空间物体形状检测系统设计+CAD图纸(5)
图2.1 双导轨滑块移动配置
X方向移动部分如图2.2所示:
图2.2 X移动部分
X-Y移动单元整体方案如图2.3所示：
图2.3 X-Y移动单元
Z轴的传动与X相似，仍然采用丝杠传动方式。通过丝杠与导杆之间的连接获得主轴的上下，从而控制Z轴探测系统的移动，继而进行检测。
2.6.3 传统驱动与新型驱动方案对比
本设计中的X、Y和Z轴方向均建立在直线位移移动的基础上。获得直线运动的方式一般有传统的将旋转运动转化成为直线运动的方式，比如丝杠螺母传动、带传动、齿轮齿条传动等方式，还有现代新型的直线电机，即线性马达，可在电机内部将旋转运动转化为线性运动，从而外部直接输出线性运动。这种方式与滚珠丝杠传动相比没有机械接触，传动力是在气隙中产生的，摩擦较小。从表面上看，直线电机似乎可以取代滚珠丝杠成为驱动直线运动的主要方式。但是直线电机存在着很多问题。一是直线电机的耗电量大，尤其在进行高载荷、高加速度的运动时，瞬间电流会对供电系统带来沉重负荷；其二是振动较高。直线电机的动态刚性极低，不能起到缓冲阻尼的作用，在运动时容易引起部件振动；其三是发热量大。固定在工作台的直线电机动子是高发热部件，其安装的位置不利于散热，对整个系统的温度控制带来很大的挑战；其四是直线电机不能自锁，为了保证操作安全，尤其是垂直运动轴，必须要额外配备锁紧机构，增加了系统的复杂性。基于以上的分析，本设计中仍然采用传统的驱动传动方案，电机驱动和丝杠传动的方式。
2.6.4 探测系统方案
照明光源一般有卤素灯（冷）光源、荧光灯光源和LED光源。查阅资料分析之后选择LED光源。LED具有寿命长、光源响应速度快等诸多优点，因此选用LED作为光源。照明方式一般有表面光照明、轮廓光照明和同轴光照明，综合分析选择环形光作为照明方式。
镜头是探测系统中不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响图像处理算法的结果。远心镜头可以纠正传统工业镜头视差而设计，它在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化。因此本设计中根据测量系统的要求综合考虑选则物方远心镜头，。
查阅资料得知目前市场上的图像传感器包括CCD器件和CMOS器件。由于CCD器件在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS器件，所以本设计中采用CCD器件作为图像传感器。
3 机械结构系统与驱动控制系统设计
机械结构系统主要包括结构形式、导轨、传动机等。结构形式是指整个系统的主体机械结构。主要包括工作平台、立柱、壳体、底座等部分。为了保持工作平台、支撑结构和底座的减震性和稳定性，结构需要刚性好、强度高。导轨是实现运动的重要部件。导轨分为滑动摩擦导轨、滚动导轨和气浮导轨。传动机构是重要的运动机构，有多种形式可以选择，如滚珠丝杠、无牙螺纹、同步齿形带、钢带等。
3.1 结构形式
空间物体形状检测系统的结构形式有柱式、固定桥式和移动桥式等结构。对比分析三种方式从而进行选择。
3.1.1 柱式结构
柱式结构如图3.1所示，其中1为基座，工作台2与3分别作X和Y向移动，探测系统5可以固定在立柱4上做Z向的运动。
图3.1 柱式结构
3.1.2 固定桥式结构
固定桥式如图3.2所示, 固定桥式的X,Y和Z轴是沿着相互正交的导轨面运动的三个部分，装有探测系统的Z轴部分可以在Y轴部分上相对做垂直运动，支柱被固定在机器本体上。Z轴部分和Y轴部分装在机座二等两侧的桥架上端，测量平台沿着水平平面的导轨作X轴方向的移动，工件放在该平台上进行测量。