CN103487073B - 一种圆柱电位器通用型测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱电位器通用型测量装置，用来测量电位器的参数，该装置包含电位器底座；电位器通用夹具，其安装在电位器底座上，用来夹住电位器；光电编码器底座，其对应设置在电位器通用夹具的上部；光电编码器，其安装在光电编码器底座底部；联轴器，其连接在光电编码器与电位器之间；光电编码器与所述的电位器同轴。该装置具有通用性，可以适用于外径介于0～φ80mm的圆柱形电位器，同时测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及电位器测量，特别涉及一种圆柱电位器通用型测量装置。
背景技术
电位器是机电伺服机构的重要组成部分，电位器将负载的转动角度反馈给伺服机构，以实现伺服机构的精确控制。被控对象的状态以及它们受控制作用后的变化情况都需由电位器感知，伺服控制器的控制决策也是建立在电位器的检测信息基础之上。所以，电位器的精度对整个伺服系统的性能至关重要。电位器的精度一般由生产厂家提供的技术手册得到，但由于误差的存在以及需要的精度高于厂家提供的精度，在使用前需要测量电位器的角位移、角速度等性能指标，以实现电位器精度的标定。
电位器多为圆柱形，根据使用场合分为实心圆柱和环形结构，外径大多小于φ80mm。现有电位器精度测量装置包含电位器底座2’、安装在电位器底座2’的电位器夹具6’、设置在电位器夹具6’上的角度标定仪底座1’。将角度标定仪3’、电位器4’分别固定在角度标定仪底座1’和电位器夹具6’上，使用联轴器连接角度标定仪3’、电位器4’的转动轴，使其可以同步转动。对电位器4’施加驱动电压，电位器4’获得一定的角位移和角速度，角度标定仪获得相同的角位移和角速度，通过驱动电压可以计算电位器的角位移和角速度，通过角度标定仪的数值即可标定电位器的精度。
现有电位器精度测量装置存在以下不足：
1、通用性差；现有电位器精度测量装置是针对某一型号的电位器设计的专用装置，而不同型号的电位器通常具有不同的外径尺寸，当选用不同型号电位器导致外径发生变化时，由于测量装置不具有通用性，需要重新设计加工夹具，增加了重复性劳动，不仅造成资源的浪费，而且由于零件的加工周期较长，有时会影响科研进度。
2、测量精度低；用于电位器精度测量的角度标定仪的测量精度大约为±30’,测量精度与需要的精度存在差距，精度不够高。电位器和角度标定仪转动轴的同轴度由零件加工精度和装配精度决定，由于存在加工误差、装配误差以及累积误差，导致测量精度难以提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种圆柱电位器通用型测量装置，该装置具有通用性，可以适用于外径介于0～φ80mm的圆柱形电位器，同时测量精度高。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种圆柱电位器通用型测量装置，用来测量电位器的参数，该装置包含电位器底座，其特点是，还包含：
电位器通用夹具，其安装在电位器底座上，用来夹住电位器；
光电编码器底座，其对应设置在电位器通用夹具的上部；
光电编码器，其安装在光电编码器底座底部；
联轴器，其连接在光电编码器与电位器之间；
所述的光电编码器与所述的电位器同轴。
该装置还包含一对侧板，其分别设置在电位器底座及光电编码器底座的两侧。
所述的电位器底座开设有安装孔，该安装孔与电位器通用夹具相对应。
所述的电位器通用夹具为三爪自定心卡盘。
所述的三爪自定心卡盘设有三个卡爪，通过卡爪的收缩夹紧不同直径的电位器。
在所述的三爪自定心卡盘外壁上设有端面台阶圆，所述的有端面台阶圆卡在所述的安装孔上。
每个所述的卡爪对应设有卡爪台阶圆，所述的卡爪台阶圆配合夹紧电位器外圆。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明采用三爪自定心卡盘装夹电位器，通过三个卡爪的收缩夹紧不同直径的圆柱形工件，从而可以对外径介于0～φ80mm的圆柱形电位器进行测量。
本发明采用的高精度光电编码器，能够测量角位移、角速度，将测量结果以自然二进制码或格雷码串口形式输出，测量范围0～360°，精度可达±45’’，相对角度标定仪的测量精度大约为±30’，精度大幅提高。
附图说明
图1为现有中圆柱电位器测量装置的结构示意图；
图2为本发明一种圆柱电位器通用型测量装置的零件分解图；
图3为本发明一种圆柱电位器通用型测量装置的整体结构示意图；
图4为本发明电位器通用夹具的结构示意图；
图5为本发明加工光电编码器底座及光电编码器底座安装孔的示意图；
图6为本发明加工光电编码器底座及光电编码器底座安装孔的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图2、3所示，一种圆柱电位器通用型测量装置，用来测量电位器4的参数，该装置包含电位器底座2；电位器通用夹具6，其安装在电位器底座2上，用来夹住电位器4；光电编码器底座1，其对应设置在电位器通用夹具6的上部；光电编码器3，其安装在光电编码器底座1底部，该光电编码器3为长春禹衡光学公司的JWK-1型光电编码器；联轴器5，其连接在光电编码器3与电位器4之间；所述的光电编码器3与所述的电位器4同轴；一对侧板7，其分别设置在电位器底座2及光电编码器底座1的两侧。电位器底座2开设有安装孔21，该安装孔21与电位器通用夹具6相对应。所述的电位器通用夹具6为三爪自定心卡盘，三爪自定心卡盘由环球牌-型号K1180改造而成，三爪自定心卡盘设有三个卡爪61，通过卡爪61的收缩夹紧不同直径的电位器。当电位器型号改变，外径不同时，相应调节三个卡爪的夹紧直径来固定电位器，如成都宏明电子生产的电位器，WR13型外径φ12.7，WR2001型外径φ20，WR24型外径φ24，WR30型外径φ30，WR31型外径φ31，WR38型外径φ38 ，WR48型外径φ48 ，WR60型外径φ60，WR70型外径φ72等电位器，均可使用此电位器夹具装夹。
在三爪自定心卡盘外壁上设有端面台阶圆62，所述的有端面台阶圆62卡在所述的安装孔21上。每个卡爪61对应设有卡爪台阶圆63，所述的卡爪台阶圆63配合夹紧电位器外圆（参见图4）。
测量时电位器和角度标定仪转动轴的同轴度有较高要求，同轴精度由光电编码器底座和电位器底座这两个零件的安装固定孔同轴精度来保证，如图5、6所示，在加工光电编码器底座的固定孔和电位器底座的固定孔时，安装固定孔的尺寸不是一步到位，而是比实际尺寸小1～2mm，如光电编码器外径φ35mm，三爪卡盘的端面台阶圆φ78mm，首先将光电编码器底座1的安装固定孔直径加工到φ33mm，电位器底座2的安装固定孔直径加工到φ76mm，再通过镗床将两者的安装固定孔加工到位，在加工过程中，只需一次装夹， 即可完成两个安装固定孔的加工，保证两者的同轴精度，这样加工后不需要装配，避免了装配误差。
将光电编码器3、电位器4分别固定在光电编码器底座1和电位器通用夹具6上，使用联轴器5连接光电编码器3、电位器4的转动轴，使其可以同步转动。对电位器施加驱动电压，电位器获得一定的角位移和角速度，光电编码器获得相同的角位移和角速度，通过驱动电压可以计算电位器的角位移和角速度，通过光电编码器的数值即可标定电位器的精度。
综上所述，本发明一种圆柱电位器通用型测量装置，该装置具有通用性，可以适用于外径介于0～φ80mm的圆柱形电位器，同时测量精度高。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种圆柱电位器通用型测量装置，用来测量电位器（4）的参数，该装置包含电位器底座（2），其特征在于，还包含：
电位器通用夹具（6），其安装在电位器底座（2）上，用来夹住电位器（4）；
光电编码器底座（1），其对应设置在电位器通用夹具（6）的上部；
光电编码器（3），其安装在光电编码器底座（1）底部；
联轴器（5），其连接在光电编码器（3）与电位器（4）之间；
所述的光电编码器（3）与所述的电位器（4）同轴；
所述的电位器通用夹具（6）为三爪自定心卡盘；所述的三爪自定心卡盘设有三个卡爪（61），通过卡爪（61）的收缩夹紧不同直径的电位器；
每个所述的卡爪对应设有卡爪台阶圆（63），所述的卡爪台阶圆（63）配合夹紧电位器外圆。
2.如权利要求1所述的圆柱电位器通用型测量装置，其特征在于，还包含一对侧板（7），其分别设置在电位器底座（2）及光电编码器底座（1）的两侧。
3.如权利要求1所述的圆柱电位器通用型测量装置，其特征在于，所述的电位器底座（2）开设有安装孔（21），该安装孔（21）与电位器通用夹具（6）相对应。
4.如权利要求3所述的圆柱电位器通用型测量装置，其特征在于，在所述的三爪自定心卡盘外壁上设有端面台阶圆（62），所述的端面台阶圆（62）卡在所述的安装孔（21）上。
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