CN104897103B - 一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，包括驱动旋转轴轴系旋转的电机及减速器组件，旋转轴轴系安装在轴系支架内；该传动机构还包括与轴系支架固接的弹性锁紧套和固装在电机及减速器组件的输出轴上的锥套以及设置在弹性锁紧套和锥套之间的离合套，弹性锁紧套、离合套和锥套自上至下依次同轴设置。本发明利用离合机构原理，在旋转轴轴系到位后，利用弹性锁紧套将它锁紧，并将电机及减速器组件与旋转轴轴系脱开，在锁紧情况下读出旋转轴轴系的精确位置，减小读数过程中由于旋转轴轴系微动带来的测量误差，提高测量精度。完成读数后，弹性锁紧套将旋转轴轴系松开，并将电机及减速器组件与旋转轴轴系连接，旋转轴轴系可以继续转动。
Description
技术领域
本发明涉及角度测量领域，包括齿轮、螺纹、凸轮和带有回转机构的正交式和非正交式坐标测量机，特别是一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构。
背景技术
角度是一个基本物理量，在齿轮、螺纹、凸轮、多面体等测量中都要测量角度。正交式三坐标测量机常配有转台，以测量各种复杂零件。测量技术发展的一个重要的方向是在加工、装配、工作现场进行在线和原位测量，按测量结果进行修正或进行补偿加工，以防止或减少废品。传统的正交式坐标测量系统要求将被测件放到测量机上测量，无法进行在线和原位测量。关节臂式坐标测量机是一种新型的多自由度非正交式坐标测量系统，它将若干个杆件和一个测头通过关节臂进行串联连接，通过关节臂的转动，测头可以方便地进入加工区域，在加工原位进行测量。关节臂的长度随机床尺寸增大，关节臂越长，对角度测量的精度要求越高。效率是现代生产的另一重要要求，它要求关节臂快速进入测位；关节臂式坐标测量机在进行测量时，伺服电机处于来回微量跟踪摆动状态，由此引起的旋转轴和关节臂的摆动会带来明显的测量误差。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，该机构能够减小读数过程中由于旋转轴微动带来的测量误差。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，包括驱动旋转轴轴系旋转的电机及减速器组件，所述旋转轴轴系安装在轴系支架内；该传动机构还包括与所述轴系支架固接的弹性锁紧套和固装在所述电机及减速器组件的输出轴上的锥套以及设置在所述弹性锁紧套和所述锥套之间的离合套，所述弹性锁紧套、所述离合套和所述锥套自上至下依次同轴设置；在所述弹性锁紧套的侧壁上均布有多条开口朝下的纵向槽，所述弹性锁紧套套在套筒的上部，在所述弹性锁紧套的下部设有自上至下外圆周长逐渐缩小的外锥面，所述套筒的上部套装并固定在所述旋转轴轴系的下端部，在所述套筒的下部设有对称布置的两个传动柱销卡槽；所述锥套设有自下至上外圆周长逐渐缩小的外锥面；在所述离合套内设有与所述弹性锁紧套的外锥面适配的上锥孔和与所述锥套的外锥面适配的下锥孔，在所述离合套的侧壁上装有沿其径向向内延伸的两根对称设置的传动柱销，所述传动柱销在所述上锥孔内延伸；所述传动柱销装配在相应的所述传动柱销卡槽内；在所述离合套的外周面上部加工有圆环形槽，所述离合套通过两根耳轴挂在拨杆框上，所述耳轴与所述离合套的圆环形槽通过轴承连接，所述耳轴与所述拨杆框固接；所述拨杆框的一侧设有离合驱动机构，所述拨杆框的另一侧设有支撑结构，所述支撑结构和所述离合驱动机构均安装在联轴器盒上，所述联轴器盒与所述轴系支架和所述电机及减速器组件均固接，在所述联轴器盒的侧壁上设有支撑安装孔和驱动安装孔；所述支撑结构包括固定在所述支撑安装孔内的轴承座，所述轴承座通过铰链轴与连接块连接，所述连接块与所述拨杆框转动连接；所述离合驱动机构包括固定在所述驱动安装孔上的气缸，所述气缸的输出端通过双肘节接头和铰接销与拨杆铰接，所述拨杆设有水平长孔，所述铰接销装配在所述拨杆的水平长孔内；所述拨杆与所述拨杆框转动连接，所述气缸位于所述拨杆的下方；所述拨杆、所述连接块和两根所述耳轴呈“十”字形布置在所述拨杆框的同一横截面上。
所述离合套的外周面采用圆柱面。
本发明具有的优点和积极效果是：为了提高测量精度，利用离合机构原理，在旋转轴轴系到位后，利用弹性锁紧套将它锁紧，并将电机及减速器组件与旋转轴轴系脱开，在锁紧情况下读出旋转轴轴系的精确位置，减小读数过程中由于旋转轴轴系微动带来的测量误差，提高测量精度；完成读数后，弹性锁紧套将旋转轴轴系松开，并将电机及减速器组件与旋转轴轴系连接，旋转轴轴系可以继续转动。综上所述，本发明兼具传动和锁紧功能，传动时测角精度较低，主要满足运动功能；锁紧时可以对角度进行高精度测量，主要满足测量功能。并且本发明结构简单，安装、拆卸方便、可移植性强。能够适用于各种需要测量旋转轴轴系转角的机构，测量精度高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为本发明的弹性锁紧套结构示意图；
图5为图4的仰视图；
图6为本发明的离合套结构示意图；
图7为本发明的连接块结构示意图；
图8为本发明的拨杆结构示意图；
图9为本发明的联轴器盒结构示意图。
图中：1-旋转轴轴系，2-轴系支架，3-弹性锁紧套，3-1-纵向槽，4-联轴器盒，4-1-支撑安装孔，4-2-驱动安装孔，5-轴承，6-套筒，7-离合套，8-传动柱销，9-锥套，10-电机及减速器组件，11-气缸，12-双肘节接头，13-铰接销，14-拨杆，15-连接块，16-轴承座，17-紧定螺钉，18-垫块，19-键，20-拨杆框，21-铰链轴，22-耳轴。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图9，一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，包括驱动旋转轴轴系1旋转的电机及减速器组件10，所述旋转轴轴系1安装在轴系支架2内。
该传动机构还包括与轴系支架2固接的弹性锁紧套3和固装在所述电机及减速器组件10的输出轴上的锥套9以及设置在所述弹性锁紧套3和所述锥套9之间的离合套7，所述弹性锁紧套3、所述离合套7和所述锥套9自上至下依次同轴设置。
在所述弹性锁紧套3的侧壁上均布有多条开口朝下的纵向槽3-1，所述弹性锁紧套3套在套筒6的上部，在所述弹性锁紧套3的下部设有自上至下外圆周长逐渐缩小的外锥面，所述套筒6的上部套装并固定在所述旋转轴轴系1的下端部，在所述套筒6的下部设有对称布置的两个传动柱销卡槽。套筒6与旋转轴轴系1采用键19连接，并利用两个顶丝从两边将套筒6锁紧并对中。
所述锥套9采用四个紧定螺钉17固定在所述电机及减速器组件10的输出轴上，紧定螺钉17从两边将锥套9锁紧，将锥套9对中。所述锥套9设有自下至上外圆周长逐渐缩小的外锥面。
在所述离合套7内设有与所述弹性锁紧套3的外锥面适配的上锥孔和与所述锥套9的外锥面适配的下锥孔，在所述离合套7的侧壁上装有沿其径向向内延伸的两根对称设置的传动柱销8，所述传动柱销8在所述上锥孔内延伸；所述传动柱销8装配在相应的所述传动柱销卡槽内；为了便于加工制造，所述离合套7的外周面采用圆柱面，在所述离合套7的外周面上部加工有圆环形槽，所述离合套7通过两根耳轴22挂在拨杆框20上，所述耳轴22与所述离合套7的圆环形槽通过轴承5连接，所述耳轴22与所述拨杆框20固接。
所述拨杆框20的一侧设有离合驱动机构，所述拨杆框20的另一侧设有支撑结构，所述支撑结构和所述离合驱动机构均安装在联轴器盒4上，所述联轴器盒4与所述轴系支架2和所述电机及减速器组件10均固接，在所述联轴器盒4的侧壁上设有支撑安装孔4-1和驱动安装孔4-2。
所述支撑结构包括固定在所述支撑安装孔4-1内的轴承座16，所述轴承座16通过铰链轴21与连接块15连接，所述连接块15与所述拨杆框20转动连接。
所述离合驱动机构包括固定在所述驱动安装孔4-2上的气缸11，所述气缸11通过垫块18与联轴器盒4固定连接，所述气缸11的输出端通过双肘节接头12和铰接销13与拨杆14铰接，所述拨杆14设有水平长孔，所述铰接销13装配在所述拨杆14的水平长孔内，在拨杆14摆动时，所述铰接销13沿水平长孔移动，以补偿与拨杆14铰接点在水平方向上的位移。所述拨杆14与所述拨杆框20转动连接，所述气缸11位于所述拨杆14的下方。
所述拨杆14、所述连接块15和两根所述耳轴呈“十”字形布置在所述拨杆框20的同一横截面上。
由于拨杆14和连接块15均与拨杆框20转动连接，保证两个轴承5能同时与圆环形槽的上、下表面接触并形成稳定的滚动摩擦连接，保证离合套7可随电机及减速器组件1轻松转动，同时保证离合套7沿旋转轴轴系1的轴线上下移动，不倾斜。
本发明的工作原理：
传动功能：电机及减速器组件10带动旋转轴轴系1运动。气缸11上端接高压空气，气缸11收缩，通过双肘节接头12、铰接销13和拨杆14带动拨杆框20绕铰链轴21向下摆动，拨杆框20带动离合套7下降。首先离合套7的上锥面脱离弹性锁紧套3的外锥面，弹性锁紧套3将旋转轴轴系1放开；离合套7继续下降，它的下锥孔与锥套9结合，锥套9在电机及减速器组件10的驱动下旋转，锥套9利用摩擦传动带动离合套7旋转，离合套7通过其上的传动柱销8带动套筒6和旋转轴轴系1转动。由旋转轴轴系1上的码盘读出的转角位置，输送到运动控制计算机。在计算机控制下，将旋转轴轴系1转动到所要求位置。这里之所以采用摩擦离合，是因为它可以在任何位置起动和制动。在传动柱销8与套筒6的传动柱销卡槽之间的微小间隙会对驱动特性有一定影响，但不会影响转角读数的正确性。
锁紧功能：转动到位后，需要将旋转轴轴系1锁紧。气缸11下端接高压气，气缸11伸出，通过双肘节接头12、铰接销13和拨杆14带动拨杆框20绕铰链轴21向上摆动。拨杆框20带动离合套7上升。首先离合套7与电机及减速器组件10上的锥套9脱开，使电机及减速器组件10脱离与旋转轴轴系1的连接；离合套7继续上升，它的上锥孔与弹性锁紧套3结合并压紧弹性锁紧套3，使弹性锁紧套3抱住套筒6，进而使旋转轴轴系不能转动。转角位置由转轴上的码盘读出，并送到计算机。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，包括驱动旋转轴轴系旋转的电机及减速器组件，所述旋转轴轴系安装在轴系支架内；其特征在于：
该传动机构还包括与所述轴系支架固接的弹性锁紧套和固装在所述电机及减速器组件的输出轴上的锥套以及设置在所述弹性锁紧套和所述锥套之间的离合套，所述弹性锁紧套、所述离合套和所述锥套自上至下依次同轴设置；
在所述弹性锁紧套的侧壁上均布有多条开口朝下的纵向槽，所述弹性锁紧套套在套筒的上部，在所述弹性锁紧套的下部设有自上至下外圆周长逐渐缩小的外锥面，所述套筒的上部套装并固定在所述旋转轴轴系的下端部，在所述套筒的下部设有对称布置的两个传动柱销卡槽；
所述锥套设有自下至上外圆周长逐渐缩小的外锥面；
在所述离合套内设有与所述弹性锁紧套的外锥面适配的上锥孔和与所述锥套的外锥面适配的下锥孔，在所述离合套的侧壁上装有沿其径向向内延伸的两根对称设置的传动柱销，所述传动柱销在所述上锥孔内延伸；所述传动柱销装配在相应的所述传动柱销卡槽内；在所述离合套的外周面上部加工有圆环形槽，所述离合套通过两根耳轴挂在拨杆框上，所述耳轴与所述离合套的圆环形槽通过轴承连接，所述耳轴与所述拨杆框固接；
所述拨杆框的一侧设有离合驱动机构，所述拨杆框的另一侧设有支撑结构，所述支撑结构和所述离合驱动机构均安装在联轴器盒上，所述联轴器盒与所述轴系支架和所述电机及减速器组件均固接，在所述联轴器盒的侧壁上设有支撑安装孔和驱动安装孔；所述支撑结构包括固定在所述支撑安装孔内的轴承座，所述轴承座通过铰链轴与连接块连接，所述连接块与所述拨杆框转动连接；所述离合驱动机构包括固定在所述驱动安装孔上的气缸，所述气缸的输出端通过双肘节接头和铰接销与拨杆铰接，所述拨杆设有水平长孔，所述铰接销装配在所述拨杆的水平长孔内；所述拨杆与所述拨杆框转动连接，所述气缸位于所述拨杆的下方；
所述拨杆、所述连接块和两根所述耳轴呈“十”字形布置在所述拨杆框的同一横截面上。
2.根据权利要求1所述的用于旋转轴的弹性锁紧传动机构，其特征在于，所述离合套的外周面采用圆柱面。
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