(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210218654.6 (22)申请日 2022.03.04 (71)申请人 北京机械工业自动化研究所有限公 司 地址 100120 北京市西城区德胜门外教场 口街1号 (72)发明人 李敏　王宁威　黄咏文　谢兵兵　 王东方　韩立新　黄及远　李晓会　 (74)专利代理 机构 北京律诚同业知识产权代理 有限公司 1 1006 专利代理师 张燕华　尚群 (51)Int.Cl. F16M 11/04(2006.01) F16M 11/06(2006.01) F16M 11/18(2006.01)H04N 13/296(2018.01) H04N 5/232(2006.01) (54)发明名称 一种二维三自由度相对调平装置及方法 (57)摘要 一种二维三自由度相对调平装置， 包括： z ‑x 平面摆动调整机构， 包括基板、 摆动伺服推杆和 摆动块， 该摆动伺服推杆与该摆动块连接； z向移 动调整机构， 包括z向滑轨、 z向滑块、 z向伺服推 杆、 激光测距模块和摄像仪固定盒， 该摄像仪固 定盒安装在z向滑块上， z向滑块安装在z向滑轨 上， 该z向伺服推杆与该摄像仪固定盒连接， 该激 光测距模块安装在该摄像仪固定盒上； 以及x向 移动调整机构， 包括第一、 第二固定板、 x向滑轨、 x向滑块和x向伺服推杆， 该第一固定板与该摆动 块连接， x向滑轨安装在该第一固定板上， x向滑 块安装在x向滑轨上， 该第二固定板与x向滑块连 接， 该z向滑轨安装在该第二固定板上， 该x向伺 服推杆与该第二固定 板连接。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114658967 A 2022.06.24 CN 114658967 A 1.一种二维三自由度相对调平装置， 其特 征在于， 包括： z‑x平面摆动调整机构， 包括基板和安装在所述基板上的摆动伺服推杆和摆动块， 所述 摆动伺服推杆与所述摆动块连接； z向移动调整机构， 包括z向滑轨、 z向滑块、 z向伺服推杆、 激光测距模块和摄像仪固定 盒， 所述摄像仪固定盒安装在所述z向滑块上， 所述z向滑块安装在所述z向滑轨上并沿所述 z向滑轨移动， 所述z向伺服推杆与所述摄像仪固定盒连接， 所述激光测距模块安装在所述 摄像仪固定盒上； 以及 x向移动调整机构， 包括第一 固定板、 第二 固定板、 x向滑轨、 x向滑块和x向伺服推杆， 所 述第一固定板与所述摆动块连接， 所述x向滑轨安装在所述第一固定板上， 所述x向滑块安 装在所述x向滑轨上并沿所述x向滑轨移动， 所述第二固定板与所述x向滑块连接， 所述z向 滑轨安装在所述第二固定 板上， 所述x向伺服推杆与所述第二固定 板连接。 2.根据权利要求1所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述摆动块的上方 和下方分别通过缓冲结构与所述第一固定板连接， 且使所述第一固定板平行于所述摆动 块。 3.根据权利要求1或2所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述摆动块的 右端与固定在所述基板上的旋转轴铰接， 所述摆动块的左端与所述摆动伺服推杆的推杆连 接， 所述摆动伺服推杆安装在所述基板上并与z轴平行， 通过所述摆动伺服推杆的推杆控制 所述摆动块在z ‑x平面中摆动。 4.根据权利要求3所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述摆动块的左端 通过固定式铰链与所述摆动伺服推杆的推杆连接， 所述固定式铰链包括连接部和铰接杆， 所述连接部的上部与所述摆动块固定连接， 所述连接部的下部设置有铰接孔， 所述铰接杆 穿过所述铰接孔与所述摆动伺服推杆的推杆上端连接， 所述铰接孔的半径大于所述铰接杆 的半径， 所述铰接杆在所述铰接孔中具有上 下移动的间隙。 5.根据权利要求1或2所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述x向滑轨为 沿x轴平行设置且对称固定在所述第一固定板上的一对滑轨， 所述x向伺服推杆固定在所述 第一固定板上， 所述x向伺服推杆的推杆通过固定式铰链与所述第二固定板连接， 并控制所 述第二固定 板在x向上移动。 6.根据权利要求1或2所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述z向滑轨为 沿z轴平行设置且对称固定在所述第二固定板上的一对滑轨， 所述z向伺服推杆固定在所述 第二固定板上， 所述z向伺服推杆的推杆通过固定式铰链与所述摄像仪固定盒连接， 并控制 所述摄像仪固定盒在z向上移动。 7.根据权利要求6所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述摄像仪固定盒 的两侧靠底部中间位置分别固定有所述激光测距模块。 8.根据权利要求7所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述激光测距模块 的工作向 向下， 分别测量所述摄 像仪固定盒的两端与下 方平面/曲面的距离 。 9.根据权利要求7所述的二维三自由度相对调平装置， 其特征在于， 所述摄像仪固定盒 为中空的立方体盒， 摄像仪的采集部分固定在所述立方体盒内， 且所述摄像仪的摄像头垂 直朝下。 10.一种二维三自由度相对调平方法， 其特 征在于， 包括如下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114658967 A 2S100、 控制x向移动调整机构的x向伺服推杆运动， 推动所述x向移动调整机构移动 至最 右侧； S200、 完成移动后， 双激光测距模块对工作平面进行测距， 根据测得的距离信息， 控制z 向移动调整机构的z向伺服推杆工作， 推动摄像仪固定盒下降至摄像仪的工作 距离范围内； 以及 S300、 双激光测距模块再次对工作平面进行测距， 根据不同的测距结果控制z ‑x平面摆 动调整机构完成调平。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114658967 A 3