六自由度的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种六自由度的控制装置，包括依次连接的固定机构、水平移动机构、竖直移动机构、水平旋转机构、竖直旋转机构；水平移动机构能够带动竖直移动机构相对于固定机构在第一水平方向上滑动，并能够在第二水平方向上调节竖直移动机构的位置；水平旋转机构能够带动竖直旋转机构相对于竖直移动机构在水平面内进行旋转；竖直旋转机构能够带动目标被控件在竖直平面内旋转且能够调整目标被控件在该竖直平面法向上的位置。本发明专利技术作为可控制目标姿态的载体，能够作为测试装置搭载无人机、机器人或非合作目标模型，给出装置在六个自由度上相对初始状态的姿态变化，可以应用到无人机控制算法调试、目标姿态算法调试优化等领域。

【技术实现步骤摘要】
六自由度的控制装置
本专利技术涉及姿态控制载体领域，具体地，涉及六自由度的控制装置，尤其是六自由度的测试装置。
技术介绍
在现有技术中，传统方案是通过双轴陀螺测试转台对目标被控件的姿态进行控制调整，但是传统方式中的双轴陀螺测试转台具有如下不足之处：1，双轴陀螺测试转台只有2个自由度，对目标被控件的控制具有局限性；而本专利技术装置拥有更多的自由度，能够完成更多的姿态变换，即可以辅助完成更多自由度的测量，比如进行目标姿态解算算法调试时，需要同时调整X，Y，Z轴的旋转角度，与算法解算的结果对比，双轴陀螺测试转台不能实现该功能；2，普通转台旋转精度的可读性差，通常为电动驱动，且在转台上没有刻度，无法准确测量读数，且成本较高；而本专利技术装置在各个自由度都配有标尺，读数精度高，位置可以用坐标表示，减少了误差，可以显著提高测试的可信度；3，普通转台的安装不便，没有提供固定的安装支架，旋转中物体可能不稳定甚至掉下转台；而本专利技术装置设计了固定夹板，更稳定的固定被测物体，消除移动过程中物体滑动的误差，提高测试精度；4，普通的测试转台，主体笨重，并附带庞大的电路控制设备，移动、拆卸不方便；而本专利技术装置具有便于拆卸、安装、移动的特点。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种六自由度的控制装置。根据本专利技术提供的一种六自由度的控制装置，包括依次连接的固定机构、水平移动机构、竖直移动机构、水平旋转机构、竖直旋转机构；水平移动机构能够带动竖直移动机构相对于固定机构在第一水平方向上滑动，并能够在第二水平方向上调节竖直移动机构的位置；水平旋转机构能够带动竖直旋转机构相对于竖直移动机构在水平面内进行旋转；竖直旋转机构能够带动目标被控件在竖直平面内旋转且能够调整目标被控件在该竖直平面法向上的位置。优选地，所述固定机构包括第一支撑柱1、底座2；底座2包括后挡板3、侧挡板4、前挡板6、底挡板49；底挡板49由第一支撑柱1支撑；底挡板49的左右两个侧面向上分别延伸出侧挡板4，水平移动机构被限制在两个侧挡板4之间；两个侧挡板4的前端之间连接有前挡板6；前挡板6上设置有沿第一水平方向的水平距离刻度，且该水平距离刻度与水平移动机构中的水平距离刻度相匹配；两个侧挡板4的后端之间连接有后挡板3；前挡板6、后挡板3的下部均具有导轨50，水平移动机构能够沿导轨50在第一水平方向上滑动。优选地，所述水平移动机构包括底板21、限定板20、第二支撑柱9、顶板10、外壳壳体17、外盖壳16；底板21的前后两端均设置有第一滑槽8，第一滑槽8与固定机构的导轨50匹配安装；底板21能够通过锁紧螺丝与所述固定机构的底挡板49相对固定；顶板10的前端、后端分别通过第二支撑柱9连接在底板21上，且顶板10沿第二水平方向延伸；顶板10的镂空区域51构成沿第二水平方向延伸的滑槽，外盖壳16构成与所述沿第二水平方向延伸的滑槽匹配安装的滑块；顶板10的顶面设置有沿第一水平方向的水平距离刻度；外盖壳16的底部连接外壳壳体17的顶部；外壳壳体17的底部设置有侧面滑槽52，侧面滑槽52能够沿安装在底板21上的限定板20的导轨滑动；外壳壳体17在第二水平方向上被限制在分别连接顶板10的前端、后端的两个第二支撑柱9之间；竖直移动机构的一部分安装在外壳壳体17中。优选地，所述竖直移动机构包括摇柄18、第一柄22、第二齿轮25、第四齿轮27、第三齿轮26、升降柱12、升降底座14、第一齿轮23；第二齿轮25、第四齿轮27、第三齿轮26、第一齿轮23位于所述水平移动机构外壳壳体17内；摇柄18通过第一柄22能够驱动第二齿轮25；第二齿轮25、第四齿轮27、第三齿轮26依次啮合连接；第三齿轮26与升降柱12上的齿啮合连接；升降柱12的顶部设置有升降底座14；所述水平旋转机构可旋转地安装在升降底座14上；第一柄22通过轴连接第一齿轮23，外壳壳体17的内壁上设置有与第一齿轮23廓形匹配的定位槽，第一柄22通过轴能够驱动第一齿轮23嵌入所述定位槽进行限位以及驱动第一齿轮23从所述定位槽中脱离；升降底座14上设置有参考线。优选地，所述水平旋转机构包括第二柄28、垫片33、第一刻度盘34、安装螺帽30、多孔螺帽31；第一刻度盘34、垫片33、多孔螺帽31之间由下至上排列，且通过与多孔螺帽31匹配的螺栓紧固连接；多孔螺帽31的中心通孔内嵌入有安装螺帽30，其中，安装螺帽30与所述竖直移动机构的升降底座14上的螺栓紧固连接；第二柄28从垫片33的侧面向外延伸，能够驱动垫片33在水平面内旋转；多孔螺帽31上的螺栓与竖直旋转机构紧固连接。优选地，所述竖直旋转机构包括支架38、限位板39、滑套36、滑轮35、第三支撑柱44、第二刻度盘42、第二滑槽43、夹板40；支架38沿弧线延伸；支架38的下端紧固连接在所述水平旋转机构上；支架38的上端设置有限位板39；滑套36套在支架38上，且通过滑轮35能够沿支架38移动；滑套36通过锁定螺丝能够与支架38相对固定；第二刻度盘42、第二滑槽43通过螺栓连接在滑套36上的第三支撑柱44；第二刻度盘42与螺栓紧固连接，第二滑槽43能够相对于第二刻度盘42转动，且第二滑槽43的底面紧贴第二刻度盘42的刻度面；在第二滑槽43上设置有两个夹板40；两个夹板40通过锁紧螺丝能够与第二滑槽43相对固定，从而夹持住目标被控件。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术作为可控制目标姿态的载体，能够作为测试装置搭载无人机、机器人或非合作目标模型，给出装置在六个自由度上相对初始状态的姿态变化，可以应用到无人机控制算法调试、目标姿态算法调试优化等领域。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的六自由度的控制装置的六自由度运动模型示意图。图2为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图3为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图4为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图5为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图6为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图7为本专利技术提供的六自由度的控制装置的整体结构示意图。图8为本专利技术提供的六自由度的控制装置中水平移动机构、竖直移动机构、水平旋转机构、竖直旋转机构的结构示意图。图9为本专利技术提供的六自由度的控制装置中水平移动机构和竖直移动机构的结构示意图。图10为本专利技术提供的六自由度的控制装置中水平移动机构和竖直移动机构的装配图。图11为本专利技术提供的六自由度的控制装置中竖直移动机构的摇柄装配图。图12为本专利技术提供的六自由度的控制装置中竖直移动机构的装配图。图13为本专利技术提供的六自由度的控制装置中水平旋转机构的装配图。图14为本专利技术提供的六自由度的控制装置中水平旋转机构的装配图。图15为本专利技术提供的六自由度的控制装置中竖直旋转机构的结构示意图。图16为本专利技术提供的六自由度的控制装置中竖直旋转机构的装配图。图17为本专利技术提供的六自由度的控制装置的前视图。图18为本专利技术提供的六自由度的控制装置的左视图。图19为本专利技术提供的六自由度的控制装置的右视图。图20为本专利技术提供的六自由度的控制装置的后视图。图21为本专利技术提供的六自由度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度的控制装置，其特征在于，包括依次连接的固定机构、水平移动机构、竖直移动机构、水平旋转机构、竖直旋转机构；水平移动机构能够带动竖直移动机构相对于固定机构在第一水平方向上滑动，并能够在第二水平方向上调节竖直移动机构的位置；水平旋转机构能够带动竖直旋转机构相对于竖直移动机构在水平面内进行旋转；竖直旋转机构能够带动目标被控件在竖直平面内旋转且能够调整目标被控件在该竖直平面法向上的位置。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度的控制装置，其特征在于，包括依次连接的固定机构、水平移动机构、竖直移动机构、水平旋转机构、竖直旋转机构；水平移动机构能够带动竖直移动机构相对于固定机构在第一水平方向上滑动，并能够在第二水平方向上调节竖直移动机构的位置；水平旋转机构能够带动竖直旋转机构相对于竖直移动机构在水平面内进行旋转；竖直旋转机构能够带动目标被控件在竖直平面内旋转且能够调整目标被控件在该竖直平面法向上的位置。2.根据权利要求1所述的六自由度的控制装置，其特征在于，所述固定机构包括第一支撑柱(1)、底座(2)；底座(2)包括后挡板(3)、侧挡板(4)、前挡板(6)、底挡板(49)；底挡板(49)由第一支撑柱(1)支撑；底挡板(49)的左右两个侧面向上分别延伸出侧挡板(4)，水平移动机构被限制在两个侧挡板(4)之间；两个侧挡板(4)的前端之间连接有前挡板(6)；前挡板(6)上设置有沿第一水平方向的水平距离刻度，且该水平距离刻度与水平移动机构中的水平距离刻度相匹配；两个侧挡板(4)的后端之间连接有后挡板(3)；前挡板(6)、后挡板(3)的下部均具有导轨(50)，水平移动机构能够沿导轨(50)在第一水平方向上滑动。3.根据权利要求1所述的六自由度的控制装置，其特征在于，所述水平移动机构包括底板(21)、限定板(20)、第二支撑柱(9)、顶板(10)、外壳壳体(17)、外盖壳(16)；底板(21)的前后两端均设置有第一滑槽(8)，第一滑槽(8)与固定机构的导轨(50)匹配安装；底板(21)能够通过锁紧螺丝与所述固定机构的底挡板(49)相对固定；顶板(10)的前端、后端分别通过第二支撑柱(9)连接在底板(21)上，且顶板(10)沿第二水平方向延伸；顶板(10)的镂空区域(51)构成沿第二水平方向延伸的滑槽，外盖壳(16)构成与所述沿第二水平方向延伸的滑槽匹配安装的滑块；顶板(10)的顶面设置有沿第一水平方向的水平距离刻度；外盖壳(16)的底部连接外壳壳体(17)的顶部；外壳壳体(17)的底部设置有侧面滑槽(52)，侧面滑槽(52)能够沿安装在底板(21)上的限定板(20)的导轨滑动；外壳壳体(17)在第二水平方向上被限制在分别连接顶板(10)的前端、后端的两个第二支撑柱(9)之间；竖直移动机构的一部分安装在外壳壳体(17)中。4.根据权利要求1所述的六自由度的控制装置，其特征在于，所述竖直移动机构包括摇柄(18)、第一柄(22)、第二齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱程广，赵健康，马有为，卢山，田少雄，彭杨，
申请(专利权)人：上海交通大学，上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31