[实用新型]一种三维位置及姿态调控装置

说明书

一种三维位置及姿态调控装置，包括X轴杆、X轴杆固定外壳、Y轴杆、Y轴杆固定外壳、Z轴杆、Z轴杆固定外壳、网格状二维坐标底板以及环形永磁体；所述Z轴杆固定外壳垂直安装在所述网格状二维坐标底板上，所述Z轴杆安装在Z轴杆固定外壳内，并可其中自由转动；所述Z轴杆顶端侧壁开有通孔一，所述Y轴杆固定外壳从通孔一中穿出并固定，所述Y轴杆安装在Y轴杆固定外壳中，并可在其中转动；所述Y轴杆远离Z轴杆一端侧壁开有通孔二，所述X轴杆固定外壳从通孔二中穿出并固定，所述X轴杆安装在所述X轴杆固定外壳中，并可在其中转动，所述环形永磁体套装在X轴杆中部。本实用新型解决了实验时永磁体三维位置及姿态精确控制问题。

技术领域

本实用新型属于机械控制领域，具体涉及一种三维位置及姿态调控装置。

背景技术

在进行磁化胶囊内窥镜定位跟踪实验研究时，需要在一定三维空间范围内精确控制永磁体的位置坐标，并使其以任意给定的姿态呈现。但是因为放置在磁传感器阵列中的不便性、不精确性(因不能够固定而晃动产生误差)以及不可操控性(不能细微位置和角度的调整)，所以这种方法不可取。就需要某种装置能够稳定的放置永磁体的同时又能够对其三维位置及姿态进行调整和信息获取。而现有的三维支架大多采取固定轴形式，虽然可以通过三轴在各自单轴方向上的水平移动使得目标体到达空间某一位置，但是缺少旋转的功能，不能够实现对其姿态的旋转控制。另外存在一些旋转型三维支架，它们可以实现对目标体的旋转控制，但是它们的旋转轴几乎采用的是灵活结构，不能够精确控制目标体的旋转角度且旋转角度不为使用者可知。因此目前没有满足磁化胶囊内窥镜定位跟踪实验研究要求的三维支架装置存在。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决做永磁体位置及姿态测量实验时永磁体三维位置及姿态精确控制问题，提供便捷有效的磁化胶囊内窥镜定位跟踪实验装置，也可以用于其它对目标物三维位置及姿态有调控需求的应用场合。

为达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种三维位置及姿态调控装置，其特征在于，所述调控装置包括X轴杆、X轴杆固定外壳、Y轴杆、Y轴杆固定外壳、Z轴杆、Z轴杆固定外壳、网格状二维坐标底板以及环形永磁体；其中，

所述Z轴杆固定外壳垂直安装在所述网格状二维坐标底板上，所述Z轴杆安装在所述Z轴杆固定外壳内，与所述网格状二维坐标底板垂直，并可在所述Z轴杆固定外壳内部自由转动；

所述Z轴杆顶端侧壁开有通孔一，所述Y轴杆固定外壳一端插入所述通孔一中并从所述通孔一中穿出并固定在所述通孔一中，所述Y轴杆安装在所述Y轴杆固定外壳中，并可在所述Y轴杆固定外壳中转动；

所述Y轴杆远离所述Z轴杆一端侧壁开有通孔二，所述X轴杆固定外壳插入所述通孔二中并从所述通孔二中穿出并固定在所述通孔二中，所述X轴杆安装在所述X轴杆固定外壳中，并可在所述X轴杆固定外壳中转动，所述环形永磁体套装在所述X轴杆中部。

进一步地，所述X轴杆、Y轴杆、Z轴杆为圆柱体结构，所述网格状二维坐标底板上设置有X轴与Y轴坐标，所述Y轴杆轴心投影与所述Y轴重合，所述X轴杆轴心线投影与所述X轴重合。

进一步地，所述X轴杆远离所述Y轴杆一端安装有陀螺仪。

进一步地，所述环形永磁体中心悬吊有一个锥形垂体，所述锥形垂体高度可进行调节，所述锥形垂体锥尖与所述网格状二维坐标底板表面接触。

优选地，所述Z轴杆固定外壳内部，所述外壳内壁与所述Z轴杆之间设置有滚动小球。

优选地，所述Y轴杆固定外壳与所述X轴杆固定外壳内壁上分别至少设置有两个环形弹性支架，所述弹性支架与所述Y轴杆、X轴杆接触。

进一步地，所述X轴杆固定外壳、Y轴杆固定外壳、Z轴杆固定外壳上，环绕所述X轴杆、Y轴杆、Z轴杆分别设置有环状刻度尺，所述X轴杆、Y轴杆、Z轴杆上对应设置有角度指针。