专利名称：一种串并联组合的六自由度调节平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种调节空间物体位置和姿态的调节机构，特别涉及一种串并联 组合的六自由度调节机构。
背景技术：
立体视觉测量系统已得到了广泛应用，尤其是双目视觉测量系统以其结构简单、 使用方便、速度快、精度高等优点被成功地用于工业检测、物体识别、工作定位、机器人自导 引、地理信息测量、航天及军事等领域。在利用立体视觉做测量试验时，为了保证试验测量的精确性，需要对立体视觉测 量系统有关参数进行标定。为了保证标定的正确性和方便性，必须保证标定模型中标靶六 自由度小幅度的运动。在本实用新型发明之前，目前标靶空间位置和姿态的调节主要是人为的摆放或者 是通过人为和机构组合的方式。人为摆放误差大、效率低，已经不能满足现在测量实验的要 求。人为和机构组合的方式是机构能够调节几个自由度，其余自由度由人为摆放，一般是标 靶姿态由机构完成，标靶位置由人为移动，移动完成后再用外部测量手段测量移动的距离。 标靶的位置精度取决于外部测量仪器的精度，因此使得误差相对较大，实时性不好，调节不 够方便。同时这些误差将直接引入到标定模型中，大大降低了标定模型的精度，使得双目立 体视觉测量系统有关参数标定不准确。
发明内容本实用新型的目的就是要克服上述缺陷，研制一种串并联组合的六自由度调节机 构。本实用新型的技术方案是—种串并联组合的六自由度调节机构，其主要技术特征在于并联水平调节机构与 旋转调节机构的旋转轴连接，旋转调节机构又与竖直方向调节机构滚珠丝杠副连接，竖直 方向调节机构与竖直方向调节机构平台固定，竖直方向调节机构平台与纵向调节机构平台 滚珠丝杠副连接，纵向调节机构平台与横向调节机构平台滚珠丝杠副连接。本实用新型的优点和效果在于本实用新型调节机构可以通过串联三自由度移动调节机构实现平台横向、纵向以 及竖直方向的移动，通过旋转调节机构实现平台旋转运动，最后通过并联水平调节机构实 现平台水平姿态。本实用新型的其他优点和效果将在下面继续说明。
图1—本实用新型结构原理示意图。图2——本实用新型中并联水平调节机构的结构示意图。[0013]图3——本实用新型中并联水平调节机构的局部剖视图。图中标靶1、并联水平调节机构上平台2、并联水平调节机构3、旋转调节机构4、 旋转电机5、竖直方向调节机构平台6、纵向调节机构平台7、横向调节机构平台8、横向调节 电机9、竖直方向调节电机10、竖直方向调节机构11、纵向调节电机12、第三弹性杆13、第二 弹性杆14、并联水平调节第二电机15、第一弹性杆16、方形螺母17、方形螺母座18、并联水 平调节第一电机19、刚性杆件20、螺杆21、并联水平调节机构下平台22。
具体实施方式
如图1所示本实用新型标靶调节系统包括标靶1、并联水平调节机构3、旋转调节机构4、竖直 方向调节机构11、横向调节机构8和纵向调节机构7。标靶1固定在并联水平调节机构上 平台2上，并联水平调节机构下平台22的下端是套筒状的结构，与旋转调节机构4的旋转 轴相连，旋转调节机构4又与竖直方向调节机构11滚珠丝杠副连接，竖直方向调节机构11 与竖直方向调节机构平台6固定，竖直方向调节机构平台6与纵向调节机构平台7滚珠丝 杠副连接，最后纵向调节机构平台7与横向调节机构平台8滚珠丝杠副连接。如图2所示并联水平调节机构3中，方形螺母座18固定在并联水平调节机构下平台22上方， 第一弹性杆16、第二弹性杆14及第三弹性杆13相互并联且呈三角形分布，并联水平调节机 构3中上平台2、下平台22由弹性杆连接，也即第一弹性杆16和第二弹性杆14的下端分 别通过圆锥销与方形螺母17联接，方形螺母17装在方形螺母座18内，其上端分别与上平 台2螺纹联接，第三弹性杆13与上平台2及下平台22均为螺纹联接；并联水平调节第一电 机19在下平台22上，下平台22下部有套筒与旋转调节机构4连接，并联水平调节第一电 机19和并联水平调节第二电机15分别通过螺钉固定在下平台22的下方。如图3所示并联水平调节第二电机15和并联水平调节第一电机19的轴端均装有螺杆21，螺 杆21与方形螺母17螺纹联接，方形螺母17分别与第一弹性杆16和第二弹性杆14的下端 通过圆锥销联接，方形螺母17又装在方形螺母座18内。本实用新型应用时说明将标靶1固定在并联水平调节机构上平台2上，取平行于横向调节机构平台8的 运动方向为X轴方向，平行于纵向调节机构平台7的运动方向为Y方向，平行于竖直方向调 节机构11的运动方向为Z轴方向，建立如图1中所示的坐标系。这样，并联水平调节第一电机19和并联水平调节第二电机15旋转时就使得螺杆 21旋转，螺杆21的旋转又带动方形螺母17的旋转运功，但是由于方形螺母座18限制了方 形螺母17的旋转运动，方形螺母17只能实现上下移动，此时方形螺母17带动第一弹性杆 16和第二弹性杆14产生上下移动；位于两端的刚性杆件20和位于中间的第三弹性杆13通 过圆锥销固定连接。并联水平调节机构3的第一弹性杆16、第二弹性杆14及第三弹性杆13分别与并 联水平调节机构上平台2、并联水平调节机构下平台22连接，并且三根弹性杆相互并联，呈 三角形分布，由空间三点可以确定一个平面的原理可知，三根弹性杆长度的不同将决定并联水平调节机构上平台2在空间的姿态；当并联水平调节第一电机19和并联水平调节第二 电机15 —个正转、一个反转就可使并联水平调节机构上平台2绕X轴旋转，当并联水平调 节第二电机15和并联水平调节第一电机19同时正转或反转就可使并联水平调节机构上平 台2绕Y轴旋转，故并联水平调节机构能实现标靶1绕X轴方向和绕Y轴方向的转动，旋转 调节机构4能实现标靶1绕Z轴方向的转动。同时三自由度移动调节机构都是用滚珠丝 杠螺母副配合，可以实现标靶1沿X、Y、Z三个方向的移动。
权利要求1. 一种串并联组合的六自由度调节机构，其特征在于并联水平调节机构与旋转调节机 构的旋转轴连接，旋转调节机构又与竖直方向调节机构滚珠丝杠副连接，竖直方向调节机 构与竖直方向调节机构平台固定，竖直方向调节机构平台与纵向调节机构平台滚珠丝杠副 连接，纵向调节机构平台与横向调节机构平台滚珠丝杠副连接。
2.根据权利要求1所述的一种串并联组合的六自由度调节机构，其特征在于所述的并 联水平调节机构中上平台、下平台由弹性杆连接，电机在下平台上，下平台下部有套筒与旋 转调节机构连接。
3.根据权利要求1所述的一种串并联组合的六自由度调节机构，其特征在于并联水平 调节机构的第一弹性杆、第二弹性杆及第三弹性杆分别与并联水平调节机构上平台、并联 水平调节机构下平台连接，并且三根弹性杆相互并联，呈三角形分布。
4.根据权利要求1所述的一种串并联组合的六自由度调节机构，其特征在于并联水平 调节第二电机、并联水平调节第一电机的轴端均装有螺杆，螺杆与方形螺母螺纹联接，方形 螺母分别与第一弹性杆和第二弹性杆的下端通过圆锥销联接，方形螺母安装在方形螺母座 内。
专利摘要本实用新型涉及一种串并联组合的六自由度调节机构。本实用新型技术方案是并联水平调节机构与旋转调节机构的旋转轴连接，旋转调节机构又与竖直方向调节机构导向平台滚珠丝杠副连接，竖直方向调节机构导向平台与竖直方向调节机构平台固定，竖直方向调节机构平台与纵向调节机构平台滚珠丝杠副连接，纵向调节机构平台与横向调节机构平台滚珠丝杠副连接。本实用新型克服了现有人为和机构组合的标靶的位置精度不够带来误差的缺陷。本实用新型通过串联三自由度移动调节机构实现平台横向、纵向以及竖直方向的移动，通过旋转调节机构实现平台旋转运动，最后通过并联水平调节机构实现平台水平姿态。
文档编号G01D11/00GK201787966SQ20102018881
公开日2011年4月6日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者任皓, 周骥平, 张颖, 朱兴龙, 朱军军, 魏孝斌 申请人:扬州大学