一种六轴线激光齿轮测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108204791A(43)申请公布日2018.06.26(21)申请号201711488436.X(22)申请日2017.12.30(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人石照耀李昱坤王涛(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/00(2006.01)G01S17/48(2006.01)G01S17/89(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图5页(54)发明名称一种六轴线激光齿轮测量装置(57)摘要本发明公开了一种六轴线激光齿轮测量装置，属于精密测试技术与仪器、机械传动技术领域。包括两轴测头位姿调整机构，三轴移动机构，齿轮固定机构。本发明使用线激光测头，可以在一次测量中获取齿面上一条线的数据点云，提高了数据获取的速度。本发明采用六轴运动系统，在测量过程中可以实时调整激光器的方向，使激光器与被测齿面之间保持较好的测量姿态。本发明的这种六轴线激光齿轮测量装置可以测量的齿轮类型非常广泛，通过六轴运动系统与线激光器的配合可以从最佳角度扫描各种形状的齿面，可以很好的应对锥齿轮或曲线齿轮等测量较为困难的齿轮。CN108204791ACN108204791A权利要求书1/3页1.一种六轴线激光齿轮测量装置，其特征在于：包括两轴测头位姿调整机构(1)，三轴移动机构(2)，齿轮固定机构(3)；所述两轴测头位姿调整机构(1)包括第一旋转臂(1.1)、第一导向装置(1.2)、第二旋转臂(1.3)、第二导向装置(1.4)、测头(1.5)、第一圆光栅(1.6)和第二圆光栅(1.7)；所述三轴移动机构(2)包括第一导轨(2.1)、第一光栅(2.2)、测量臂(2.3)、第二导轨(2.4)、第二光栅(2.5)和伸缩测量臂(2.6)；所述齿轮固定机构(3)包括回转台(3.1)、第一固定臂(3.2)、第二固定臂(3.3)、第三固定臂(3.4)、下顶尖(3.5)、第三导轨(3.6)、第四导轨(3.7)、圆锥滚子轴承(3.8)、上顶尖(3.9)、底座(3.10)和第三圆光栅(3.11)；所述α轴为第一旋转臂(1.1)的旋转轴，方向与水平面平行；所述β轴为第二旋转臂(1.3)的旋转轴，方向与水平面垂直；所述θ轴为回转台(3.1)的旋转轴，方向与水平面平行；所述X轴为测量臂(2.3)沿第一导轨(2.1)的移动轴，方向与第一导轨(2.1)的滑动方向相同；所述Y轴为伸缩测量臂(2.6)沿第二导轨(2.4)的移动轴，方向与第二导轨(2.4)的滑动方向相同；所述Z轴为伸缩测量臂(2.6)的伸缩轴，方向与伸缩测量臂(2.6)的伸缩方向相同；X、Y、Z三轴正交；所述两轴测头位姿调整机构(1)中的第一导向装置(1.2)固定在伸缩测量臂(2.6)的端面上，第一旋转臂(1.1)与第一导向装置(1.2)相连，并能够绕平行于测量臂(2.3)的方向α轴旋转，第一导向装置(1.2)控制第一旋转臂(1.1)只沿α轴旋转，旋转角度由固定在第一导向装置(1.2)上的第一圆光栅(1.6)得到，第一旋转臂(1.1)到其旋转轴α的长度已知；第二导向装置(1.4)固定在第一旋转臂(1.1)的端面上，第二旋转臂(1.3)与第二导向装置(1.4)相连，旋转轴β方向与第一旋转臂(1.1)的旋转轴α方向垂直，第二导向装置(1.4)控制第二旋转臂(1.3)只沿β轴旋转，旋转角度可由固定在第二导向装置(1.4)上的第二圆光栅(1.7)得到，第二旋转臂(1.3)到其旋转轴β的长度已知；测头(1.5)固定在第二旋转臂(1.3)的端面上，测头(1.5)的测量原理为激光三角法，打出的线激光方向与第二旋转臂(1.3)的旋转轴β方向垂直；两轴测头位姿调整机构(1)通过α轴和β轴的旋转调整测头位姿，使待测齿面和测头之间保持稳定的测量姿态，提高测量数据的精度；所述三轴移动机构(2)中的第一导轨(2.1)固定在底座(3.10)上，第一导轨(2.1)沿X轴方向垂直于底座(3.10)的长边，测量臂(2.3)垂直于底座(3.10)的上表面并能够沿第一导轨(2.1)移动，测量臂(2.3)的位移可由固定在底座(3.10)上的第一光栅(2.2)测得，第一光栅(2.2)平行于第一导轨(2.1)；第二导轨(2.4)固定在测量臂(2.3)上，第二导轨(2.4)的方向为Y轴垂直于导轨2.1的X轴方向，伸缩测量臂(2.6)固定在第二导轨(2.4)上，并沿第二导轨(2.4)的方向Y轴滑动，伸缩测量臂(2.6)的位移由固定在测量臂(2.3)上的第二光栅(2.5)测得，第二光栅(2.5)平行于第二导轨(2.4)；伸缩测量臂(2.6)沿垂直