CN103802130B - 一种具有两自由度的三层摇架装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种俯仰运动传动摇架装置，具体涉及一种具有两自由度的三层摇架装置。包括左内环、中内环、左中间环、滚珠、外环、齿弧、右中间环、右内环、电磁铁；该装置采用三层结构，具有两个自由度，通过两种俯仰传动实现高低运动，其中运动的两层可以通过电磁铁伸出轴并为一层。

Description

一种具有两自由度的三层摇架装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，涉及一种俯仰运动传动摇架装置，具体涉及一种具有两自由度的三层摇架装置。
背景技术
摇架装置是一种能够同时承受轴向载荷、径向载荷和翻转力矩等综合载荷的特殊结构的大型轴承，集支承、旋转、传动、固定多功能于一体，主要应用于俯仰机械臂设备。一般的摇架装置通常是单自由度双层：由里层和外层组成，一层与俯仰机械臂设备的机体固定，另一层与机械臂相连接一起实现俯仰运动。该种摇架装置仅能通过一种传动方式实现俯仰运动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种具有两自由度的三层摇架装置，该装置采用三层结构，具有两个自由度，通过两种俯仰传动实现高低运动，其中运动的两层可以通过电磁铁伸出轴并为一层。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种具有两自由度的三层摇架装置，包括左内环、中内环、左中间环、滚珠、外环、齿弧、右中间环、右内环、电磁铁；
在所述中内环内表面设有安装板，在所述安装板沿轴向开有连接孔；
在所述左内环和右内环的外圆周面上设有滚珠滑槽；
所述左中间环和右中间环为互为对称结构，在所述左中间环和右中间环的两端分别沿径向内外延伸出环形凸台结构，向外延伸的结构为法兰盘，法兰盘一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面；向内延伸一端的外圆周面与端面的相交处加工滚珠滑槽；
在所述外环的两端沿径向向内延伸出环形凸台，向内延伸出环形凸台一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面，在所述外环的内圆周面设有限位台，在所述限位台上沿径向开有锥形盲孔；
其连接关系在于：所述左内环和右内环固定安装在所述中内环的两端面，所述左中间环和右中间环分别套在所述左内环和右内环的外圆周面并使所述左中间环和右中间环法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环和右内环外圆周面的滚珠滑槽呈相对布置，所述滚珠安装在所述左中间环和右中间环法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环和右内环的滚珠滑槽内实现滚动配合，所述外环的两端分别套在所述左中间环和右中间环处并使所述左中间环和右中间环向内延伸一端的滚珠滑槽与外环向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面呈相对布置，所述滚珠安装在左中间环、右中间环向内延伸一端的滚珠滑槽与所述外环向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面内实现滚动配合；所述齿弧固定安装在所述外环的外圆周面上，所述电磁铁安装在所述安装板上。
在所述中内环的两端沿径向开有螺纹孔，在所述左内环和右内环上沿径向开有通孔，通过螺钉、弹垫、平垫将中内环与左内环和右内环固定。
本发明的优点和有益效果在于：
一、该种摇架装置由内层、中间层、外层组成，其中间层与基体固定，内层、外层可以相对于中间层转动，分别传递两种俯仰运动形式，内层、外层可以通过电磁铁伸出轴刚性连接，保持同步运动，具有结构简单、双自由度的优点。
二、由于在所述中内环的两端开有螺纹孔，在所述左内环和右内环上开有通孔，通过螺钉、弹垫、平垫将其固定。便于左内环和右内环与所述中内环的固定，并且便于加工。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的左视剖面图；
图4为图3的局部放大图；
图5为本发明的局部立体图；
图6为图5的电磁铁伸出轴插接图；
图7为图5的电磁铁伸出轴未插接图。
其中，1-左内环；2-中内环；3-左中间环；4-滚珠；5-外环；6-齿弧；7-又中间环；8-右内环；9-螺钉；10-弹垫；11-平垫；12-电磁铁；13-基座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明具体实施的技术方案是：一种具有两自由度的三层摇架装置，包括左内环1、中内环2、左中间环3、滚珠4、外环5、齿弧6、右中间环7、右内环8、电磁铁12；
在所述中内环2内表面设有安装板13，在所述安装板13沿轴向开有连接孔；
在所述左内环1和右内环8的外圆周面上设有滚珠滑槽；
所述左中间环3和右中间环7为互为对称结构，在所述左中间环3和右中间环7的两端分别沿径向内外延伸出环形凸台结构，向外延伸的结构为法兰盘，法兰盘一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面；向内延伸一端的外圆周面与端面的相交处加工滚珠滑槽；
在所述外环5的两端沿径向向内延伸出环形凸台，向内延伸出环形凸台一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面，在所述外环5的内圆周面设有限位台，在所述限位台上沿径向开有锥形盲孔；
其连接关系在于：如图3、图4所示，所述左内环1和右内环8固定安装在所述中内环2的两端面，所述左中间环3和右中间环7分别套在所述左内环1和右内环8的外圆周面并使所述左中间环3和右中间环7法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环1和右内环8外圆周面的滚珠滑槽呈相对布置，所述滚珠4安装在所述左中间环3和右中间环7法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环1和右内环8的滚珠滑槽内实现滚动配合，所述外环5的两端分别套在所述左中间环3和右中间环7处并使所述左中间环3和右中间环7向内延伸一端的滚珠滑槽与外环5向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面呈相对布置，所述滚珠4安装在左中间环3、右中间环7向内延伸一端的滚珠滑槽与所述外环5向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面内实现滚动配合；所述齿弧6固定安装在所述外环5的外圆周面上，所述电磁铁12安装在所述安装板13上。
在所述中内环2的两端沿径向开有螺纹孔，在所述左内环1和右内环8上沿径向开有通孔，通过螺钉9、弹垫10、平垫11将中内环2与左内环1和右内环8固定。
工作方式为：所述左中间环3和右中间环7的安装孔安装在固定基体上；所述左内环1、中内环2和右内环8构成的内层可以相对于所述左中间环3和右中间环7构成的中间层相对转动，即所述中内环2的连接孔与外部拉杆安装时，实现内层俯仰运动；所述外环5与齿弧6构成外层可以相对所述左中间环3和右中间环7构成的中间层相对转动，即外层的齿弧6与外部减速机的输出轴齿轮啮合，实现外层俯仰运动；
如图5、图6、图7所示，当所述中内环2的电磁铁12伸出轴插入外环5的锥形盲孔时，所述内层和外层刚性连接，保持同步运动；当所述中内环2的电磁铁12伸出轴未插入外环5的锥形盲孔，内层和外层独立运动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有两自由度的三层摇架装置，其特征在于：包括左内环(1)、中内环(2)、左中间环(3)、滚珠(4)、外环(5)、齿弧(6)、右中间环(7)、右内环(8)、电磁铁(12)；
在所述中内环(2)内表面设有安装板(13)，在所述安装板(13)沿轴向开有连接孔；
在所述左内环(1)和右内环(8)的外圆周面上设有滚珠滑槽；
所述左中间环(3)和右中间环(7)为互为对称结构，在所述左中间环(3)和右中间环(7)的两端分别沿径向内外延伸出环形凸台结构，向外延伸的结构为法兰盘，法兰盘一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面；向内延伸一端的外圆周面与端面的相交处加工滚珠滑槽；
在所述外环(5)的两端沿径向向内延伸出环形凸台，向内延伸出环形凸台一端的内孔为台阶孔，台阶孔的底面为弧形底面，在所述外环(5)的内圆周面设有限位台，在所述限位台上沿径向开有锥形盲孔；
其连接关系在于：所述左内环(1)和右内环(8)固定安装在所述中内环(2)的两端面，所述左中间环(3)和右中间环(7)分别套在所述左内环(1)和右内环(8)的外圆周面并使所述左中间环(3)和右中间环(7)法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环(1)和右内环(8)外圆周面的滚珠滑槽呈相对布置，所述滚珠(4)安装在所述左中间环(3)和右中间环(7)法兰盘一端台阶孔的弧形底面与所述左内环(1)和右内环(8)的滚珠滑槽内实现滚动配合，所述外环(5)的两端分别套在所述左中间环(3)和右中间环(7)处并使所述左中间环(3)和右中间环(7)向内延伸一端的滚珠滑槽与外环(5)向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面呈相对布置，所述滚珠(4)安装在左中间环(3)、右中间环(7)向内延伸一端的滚珠滑槽与所述外环(5)向内延伸出环形凸台一端台阶孔的圆弧底面内实现滚动配合；所述齿弧(6)固定安装在所述外环(5)的外圆周面上，所述电磁铁(12)安装在所述安装板(13)上；
所述左中间环(3)和右中间环(7)的安装孔安装在固定基体上；所述左内环(1)、中内环(2)和右内环(8)构成的内层相对于所述左中间环(3)和右中间环(7)构成的中间层相对转动，即所述中内环(2)的连接孔与外部拉杆安装时，实现内层俯仰运动；所述外环(5)与齿弧(6)构成外层相对所述左中间环(3)和右中间环(7)构成的中间层相对转动，即外层的齿弧(6)与外部减速机的输出轴齿轮啮合，实现外层俯仰运动；
所述中内环(2)的电磁铁(12)伸出轴插入外环(5)的锥形盲孔使所述内层和外层刚性连接，保持同步运动；所述中内环(2)的电磁铁(12)伸出轴未插入外环(5)的锥形盲孔使内层和外层独立运动。
2.根据权利要求1所述的一种具有两自由度的三层摇架装置，其特征在于：在所述中内环(2)的两端沿径向开有螺纹孔，在所述左内环(1)和右内环(8)上沿径向开有通孔，通过螺钉(9)、弹垫(10)、平垫(11)将中内环(2)与左内环(1)和右内环(8)固定。
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