专利名称：转角测量机构的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量技术工程和机械设计工程，具体是一种转角测量机构的结构。
背景技术：
目前，在采用直线位移传感器作为测量元器件而构建的并联四边形测量转角的机构中，可以采用多种结构设计形式，但根据实际情况，在测量精度要求较高时，对机械结构设计的要求较高，如何保证设计要求而较小引入加工误差是设计的关键。对于该机构的测量原理而言，如何保证直线位移传感器移动轨迹与两端回转轴心连线平行或重合和初始位置参数的标定是提高测量精度的难点。人们一般采用串联式结构，在转角处装码盘。采用滚珠直线导轨滑块运动结构作为导向，直线位移传感器只作为测量元器件的设计结构还未见报道。
发明内容
为提高并联四边型测量转角机构的测量精度，本发明的目的是提供一种转角测量机构的结构，采用本发明能在保证运动精度的情况下，尽量简化设计结构。
本发明的目的是这样实现的包括带有动尺头的直线位移传感器，导向机构，轴，其中直线位移传感器为三根，每根直线位移传感器通过动尺头分别安装在导向机构上；其中直线位移传感器A的一端安装在A轴上，另一端与直线位移传感器B的一端一起安装在D轴上，直线位移传感器C的一端安装在B轴上，另一端与直线位移传感器B的另一端一起安装在C轴上，三根直线位移传感器为上、下两层分布结构，整体呈“N”字型结构；A轴和B轴通过转动副设在固定端上；C轴和D轴通过转动副和运动端连接；所述导向机构由直线位移传感器和导轨支撑板，直线滚珠导轨，滚珠滑块支撑板，滚珠滑块及连接块组成，直线位移传感器和导轨平行安装，动尺头分别安装在滚珠滑块上，滚珠滑块与直线滚珠导轨滑动连接，直线滚珠导轨安装在直线位移传感器和导轨支撑板上，其中两块直线位移传感器和导轨支撑板同轴、并与两块滚珠滑块支撑板同轴，即直线位移传感器A、和直线位移传感器C与导轨支撑板同轴、并与所在的两块滚珠滑块支撑板同轴，直线位移传感器和导轨支撑板及滚珠滑块支撑板分别通过转动副和四根轴连接，三根直线滚珠导轨、滚珠滑块安装的中心线分别通过两端支撑用的轴中心的连线；所述直线位移传感器的动尺和滚珠滑块支撑板通过连接块连接。
本发明具有如下优点1.本发明将测量元器件和运动直线导向结构分开，提高测量精度。
2.采用导轨滑块结构使直线运动导向结构简单、精度高。
3.上下两层的设计结构、同轴设计思想更有利于标定和提高精度。
4.结构简单，更能从加工上保证测量角度的精度指标。
图1为本发明结构设装配图。
图2为图1的俯视图。
图3为图2的A-A旋转视图。
图4为图2的B-B旋转视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明由包括带有动尺头1的直线位移传感器(直线位移传感器A10，直线位移传感器B11，直线位移传感器C12)，移动机构，轴，其中直线位移传感器为三根，每根直线位移传感器通过动尺头1分别安装在移动机构上，具体为直线位移传感器A10的一端安装在A轴9上，另一端与直线位移传感器B11的一端一起安装在D轴16上，直线位移传感器C12的一端安装在B轴13上，另一端与直线位移传感器B11的另一端一起安装在C轴14上，三根直线位移传感器呈“N”字型结构；A轴9和B轴13通过转动副(轴承)设在固定端8上；C轴14和D轴16通过转动副(轴承)和运动端5连接。
所述移动机构由直线位移传感器和导轨支撑板3，直线滚珠导轨4，滚珠滑块支撑板6，滚珠滑块7及连接块15组成，直线位移传感器和导轨平行安装，动尺头1分别安装在滚珠滑块7上，滚珠滑块7与直线滚珠导轨4滑动连接，直线滚珠导轨4安装在直线位移传感器和导轨支撑板3上，其中两块直线位移传感器和导轨支撑板3同轴、并与两块滚珠滑块支撑板6同轴(即直线位移传感器A10、和直线位移传感器C12与导轨支撑板3同轴、并与所在的两块滚珠滑块支撑板6同轴)，直线位移传感器和导轨支撑板3及滚珠滑块支撑板6分别通过转动副(轴承)和四根轴连接，三根直线滚珠导轨、滚珠滑块安装的中心线分别通过两端支撑用的轴中心的连线，直线位移传感器的动尺1和滚珠滑块支撑板6通过连接块15连接。
本发明采用滚珠直线导轨滑块运动结构作为导向，直线位移传感器只作为测量元器件，其中三根直线位移传感器和三根直线滚珠导轨4分别由3块直线位移传感器和导轨支撑板3支撑，三块滑块支撑板6分别支撑三个滑块，滑块在直线滚珠导轨4上滑动，直线位移传感器和导轨支撑板3和滚珠滑块支撑板6分别通过转动副(轴承)和四根轴连接，并且其中两块直线位移传感器和导轨支撑板3同轴、两块滚珠滑块支撑板6同轴，导轨、滑块中心线通过两端支撑轴中心的连线，本实施例中A轴9和B轴13通过轴承和固定端8连接，C轴14和D轴16通过轴承和运动端5连接，三组直线位移传感器、导轨、滑块、支撑板为上、下两层分布结构，从投影图上看呈N字形。
卡板2标定用(标定两轴之间距离)，在标定初始条件时安装于直线位移传感器之间的两个轴上，四个轴卡三次。
本发明工作原理是本发明整个机构具有3个自由度，即运动端5可以实现平面内的两维移动和绕垂直平面的任意轴转动；当运动端5转动时，由于固定端8不动，滑块相对导轨移动，3根直线位移传感器的动尺尺头1随作为相对静尺的滚珠滑块支撑板6移动，即两轴间的距离发生变化，变化的距离可直接通过直线位移传感器读出，则运动端5相对规定端8的转角可通过相关计算得到(已知三角形的边求夹角)。
当运动端5转动时，由于固定端8不动，3根直线位移传感器两端的转动副转动及动尺和静尺相对移动，即直线位移传感器两端的转动副之间的距离发生变化，变化的距离可直接通过传感器读出，则可通过3个位移传感器两端的转动副之间的距离和运动端5和固定端8上两个转动副之间的距离计算出运动端5相对固定端8的转动角度。当运动端5相对固定端8作直线两维移动时，移动的位移也可通过上述长度计算出。
本发明整个结构设计可试用到空间对接机构缓冲试验台上。
权利要求
1.一种转角测量机构的改进结构，其特征在于包括带有动尺头(1)的直线位移传感器，导向机构，轴，其中直线位移传感器为三根，每根直线位移传感器通过动尺头(1)分别安装在导向机构上；其中直线位移传感器A(10)的一端安装在A轴(9)上，另一端与直线位移传感器B(11)的一端一起安装在D轴(16)上，直线位移传感器C(12)的一端安装在B轴(13)上，另一端与直线位移传感器B(11)的另一端一起安装在C轴(14)上，三根直线位移传感器为上、下两层分布结构，整体呈“N”字型结构；A轴(9)和B轴(13)通过转动副设在固定端(8)上；C轴(14)和D轴(16)通过转动副和运动端(5)连接。
2.按权利要求1所述转角测量机构的改进结构，其特征在于所述导向机构由直线位移传感器和导轨支撑板(3)，直线滚珠导轨(4)，滚珠滑块支撑板(6)，滚珠滑块(7)及连接块(15)组成，直线位移传感器和导轨平行安装，动尺头(1)分别安装在滚珠滑块(7)上，滚珠滑块(7)与直线滚珠导轨(4)滑动连接，直线滚珠导轨(4)安装在直线位移传感器和导轨支撑板(3)上，其中两块直线位移传感器和导轨支撑板(3)同轴、并与两块滚珠滑块支撑板(6)同轴，即直线位移传感器A(10)、和直线位移传感器C(12)与导轨支撑板(3)同轴、并与所在的两块滚珠滑块支撑板(6)同轴，直线位移传感器和导轨支撑板(3)及滚珠滑块支撑板(6)分别通过转动副和四根轴连接，三根直线滚珠导轨、滚珠滑块安装的中心线分别通过两端支撑用的轴中心的连线。
3.按权利要求2所述转角测量机构的改进结构，其特征在于所述直线位移传感器的动尺(1)和滚珠滑块支撑板(6)通过连接块(15)连接。
全文摘要
本发明涉及测量技术工程和机械设计工程，具体是一种转角测量机构的结构。包括带有动尺头的直线位移传感器，导向机构，轴，其中直线位移传感器为三根，每根直线位移传感器通过动尺头分别安装在导向机构上；其中直线位移传感器A的一端安装在A轴上，另一端与直线位移传感器B的一端一起安装在D轴上，直线位移传感器C的一端安装在B轴上，另一端与直线位移传感器B的另一端一起安装在C轴上，三根直线位移传感器为上、下两层分布结构，整体呈“N”字型结构；A轴和B轴通过转动副设在固定端上；C轴和D轴通过转动副和运动端连接。本发明可提高并联四边型测量转角机构的测量精度，能在保证运动精度的情况下，尽量简化设计结构。
文档编号G01B5/24GK1743790SQ20041005035
公开日2006年3月8日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者徐志刚, 房立金, 赵明扬, 王洪光 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所