕X轴旋转角度，激光器发射的激光8辐照在靶标靶面上，视觉装置用于采集靶标的图像，同时工作台为中空结构，且工作台内设有控制器，XZ轴移动机构、定位旋转机构、视觉装置、激光器均与控制器电性相连。

具体地，Z轴直线模组包括Z轴丝杆电机3021、竖直方向的Z轴导轨3022和Z轴滑块，X轴直线模组通过第一连接块11与Z轴滑块相连，同时Z轴滑块套接于Z轴丝杆电机的丝杆上，Z轴丝杆电机驱动X轴直线模组通过Z轴滑块沿Z轴导轨方向往复运动，X轴直线模组包括X轴丝杆电机3011、水平方向的X轴滑块和X轴导轨3012，靶标与X轴滑块相连，X轴丝杆电机驱动靶标通过第二X轴滑块沿X轴导轨方向往复运动，X轴直线模组和Z轴直线模组的有效行程均为600mm，且运行速度为1000mm/s，通过X轴丝杆电机和Z轴丝杆电机控制靶标的X、Z方向移动，实现不同轨迹靶标的测试。

定位旋转机构还包括第一L型安装板201和第二L型安装板202，第一L型安装板两侧均设有肋板208，肋板的两端分别连接于第一L型安装板的垂直端和水平端，通过肋板的设置有利于增强第一L型安装板的稳定性，第一回转台包括均安装于回转台连接板一205上的回转台电机一203和回转台减速机一204，回转台电机一的输出轴连接于回转台减速机一的输入端，回转台减速机一的输出端设有回转轴A，回转台减速机一通过回转轴A与第一L型安装板水平端转动相连，第二回转台包括分别安装于第一L型安装板垂直端两侧的回转台电机二206和回转台减速机二207，回转台电机二的输出轴与回转台减速机二的输入端相连，回转台减速机二的输出端设有回转轴C，回转台减速机二通过回转轴C与第二L型安装板垂直端转动相连，第二L型安装板水平端顶部设有激光器抱夹连接板13，本申请的激光器抱夹连接板是可调节的，可以实现不同的负载，激光器抱夹连接板上设有激光器抱夹14，激光器卡合于激光器抱夹上，其中回转轴A和回转轴C的响应速度均≥1200°/s，为了高速旋转的稳定性，回转轴A和回转轴C均集中与各自回转台的转体中部，且第二回转台上激光器抱夹连接板的负载满足1KG左右，两个回转台的电压优先选用220V，第一回转台绕Z轴旋转角度范围≤180°(-90°～90°)，第二回转台绕X轴旋转角度范围≤180°(-90°～90°)，且其中回转轴A和回转轴C的定位精度均控制在0.15-0.2°之间。通过第一回转台和第二回转台共同组成一个可以绕Z轴和X轴旋转的定位旋转机构用来控制激光器的摆转与俯仰，从而能够精确击中靶标。

定位旋转机构和摄像头均固定于距离X轴直线模组和Z轴直线模组1m外，保证摄像头视野和激光器能够集中行程内任意位置的靶标，实现测试功能。

本实用新型能够实现对双轴转台系统mm级别的定位误差与重复定位精度的自动化检测，在实验过程中，控制器采用PLC及编码器-传感器系统对回转台轨迹、零位等进行准确识别，保证重复测量过程的一致性以及随机测试过程的覆盖度。在极端测试过程中，基于1ms EtherCAT总线对安全状态进行判别，可实现ms级异常实时响应，可保证测试过程中的安全性。基于视觉装置进行末端快速定位，可实现20ms内(随帧数可缩短)mm级定位误差识别，在带负载打靶的测试实验下实现靶标变位、系统响应、精度测量等过程的自动化，可以快速、有效地实现对打靶系统的自动化性能测试。

具体工作过程中，先关闭靶标使能，指向摄像头进入工作状态，控制器控制X轴直线模组和Z轴直线模组按照规定路线运行，如果靶标使能关闭，指向摄像头不动作，确定好靶标位置后，靶标使能打开并记录时刻1，指向摄像头识别靶标，坐标转换后，控制定位旋转机构指向靶标，当靶标摄像头探测到指向的激光斑时记录时刻2，两者的差即为系统全闭环延迟，最后可以改变视觉集成方式、改变直线模组速度和第二回转台上激光器抱夹连接板的负载，再改变机电耦合算法，从而量化评测不同情况下的自动打靶系统的测试性能。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种用于打靶测试的机械装置，其特征在于：包括机架(1)、设于机架底部底板(5)上的工作台(4)和连接于机架内侧的XZ轴移动机构(3)，所述工作台上设有视觉装置(7)和与XZ轴移动机构位置相对的定位旋转机构(2)，所述视觉装置安装于定位旋转机构的正前方，所述XZ轴移动机构包括相互垂直设置的X轴直线模组(301)和Z轴直线模组(302)，所述X轴直线模组滑动连接于Z轴直线模组，且所述X轴直线模组远离Z轴直线模组的一侧滑动连接有靶标(10)，所述定位旋转机构包括绕Z轴旋转的第一回转台和绕X轴旋转的第二回转台，所述第二回转台上夹持有激光器(12)，所述第一回转台转动带动第二回转台绕Z轴旋转角度，所述第二回转台转动带动激光器绕X轴旋转角度，所述激光器发射的激光(8)辐照在靶标靶面上，所述视觉装置用于采集靶标的图像。

2.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述Z轴直线模组包括Z轴丝杆电机(3021)、竖直方向的Z轴导轨(3022)和Z轴滑块，所述X轴直线模组通过第一连接块(11)与Z轴滑块相连，所述Z轴丝杆电机驱动X轴直线模组通过Z轴滑块沿Z轴导轨方向往复运动，所述X轴直线模组包括X轴丝杆电机(3011)、水平方向的X轴滑块和X轴导轨(3012)，所述靶标与X轴滑块相连，所述X轴丝杆电机驱动靶标通过第二X轴滑块沿X轴导轨方向往复运动。

3.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述定位旋转机构还包括第一L型安装板(201)和第二L型安装板(202)，所述第一回转台包括均安装于回转台连接板一(205)上的回转台电机一(203)和回转台减速机一(204)，所述回转台电机一的输出轴连接于回转台减速机一的输入端，所述回转台减速机一的输出端设有回转轴A，所述回转台减速机一通过回转轴A与第一L型安装板水平端转动相连，所述第二回转台包括分别安装于第一L型安装板垂直端两侧的回转台电机二(206)和回转台减速机二(207)，所述回转台电机二的输出轴与回转台减速机二的输入端相连，所述回转台减速机二的输出端设有回转轴C，所述回转台减速机二通过回转轴C与第二L型安装板垂直端转动相连，所述第二L型安装板水平端顶部设有激光器抱夹连接板(13)，所述激光器抱夹连接板上设有激光器抱夹(14)，所述激光器卡合于激光器抱夹上。

4.根据权利要求3所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述第一L型安装板两侧均设有肋板(208)。

5.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述X轴直线模组连接有沿Z轴直线模组设置方向设置的线缆保护拖链(9)，所述X轴直线模组的线缆安放于线缆保护拖链内。

6.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述视觉装置为摄像头或相机。

7.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述机架底部均设有数个移动轮(6)。

8.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述工作台为中空结构，且所述工作台内设有控制器，所述XZ轴移动机构、定位旋转机构、视觉装置、激光器均与控制器电性相连。

9.根据权利要求1所述用于打靶测试的机械装置，其特征在于：所述X轴直线模组和Z轴直线模组的有效行程均为600mm，所述第一回转台、第二回转台及视觉装置均距离XZ轴移动机构1m外。

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