CN102566653A - 一种转角范围超过360度的小型转台限位机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转角范围超过360度的小型转台限位机构，包括电气限位机构和机械限位机构；电气限位机构包括拔杆、两个传感器组件及两个感应磁铁组件；所述两个传感器组件分别设置于转台基座的两侧，所述两个感应磁铁组件设置于转台安装板的边缘上，拔杆设置于安装板的底面上；当两磁开关处于打开状态时，则分别位于+90°方向和-90°方向上；所述两感应磁铁组件分别位于安装板边缘+α°方向和-α°方向上，只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内，只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内。本发明限位机构简单，生产成本低，可以满足转角范围超过360°的小型转台的限位需求。
Description
技术领域
本发明属于转台设计技术领域，特别涉及一种转角范围超过360°的小型转台限位机构。
背景技术
转台包括基座、旋转轴和安装板，其中旋转轴设于基座上，安装板至于旋转轴的顶端，通过电机驱动旋转轴旋转从而带动安装板上所设置负载的转动。当前转台包含三种类型：一、转角范围不超过360°的转台，二、转角范围超过360°的大型转台，三、转角范围超过360°的小型转台。
对于转角范围不超过360°的转台而言，其负载电信号的接入可以通过电缆直接接入，设置两组固定的电气限位机构和简单固定的机械限位机构能起到限位保护作用。
对于转角范围超过360°的大型转台而言，其负载电信号的接入可以通过电缆直接接入，设置两组固定的单向电气限位开关起到电气限位作用，设置两组相对活动的机械限位机构能起到限位保护作用，但单向电气限位开关体积较大，不适合小型转台使用。
对于转角范围超过360°的小型转台而言，其负载电信号的接入可以通过汇流环，使用汇流环后，转台的转角无限制范围，不需要设置电气限位机构和机械限位机构，但对于负载电信号较多的转台而言，汇流环的成本较高，同时也增加了转台体积、重量。
因此，对于转角范围超过360°的小型转台，体积、重量要求较严，而在要尽可能降低成本的情况下，传统的限位设计方法很难实现可靠的限位保护作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转角范围超过360°的小型转台限位机构，该限位机构体积小且生产成本低，其可满足转角范围超360°的小型转台限位的需要。
实现本发明的技术方案如下：
一种转角范围超过360°的小型转台限位机构，包括电气限位机构和机械限位机构；电气限位机构包括拔杆、两个传感器组件及两个感应磁铁组件；所述两个传感器组件分别设置于转台基座的两侧，所述两个感应磁铁组件设置于转台安装板的边缘上，拔杆设置于安装板的底面上；
所述传感器组件包括两个吸附支架、磁开关支架以及磁开关；所述吸附支架前后并排且非紧邻的固定于转台基座的一侧；磁开关支架为由前臂和后臂构成的L形，其前、后臂的相接处通过销螺钉连接在两吸附支架之间的基座上；所述磁开关支架可绕销螺钉旋转，磁开关设置于磁开关支架的前臂上，当磁开关支架旋转到其前臂与前端吸附支架相紧连时，磁开关处于关闭状态，当磁开关支架旋转到其后臂与后端吸附支架相紧连时，磁开关处于打开状态；设定原点位于转台旋转轴轴线上，且基座的正前方为0°方向；当两磁开关处于打开状态时，则分别位于+90°方向和-90°方向上；所述两感应磁铁组件分别位于安装板边缘+α°方向和-α°方向上，角度α的取值范围为95°～130°；同时+α°方向和-α°方向上的感应磁铁组件在随安装板旋转的过程中，只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内，只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内；拔杆位于安装板后端的底面上，且在随着安装板旋转的过程中，作用于磁开关支架的前臂或后臂上，带动磁开关支架的旋转，从而改变磁开关支架的状态；
所述机械限位机构包括碟簧缓冲器、环形从动扰杆、环形致动扰杆及深沟球轴承；弹簧缓冲器固连于所述旋转轴的轴承座上，深沟球轴承套接于旋转轴上，环形从动扰杆套接于深沟球轴承的外圈上，其可在深沟球轴承的作用下，与旋转轴进行相对的转动；环形致动扰杆固连于旋转轴的外侧、深沟球轴承的下方；其中环形致动扰杆上设有一对叉臂，两叉臂相对于环形致动扰杆中轴线所形成的角度为γ，环形从动扰杆上设有一悬臂，且所述叉臂将悬臂与转台旋转轴之间的相对转动范围限制在两叉臂之间，所述碟簧缓冲器对悬臂相对于轴承座的转动起阻挡作用。
本发明所述吸附支架上设有一磁铁，所述磁开关支架的前、后臂上设有压板，所述压板为能与磁铁吸附的金属材料，所述紧连是通过磁铁与压板的相互吸引实现。
本发明所述只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内为：当安装板顺时针旋转(α+90)°时，+α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离；所述只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内为：当安装板逆时针旋转(α+90)°时，-α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离。
有益效果
本发明利用+α°方向上与-90°方向上的磁开关感应，从而限制其沿顺时针可旋转的角度大于180°，利用-α°方向上与+90°方向上的磁开关感应，从而限制其沿逆时针旋转的角度大于180°；因此本发明电气限位机构简单、实用、成本低，且可以满足转角大于360°的需要。
其次、本发明机械限位机构利用叉臂与悬臂之间的旋转，可使旋转角超过360°，因此本发明机械限位机构简单、实用、成本低，且可以满足转角大于360°的需要。
附图说明
图1是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的三维外形图。
图2是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的三维外形图。
图3是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的主视图。
图4是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的左视图。
图5是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的右视图。
图6是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的俯视图。
图7是本发明负载安装板上感应磁铁部分安装位置示意图。
图8是本发明转角范围超过360°的小型转台限位机构的仰视图。
图9是本发明机械限位机构的安装位置示意图。
图10是本发明环形致动扰杆外形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1-6所示，本发明转动范围超过360°的小型转台限位机构，包括电气限位机构和机械限位机构；电气限位机构包括拔杆、两个传感器组件及两个感应磁铁组件；所述两个传感器组件分别设置于转台基座的两侧，所述两个感应磁铁组件设置于转台安装板的边缘上，拔杆设置于安装板的底面上。本实施例中将两个传感器组件定义为顺时针传感器组件和逆时针传感器组件，将两个感应磁铁组件定义为顺时针感应磁铁组件和逆时针感应磁铁组件。
顺时传感器组件安装在基座1的右侧，由磁开关8、磁开关支架9、销螺钉7、第一压板4、第二压板10、第一磁铁3、第二磁铁6、第一吸附支架2及第二吸附支架5等组成；第一吸附支架2和第二吸附支架5并排且非紧邻的固定于转台基座的右侧，第一磁铁3设于第一吸附支架2上，第二磁铁6设于第二吸附支架上；磁开关支架9为由前臂和后臂构成的L形，其前、后臂的相接处通过销螺钉7连接在两吸附支架之间的基座上；磁开关8设置于磁开关支架9的前臂上，第一压板4设置于磁开关前臂的端部，第二压板10设置于磁开关后臂的端部，磁开关支架9可以绕销螺钉7转动，使磁开关8具有打开和关闭(感应和非感应)两种状态感应；当磁开关支架9顺时针旋转到其前臂与前端第二吸附支架5相紧连，即前臂上的第二压板10和第二吸附支架5上的第二磁铁6相吸引时，磁开关处于关闭状态；当磁开关支架9逆时针旋转到其后臂与后端第一吸附支架2相紧连，，即后臂上的第一压板4和第一吸附支架2上的第二磁铁3相吸引时，磁开关处于打开状态。设定原点位于转台旋转轴轴线上，且基座的正前方为0°方向；当磁开关8处于打开状态时，则其位于-90°方向上。
如图2所示，逆时针感器组件安装在基座1的左侧，由磁开关19、磁开关支架18、销螺钉20、第三压板17、第四压板23、第三磁铁21、第四磁铁24、第三吸附支架22及第四吸附支架25等组成；其设置方式与顺时针感应组件设置方式相同，但是当逆时针感应组件的磁开关19处于打开状态时，其位于+90°方向上。
顺时针感应磁铁组件由触发磁铁16和触发磁铁支架15组成，触发磁铁16通过触发磁铁支架15连接在负载安装板13的左侧，即位于安装板边缘+α°方向上，角度α的取值范围为95°～130°，本实施较佳的选取角度α为105°。逆时针感应磁铁组件由触发磁铁11和触发磁铁支架12组成，触发磁铁11通过触发磁铁支架12连接在负载安装板13的左侧，即位于安装板边缘-α°方向上。
同时，+α°方向和-α°方向上的感应磁铁组件在随安装板旋转的过程中，只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内；即：当安装板顺时针旋转(α+90)°，即+α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关相对时，+α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离；当安装板逆时针旋转(α-90)°，即-α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关相对时，-α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关在高度上相错开，且两者之间的水平距离大于磁开关作用的最大距离。
同时，+α°方向和-α°方向上的感应磁铁组件在随安装板旋转的过程中，只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内，即：当安装板逆时针旋转(α+90)°，即-α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关相对时，-α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离；当安装板顺时针旋转(α-90)°，即+α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关相对时，+α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关在高度上相错开，且两者之间的水平距离大于磁开关作用的最大距离。
拔杆14位于安装板13后端的底面上，且在随着安装板13旋转的过程中，作用于磁开关支架9的前臂或后臂上，带动磁开关支架9的旋转，从而改变磁开关支架9的状态。本实施例较佳的选取拔杆14位于+180°方向上。
电气限位机构的具体动作过程：
当转台位于零位时，第一磁铁3与第一压板4吸附在一起，磁开关支架9保持于感应状态，第四磁铁24与第四压板23吸附在一起，磁开关支架18保持于感应状态。若负载随旋转轴顺时针方向转动，当旋转角度达到约+90°，拨杆14拨动磁开关支架18旋转90°，磁开关19从感应状态旋转到非感应状态，第三磁铁21与第三压板17吸附在一起，并将第三压板17保持在此状态，保证负载在顺时针转动过程中，逆时针磁开关19不会与逆时针触发磁铁11起作用，从而确保顺时针有效转角范围超过+180°，当旋转角度达到顺时针电气限位角度，顺时针触发磁铁16与顺时针磁开关8发生作用，产生电气信号，通过控制系统控制电机制动或者反向旋转。若旋转轴反向转动，顺时针电气限位信号消失，当旋转角度回到约+90°时，拨杆14拨动磁开关支架18旋转90°，磁开关19从非感应状态旋转到感应状态，第四磁铁24与第四压板23吸附在一起，并将第四压板23保持在此状态，旋转轴继续转动，直至达到零位；若负载随旋转轴继续逆时针方向转动，当旋转角度达到约-90°，拨杆14拨动磁开关支架9旋转90°，磁开关8从感应状态旋转到非感应状态，第二磁铁6与压板第二10吸附在一起，并将第二压板10保持在此状态，保证负载在逆时针转动过程中，顺时针磁开关8不能与顺时针触发磁铁16起作用，从而确保逆时针有效转角范围超过-180°，当旋转角度达到逆时针电气限位角度，逆时针触发磁铁11与逆时针磁开关19发生作用，产生电气信号，通过控制系统控制电机制动或者反向旋转；若旋转轴反向转动，逆时针电气限位信号消失，拨杆14拨动磁开关支架9旋转90°，磁开关8从非感应状态旋转到感应状态，第一磁铁3与第一压板4吸附在一起，并将第一压板4保持在此状态，旋转轴继续转动，直至达到零位。
所述顺时针电气限位机构传感器组件部分、逆时针电气限位机构传感器组件部分第一压板4、第二压板10、第三压板17、第四压板23的材料均为能够被磁铁吸附的金属材料；磁开关8、磁开关19的轴向高低位置和相对旋转中心的距离不同，并且磁开关8、磁开关19左右距离有一定的调整余量，保证触发磁铁16、触发磁铁11在随旋转轴转动过程中，触发磁铁16只能与磁开关8起作用，触发磁铁11只能与磁开关19起作用。
如图8-10所示，机械限位机构由固定部分和转动部分组成；所述固定部分由碟簧缓冲器26，碟簧缓冲器26通过螺钉与轴承座27连接，碟簧缓冲器26的最大外形相对旋转轴中心的角度为γ；所述转动部分由环形从动扰杆28、环形致动扰杆29、深沟球轴承30及压盖31组成；深沟球轴承30套接于旋转轴上，其轴向通过压盖31固定，环形从动扰杆28套接于深沟球轴承30的外圈上，其可在深沟球轴承30的作用下，与旋转轴进行相对的转动；环形致动扰杆29固连于旋转轴的外侧、深沟球轴承30的下方。其中环形致动扰杆29上设有一对叉臂，两叉臂相对于环形致动扰杆29中轴线所形成的角度为β，环形从动扰杆28上设有一悬臂，且所述叉臂将悬臂与转台旋转轴之间的相对转动范围限制在两叉臂之间，所述碟簧缓冲器26对悬臂相对于轴承座的转动起阻挡作用。本发明较佳的选取β等于60°，较佳的选取γ等于20°。
当扰杆与碟簧缓冲器26相对时，机械限位机构的具体动作过程：
旋转轴顺时针旋转，达到电气限位角度，在电气限位机构失灵的情况下继续转动，直至环形从动扰杆28与环形致动扰杆29的叉臂29-1接触，同时环形从动扰杆28与碟簧缓冲器26接触，无相对运动，达到顺时针机械限位角度
若旋转轴逆时针旋转，在电气限位机构失灵的情况下继续转动，直至环形从动扰杆28与环形致动扰杆29的叉臂29-2接触，同时从动扰杆28与碟簧缓冲器26接触，无相对运动，达到逆时针机械限位角度
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种转角范围超过360度的小型转台限位机构，其特征在于：包括电气限位机构和机械限位机构；电气限位机构包括拔杆、两个传感器组件及两个感应磁铁组件；所述两个传感器组件分别设置于转台基座的两侧，所述两个感应磁铁组件设置于转台安装板的边缘上，拔杆设置于安装板的底面上；
所述传感器组件包括两个吸附支架、磁开关支架以及磁开关；所述吸附支架前后并排且非紧邻的固定于转台基座的一侧；磁开关支架为由前臂和后臂构成的L形，其前、后臂的相接处通过销螺钉连接在两吸附支架之间的基座上；所述磁开关支架可绕销螺钉旋转，磁开关设置于磁开关支架的前臂上，当磁开关支架旋转到其前臂与前端吸附支架相紧连时，磁开关处于关闭状态，当磁开关支架旋转到其后臂与后端吸附支架相紧连时，磁开关处于打开状态；设定原点位于转台旋转轴轴线上，且基座的正前方为0°方向；当两磁开关处于打开状态时，则分别位于+90°方向和-90°方向上；所述两感应磁铁组件分别位于安装板边缘+α°方向和-α°方向上，角度α的取值范围为95°～130°；同时+α°方向和-α°方向上的感应磁铁组件在随安装板旋转的过程中，只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内，只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内；拔杆位于安装板后端的底面上，且在随着安装板旋转的过程中，作用于磁开关支架的前臂或后臂上，带动磁开关支架的旋转，从而改变磁开关支架的状态；
所述机械限位机构包括碟簧缓冲器、环形从动扰杆、环形致动扰杆及深沟球轴承；弹簧缓冲器固连于所述旋转轴的轴承座上，深沟球轴承套接于旋转轴上，环形从动扰杆套接于深沟球轴承的外圈上，其可在深沟球轴承的作用下，与旋转轴进行相对的转动；环形致动扰杆固连于旋转轴的外侧、深沟球轴承的下方；其中环形致动扰杆上设有一对叉臂，两叉臂相对于环形致动扰杆中轴线所形成的角度为β，环形从动扰杆上设有一悬臂，且所述叉臂将悬臂与转台旋转轴之间的相对转动范围限制在两叉臂之间，所述碟簧缓冲器对悬臂相对于轴承座的转动起阻挡作用。
2.根据权利要求1所述转角范围超过360°的小型转台限位机构，其特征在于：所述吸附支架上设有一磁铁，所述磁开关支架的前、后臂上设有压板，所述压板为能与磁铁吸附的金属材料，所述紧连是通过磁铁与压板的相互吸引实现。
3.根据权利要求1所述转角范围超过360°的小型转台限位机构，其特征在于：所述只有+α°方向上的感应磁铁组件会进入-90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内为：当安装板顺时针旋转(α+90)°时，+α°方向上的感应磁铁与-90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离；所述只有-α°方向上的感应磁铁组件会进入+90°方向上的磁开关打开时所感应的区域内为：当安装板逆时针旋转(α+90)°时，-α°方向上的感应磁铁与+90°方向上的磁开关处于同一高度，且两者之间的水平距离小于磁开关作用的最大距离。
4.根据权利要求1所述转角范围超过360°的小型转台限位机构，其特征在于：所述α等于105°。
5.根据权利要求1所述转角范围超过360°的小型转台限位机构，其特征在于：所述碟簧缓冲器的最大外形相对轴承座上转轴的中轴线的中心角γ为20°。
6.根据权利要求1所述转角范围超过360°的小型转台限位机构，其特征在于：所述β等于60°。
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