[发明专利]平面位移测量装置、平面运动设备及其使用方法

权利要求书

1.一种平面位移测量装置，用于连接静物和动物，在静物上虚设一条定位轴线，动物能够在垂直于所述定位轴线的第一平面内活动，其特征在于，所述平面位移测量装置包括两组坐标测量仪，每组所述坐标测量仪包括角位移传感器、直线位移传感器、转动轴平行于所述定位轴线设置的转动副、移动方向垂直于所述定位轴线设置的移动副，所述转动副包括第一固定件和转动杆，所述第一固定件用于与所述静物保持相对静止状态，所述角位移传感器用于测量所述转动杆相对于所述第一固定件的转动角度，所述移动副包括与所述转动杆固定连接的第二固定件和用于与所述动物可转动连接的移动杆，所述直线位移传感器用于测量所述移动杆相对于所述第二固定架的位移，该两组坐标测量仪的转动轴和所述定位轴线均设置在第二平面内，并设置在所述定位轴线的两侧。

2.如权利要求1所述的平面位移测量装置，其特征在于，所述角位移传感器的分辨率≤0.0055°，所述直线位移传感器的分辨率≤0.05mm。

3.一种平面运动设备，包括静物、动物、两组平面运动模组，其特征在于，还包括如权利要求1所述的平面位移测量装置，每组所述平面运动模组具有固定部和用于带动所述动物在第一平面内运动的活动部，所述固定部与所述静物保持相对静止状态，所述活动部与所述动物可转动连接，且所述活动部与所述动物的转动轴、所述移动杆与所述动物的转动轴共轴设置；该两组平面位移测量装置的移动杆与所述动物的转动轴分别位于所述第二平面的两侧。

4.如权利要求3所述的平面运动设备，其特征在于，所述静物为外筒，所述动物为设置在所述外筒内的内筒。

5.如权利要求3所述的平面运动设备，其特征在于，所述活动部与所述动物转动副连接。

6.如权利要求3所述的平面运动设备，其特征在于，该两组坐标测量仪以所述定位轴线为中心对称安装在所述动物上。

7.一种如权利要求3-6中任一项所述的平面运动设备的使用方法，在所述第一平面上：设定①，在所述静物上虚设一条能够跟随静物运动的跟踪轴线，两组坐标测量仪分别为第一坐标测量仪、第二坐标测量仪，第一坐标测量仪、第二坐标测量仪以所述定位轴线为中心对称安装在所述动物上，初始状态时所述跟踪轴线与所述定位轴线重合；设定②，第二坐标测量仪的转动轴为坐标原点，第二坐标测量仪的移动杆伸长方向为X轴正向一侧，第一组坐标测量仪的转动轴位于Y轴正向一侧；设定③，在所述第一平面内，规定顺时针转动时角位移为负，顺时针转动定义为观察者和所述静物分别位于所述动物两侧；第二坐标测量仪的角位移传感器输出的角位移为其移动杆伸长方向与X轴正向夹角，第一坐标测量仪的角位移传感器输出的角位移为其移动杆伸长方向与X轴负向夹角；

记第二坐标测量仪的移动杆与所述动物间的转动轴与第二坐标测量仪的转动副的转动轴的初始长度为L₁₀，第一坐标测量仪的移动杆与所述动物间的转动轴与第一坐标测量仪的转动副的转动轴的初始长度为L₂₀，第一坐标测量仪的转动轴与第二坐标测量仪的转动轴的距离为φ，其特征在于，包括以下步骤：

在某一时刻，第二坐标测量仪的角位移传感器输出角位移为α′，第二坐标测量仪的直线位移传感器输出直线位移为L′₁₁，第一坐标测量仪的角位移传感器输出角位移为β′，第一坐标测量仪的直线位移传感器输出直线位移为L′₂₁，当向量时，控制该两组平面运动模组按向量驱动所述动物平移，其中，L′₁＝L₁₀+L′₁₁，L′₂＝L₂₀+L′₂₁；

在第二坐标测量仪4的角位移传感器输出角位移为第二坐标测量仪4的直线位移传感器输出直线位移为第一坐标测量仪3的角位移传感器输出角位移为第一坐标测量仪3的直线位移传感器输出直线位移为时，控制该两组平面运动模组暂停动作，此时，所述静物的跟踪轴线与所述动物的跟踪轴线重合。