CN103470710A - 一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构 - Google Patents

Abstract

一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，包括左安装座1、万向球轴承2、光杆3、弹力调整机构4、右安装座5、移动腔体6、轴承7、从动轮8、V型轴9、减速机构10和电机11，其中摩擦传动部分包括装于腔体中的V型轴9、从动轮8和单端游动的光杆3。电机11驱动V型轴9旋转，通过调整从动轮8上蝶簧弹力的大小，使光杆3分别与从动轮8和V型轴9压紧成点弹性接触或线弹性接触，进而达到摩擦传动的效果。

Description

一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构

技术领域

本发明是一种光杆摩擦传动机构，涉及旋转运动与直线运动相互变换的摩擦传动机构，尤其是适用于精密测量仪器的传动机构。

背景技术

在精密仪器特别是在精密测量仪器中，一种有效的传动机构至关重要，因为它直接影响到测量仪器的准确性和稳定性。精密测量仪器对传动机构的要求是传动平稳、爬行小、刚度高，同时不会产生较大的振动与噪声。精密测量仪器常用的机械传动方式有同步带传动、钢带传动、丝杠传动及光杆传动。同步带传动能够获得准确的传动比，传动效率高且传动噪音小，但其缺点是制造精度、安装精度、中心距要求严格。钢带传动制造方便、成本低，能在高温或低温的恶劣环境下精确传动，但是由于钢带易变形使精确度得不到长期的保障。丝杠传动的传动比大，有利于提高分辨力，实现精确定位，但却不利于实现快速传动；同时丝杠机构在传动时因为螺牙啮合而存在误差，因此传动存在间隙问题，导致测量不准确、精度不够高，用在高精度的测量仪器上面是其致命缺陷。而光杆传动没有间隙，光杆的加工工艺和设备简单，机构可以开合，能完成快速或细微的运动，机构装配调整也较为简单。

目前一种用于精密测量仪器的传动机构——无牙光杆摩擦传动机构，采用的是光杆传动方式，其特点是光杆旋转，与三个均匀分布的螺旋轴承摩擦而传动，但是仍有缺陷。一是光杆需通过旋转运动带动模组做直线运动，因此对于光杆的精度等级要求较高，特别对于大型精密测量仪器其要求更加严格，这就导致制造的困难度增大，成本提高。二是光杆与三个轴承间均为刚性接触，其接触面必然形成螺旋角度差，组装难度较大。三是预紧机构上的弹簧易失效，需定期检查并更换。

发明内容

为了克服现有光杆摩擦传动机构的不足，本发明提供一种新型的用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

整个机构包括左安装座1、万向球轴承2、光杆3、弹力调整机构4、右安装座5、移动腔体6、轴承7、从动轮8、V型轴9、减速机构10和电机11。其中的传动机构包括装于腔体中的V型轴9、从动轮8和单端游动的光杆3，电机11驱动V型轴9旋转，通过调整从动轮8上蝶簧弹力的大小，使光杆3分别与从动轮8和V型轴9压紧成点弹性接触或线弹性接触，进而达到摩擦传动的效果。

机构中光杆3一端的连接方式为万向轴承，另一端的连接方式为游动悬空。另外，其左安装座1上下和前后可调整。

机构中电机轮与电机轴的连接方式为无缝过盈，确保电机11在高速旋转中电机轴与电机轮进行无打滑相对运动。

机构中电机轮与传动大轮连接为多楔皮带。多楔带传动有如下特点：传递功率大、传动空间小、设备安装结构紧凑和抗震消震能力良好。特别是对横向震动来说，多楔带传动还具有使用寿命长和成本低的优点。

机构中传动大轮与V型轴9连接方式为胀紧连接。此结构拆卸方便，传递载荷较大，对心精度高，胀紧牢靠且无相对转动。

机构中V型轴9由两部分组成，分别是不锈钢传动轴和高级工程材料。传动轴确保机构有足够的强度，高级工程材料在旋转摩擦过程中起到抗震、消音和耐磨的作用。

机构中从动轮8同样由两部分组成，分别是不锈钢传动轴和高级工程材料，效果与V型轴9相同。

机构中弹力调整机构4与从动轮8连接一体，可通过弹力调整机构4来调整其相互间的压力，进而达到调整摩擦力的目的。在一定的材质磨损范围内，弹力调整机构4可自动修正弹力，确保此摩擦传动能正常运作。

本发明的有益效果是：

1.在旋转运动转换为直线往复运动时，机构中光杆3不需要做旋转运动，这使光杆3的精度要求、加工难度和加工成本都大幅降低。

2.机构中光杆3一端的连接方式为万向轴承，另一端的连接方式为游动悬空。这两种连接方式确保传动机构工作时不影响或较小影响导向机构的导向作用，从而确保仪器的稳定性。

3.机构中摩擦副间材质分别为高级工程塑料和钢材，均为弹性摩擦，进而保证摩擦副在工作过程中平稳且低噪音。

4.机构中设有弹力调整机构4，确保摩擦副在一定的磨损范围内可自动修改正弹力，减少摩擦副零件的更换，达到使用寿命长的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构图。

图2是本发明的整体结构主视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图中1.左安装座，2.万向球轴承，3.光杆，4.弹力调整机构，5.右安装座，6.移动腔体，7.轴承，8.从动轮，9.V型轴，10.减速机构，11.电机。

具体实施方式

图1、图2和图3中的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构包括左安装座1、万向球轴承2、光杆3、弹力调整机构4、右安装座5、移动腔体6、轴承7、从动轮8、V型轴9、减速机构10和电机11。左安装座1、右安装座5安装在仪器本体上。光杆3一端通过万向球轴承2用螺丝固定在左安装座1上，另一端悬空游动。左安装座1设计成二维空间可调节，便于光杆3、V型轴9和从动轮8的配合调整。移动腔体6安装在仪器移动部件上，带动需移动的部件做直线运动。电机11、减速机构10、V型轴9、从动轮8和弹力调整机构4同时安装在移动腔体6上。电机11用转接板做可调整的过渡连接，通过多楔带减速机构10将旋转运动传递给V型轴9。电机轮与电机轴、大多楔带轮与V型轴9间的连接方式为过盈连接，确保电机11在传递旋转运动给V型轴9的过程中，无漏步、打滑的相对运动。通过扳手旋转螺钉来调节弹力调整机构4的弹力，使从动轮8、光杆3和V型轴9三者相互压紧，通过V型轴9旋转运动，与从动轮8、光杆3产生摩擦，带动移动腔体6做直线运动，从而带动仪器移动部件的直线运动。

Claims (6)

1.一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，包括左安装座1、万向球轴承2、光杆3、弹力调整机构4、右安装座5、移动腔体6、轴承7、从动轮8、V型轴9、减速机构10和电机11，其特征在于：光杆3一端用万向球轴承2固定于左安装座1上，另一端与右安装座5连接方式为游动形式，电机11、减速机构10、V型轴9、从动轮8、轴承7以及弹力调整机构4连接在移动腔体6上。

2.如权利要求1所述的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，其特征在于：光杆3一端的连接方式为万向轴承，另一端的连接方式为游动悬空。

3.如权利要求1所述的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，其特征在于：左安装座1上下和前后可调整。

4.如权利要求1所述的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，其特征在于：V型轴9与光杆3连接为线接触摩擦，光杆3与从动轮8为点接触摩擦，V型轴9与光杆3、从动轮8与光杆3的接触都为弹性接触；V型轴9外表面、从动轮8外表面材质都为高级工程塑料-PEAK。

5.如权利要求1所述的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，其特征在于：V型轴9、光杆3和从动轮8之间的弹性接触摩擦，可通过弹力调整机构4来调整其相互间的压力，进而达到调整摩擦力大小的目的，且在一定的材质磨损范围内，弹力调整机构4可自动修正弹力，确保此摩擦驱动能正常运作。

6.如权利要求1所述的一种用于精密测量仪器的光杆摩擦传动机构，其特征在于：减速机构10的传动方式为带传动。

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