一种具有解耦特性的三维扫描测头制造技术

本发明专利技术公开了一种具有解耦特性的三维扫描测头，适用于微米及亚微米级的微位移及三维微小尺寸测量，其中包括有三维导向机构和传感检测单元；所述三维导向机构中包括有由四个二维柔性铰链杆组成的二维XY向导向机构和由四个一维柔性铰链杆组成的一维Z向导向机构；传感检测单元包括由四组传感器组成的二维XY向传感检测单元和两组传感器组成的一维Z向传感检测单元；本发明专利技术能将任意方向的空间位移量分解为沿着三个坐标轴向的位移，而且其具有相互解耦的特性，即沿着三个坐标轴向的运动及位移之间没有相互耦合影响关系，减小了测头耦合误差及缩短了误差传递链，简化了三维扫描测头的机械结构，各向同性和动态一致性好，结构紧凑，灵敏度高，安装调试方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精密测量，具体涉及一种具有解耦特性的三维扫描测头。

技术介绍

1、三维测头是精密测量仪器的重要组成部分，尤其是在三坐标测量机或者齿轮测量中心中不可或缺。其精度和性能直接影响测量系统的精度和工作效率。随着精密测量技术的迅猛发展，对于三维测头的精度及综合机械性能要求越来越高。当前三维测头研究领域的核心技术是三个坐标轴向导向机构的结构优化及测头系统工作性能的提升。

2、例如德国zeiss、瑞士mecarter等公司的扫描测头，三坐标轴向之间存在耦合，测量时不可避免的存在耦合误差，同时测头多采用电感式传感器，频率响应低，测头精度不高。renishaw的sp80测头的嵌套结构存在各坐标轴向的运动质量和惯量不同，驱动力作用下各轴导向机构的运动特性不一致。renishaw的revo测头z向导向机构与x向及y向相比灵敏度底，工作过程中各坐标轴向的性能存在差异。德国klingelnberg公司k3d测头采用平行簧片作为导向单元的串并联复合结构，属于不完全解耦测头，存在耦合误差，结构较为复杂，制造装配工艺性不佳。目前所见的三维扫描测头各坐标轴向的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有解耦特性的三维扫描测头，包括XY向导向机构(1)、解耦支撑组件(2)、Z向传感检测单元(3)、Z向导向机构(4)、测头安装底板(5)、一维柔性传力杆(6)、XY向传感检测单元(7)和测针组件(8)，其特征在于：所述XY向导向机构(1)包括四个二维柔性铰链杆(101)、XY向平动板(102)和XY向固定板(103)，所述XY向平动板(102)的内侧四周固定安装有二维柔性铰链杆(101)，且二维柔性铰链杆(101)的一端固定安装有XY向固定板(103)，所述XY向导向机构(1)为套装结构；所述解耦支撑组件(2)包括一维柔性铰链板(201)和XY向固定板支撑架(202)，所述的一维...

【技术特征摘要】

1.一种具有解耦特性的三维扫描测头，包括xy向导向机构(1)、解耦支撑组件(2)、z向传感检测单元(3)、z向导向机构(4)、测头安装底板(5)、一维柔性传力杆(6)、xy向传感检测单元(7)和测针组件(8)，其特征在于：所述xy向导向机构(1)包括四个二维柔性铰链杆(101)、xy向平动板(102)和xy向固定板(103)，所述xy向平动板(102)的内侧四周固定安装有二维柔性铰链杆(101)，且二维柔性铰链杆(101)的一端固定安装有xy向固定板(103)，所述xy向导向机构(1)为套装结构；所述解耦支撑组件(2)包括一维柔性铰链板(201)和xy向固定板支撑架(202)，所述的一维柔性铰链板(201)安装在xy向固定板(103)和xy向固定板支撑架(202)之间,所述xy向固定板支撑架(202)安装于测头安装底板(5)的顶部上。

2.根据权利要求1所述的一种具有解耦特性的三维扫描测头，其特征在于：所述z向导向机构(4)相对于xy向导向机构(1)独立设置，且z向导向机构(4)包括四个一维柔性铰链杆(401)、z向平动板(402)、z向固定板(403)和z向导向机构支撑架(404)，四个所述一维柔性铰链杆(401)的顶部固定安装有z向平动板(402)，且一维柔性铰链杆(401)的底部固定安装有便于支撑的z向固定板(403)，z向固定板(403)的一侧下方固定连接有z向导向机构支撑架(404)，所述z向导向机构支撑架(404)安装于测头安装底板(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：强怀博，王洪喜，唐博，王亚晓，罗元培，李梓瑶，朱婉杰，司毓言，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：