CN104901494A - 一种直驱转台 - Google Patents

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王光辉
宋海平
杨建欣
周莲
陈日明
陈海瑞
杨阳
章文峰
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Abstract

一种直驱转台,所述转台包括电机直线电机定子和推动杆;所述转台还包括操作机构和底座以及所述直线电机定子外依次设置的活动套、两端设有支撑座的旋转电机转子和旋转电机定子。本发明所述的直驱转台具有工作效率和定位精度高,结构坚固、简单、紧凑,便于装卸及后期维护的优点。

Description

一种直驱转台
技术领域
[0001] 本发明涉及一种转台,具体讲涉及一种直驱转台。
背景技术
[0002] 将电能直接转换成机械能驱动负载运动而不需通过中间任何转换装置的转台为直驱转台。这种结构具有工作效率高,传动效率好的优点。
[0003] 现有驱动常采用传统的“旋转电机加减速器”的方式,由于减速传动环节的存在,无法避免齿轮间隙带来的误差,降低了转台的动态性能;并且由于在传统机械传动环节中存在的摩擦、机械振动、噪声、磨损等,不仅会影响转台的动态性能和定位精度,而且会产生油污、颗粒等污染物。并且现有的直驱转台由于转子结构受加工精度、误差积累、装配间隙等影响,转子在使用中会不同程度地出现径向跳动,进而影响了电机转子运行的平稳性。而且,上述现有结构存在加工、装配难度大,不确定因素多等隐患。
[0004] 为此,需要提供一种直驱转台,具有工作效率和定位精度高,结构坚固、简单、紧凑,便于装卸及后期维护的优点。
发明内容
[0005] 要解决的上述问题是由下述技术方案实现的:提供一种直驱转台,所述转台包括直线电机定子⑴和推动杆⑵;
[0006] 所述转台还包括操作机构(29)和底座(8)以及所述直线电机定子(I)外依次设置的活动套(3)、两端设有支撑座(28)的旋转电机转子(5)和旋转电机定子(7)。
[0007] 所述活动套(3)为下端设有端盖(9)的长方体。
[0008] 垂直于所述活动套(3)的轴线方向设有螺栓,所述螺栓与平行于所述轴线方向设置的固定板(10)相连;
[0009] 所述固定板(10)为两个相互平行的长方形板,其表面设有沿所述轴线方向设置的固定套筒,所述固定套筒内设有与其活动连接的引导杆(11);
[0010] 设置在所述活动套(3)另两个侧面的所述螺栓分别与平行于所述轴线方向设置的推杆座(12)和连接板(13)相连;
[0011] 所述推杆座(12)表面设有沿所述轴线方向设置的推动杆(2);所述连接板(13)表面设有与位置监测杆(14)活动连接的位置读头(15)。
[0012] 所述引导杆(11)和位置监测杆(14)下端设有固定台(16),所述固定台(16)上设有与所述转子支撑座(4)相连的螺栓。
[0013] 所述支撑座(28)包括两组转子支撑座(4)和定子支撑座¢);每组所述转子支撑座⑷和定子支撑座(6)之间均设有径向轴承(17);
[0014] 设置在上端的所述转子支撑座(4)与上盖(18)相连,设置在下端的所述定子支撑座(6)与下盖(19)相连。
[0015] 所述转子支撑座(4)和下盖(19)之间设有角度监测组件(20),所述组件包括安装在所述转子支撑座(4)下端的环形标尺(21)、设置在所述环形标尺(21)外侧的角度读头(22)和设置在所述角度读头(22)下端的角度读头座(23);
[0016] 所述角度读头座(23)设有与所述下盖(19)相连。
[0017] 所述固定套筒与引导杆(11)之间设有直线轴承(24)。
[0018] 所述上盖(18)下表面设有固定引导杆(11)的圆柱形固定座(25)、与所述推动杆
(2)活动连接的推杆筒(26)和固定位置监测杆(14)的监测杆座(27);
[0019] 所述上盖(18)上表面设有螺栓孔。
[0020] 所述操作机构(29)由沿所述直线电机定子⑴轴向设置的U形托架(30)、设置在所述U形托架(30)上端的工作台(31)和设置在所述工作台(31)下表面的弯曲推杆(32)组成;
[0021] 所述U形托架(30)底面为环形板,所述环形板两侧设有与其垂直的长方形板;所述环形板设有与所述螺栓孔相连的紧固螺栓,
[0022] 所述长方形板上侧设有与其表面垂直设置的耳轴(33);所述耳轴(33)为中心设有转动轴的连接件,所述U形托架(30)和工作台(31)之间通过转动轴连接。
[0023] 所述弯曲推杆(32)弯曲一端设有连接所述工作台(31)的连接座(34),另一端设有挂板(35);所述弯曲推杆(32)与连接座(34)、挂板(35)之间均通过转轴(36)连接;
[0024] 所述弯曲推杆(32)和连接座(34)由垂直于所述弯曲推杆(32)轴向方向的转轴二 (38)相连。
[0025] 所述挂板(35)下端设有固定推动杆(2)的环形固定件(37)。
[0026] 所述转台还设有控制器,所述控制器包括位置传感器和驱动模块,所述驱动模块根据接收位置传感器传来的信号信息和操作机构(29)的水平方向和俯仰方向的位置和速度需求,控制输出交变电流,调节直线电机定子(I)达到指定的扭矩、转速和位置。
[0027] 与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有如下有益效果:
[0028] 1、本申请提供的直驱转台,由于在直线和旋转运动中均采用了直驱方式,所以具有很高的响应速度和控制精度。
[0029] 2、本申请提供的驱动机构使用单电机完成的双向运动,可以有效的节省成本和电机占用的空间。
[0030] 3、本申请提供的活动套侧面为镂空设计,可以减少驱动机构的重量并且起到降低生产成本的作用。
[0031] 4、本申请提供的直驱转台设有位置监测杆,可以实时监测推动杆的运行状态。
[0032] 5、本申请提供的直驱转台在转子支撑座和定子支撑座之间分别设有径向轴承,使驱动机构径向转动更加稳定。
[0033] 6、本申请提供的直驱转台在固定套筒与引导杆之间设有直线轴承,使驱动机构轴向运动更加稳定。
[0034] 7、本发明提供的直驱转台,无需传动机构即可将电能直接转化成旋转运动的机械能,工作效率高,避免了不必要的效能浪费。
[0035] 8、本发明提供的直驱转台,无需传动机构即可将电能直接转化成直线运动的机械能,工作效率高,避免了不必要的效能浪费。
[0036] 9、本发明提供的直驱转台,有效地约束了电机定子与转子之间的旋转自由度,使电机气隙均匀,减少电机功率损失、运行振动和运行噪音。避免温度升高造成的电机损坏。
[0037] 10、本发明提供的直驱转台,有效地约束了电机与活动套之间的直线自由度,使电机气隙均匀,减少电机功率损失、运行振动和运行噪音。避免温度升高造成的电机损坏。
[0038] 11、本发明提供的直驱转台,定位精度高,通过传感器可以对动子与定子之间的相对位置进行准确定位和控制。
[0039] 12、本发明提供的直驱转台,结构坚固、简单、紧凑,便于装卸及后期维护。
[0040] 13、本发明提供的直驱转台,安全可靠,使用寿命长。
附图说明
[0041]图1是本发明提供的直驱转台的结构示意图;
[0042] 图2是本发明提供的直驱转台的局部结构示意图;
[0043] 图3是本发明提供的直驱转台的底部组装示意图;
[0044] 图4是本发明提供的直驱转台的定子支撑座组装示意图;
[0045] 图5是本发明提供的直驱转台的活动套结构示意图;
[0046] 图6是本发明提供的直驱转台的活动套安装结构示意图;
[0047] 图7是本发明提供的直驱转台局部立体剖视示意图;
[0048] 图8是本发明提供的直驱转台的径向轴承安装示意图;
[0049] 图9是本发明提供的直驱转台的上盖下表面结构示意图;
[0050] 图10是本发明提供的操作机构结构示意图;
[0051]图11是本发明提供的直驱转台控制系统流程图;
[0052] 其中,I一直线电机定子、2—推动杆、3—活动套、4一转子支撑座、5—旋转电机转子、6—定子支撑座、7—旋转电机定子、8—底座、9 一端盖、10 一固定板、11 一引导杆、12 一推杆座、13—连接板、14 一位置监测杆、15—位置读头、16—固定台、17—径向轴承、18—上盖、19 一下盖、20—角度监测组件、21—环形标尺、22—角度读头、23—角度读头座、24—直线轴承、25—圆柱形固定座、26—推杆筒、27—监测杆座、28—支撑座、29—操作机构、30—U形托架、31—工作台、32—弯曲推杆、33—耳轴、34—连接座、35—挂板、36—转轴、37—环形固定件、38—转轴二。
具体实施方式
[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0054] 实施例1:
[0055] 如图1所示,一种直驱转台,所述转台包括直线电机定子I和推动杆2 ;
[0056] 所述转台还包括操作机构29和底座8以及如图2所示,所述直线电机定子I外依次设置的活动套3、两端设有支撑座28的旋转电机转子5和旋转电机定子7。
[0057] 如图5所示,所述活动套3为下端设有端盖9的长方体。
[0058] 如图2图6和图7所示,垂直于所述活动套3的轴线方向设有螺栓,所述螺栓与平行于所述轴线方向设置的固定板10相连;
[0059] 所述固定板10为两个相互平行的长方形板,其表面设有沿所述轴线方向设置的固定套筒,所述固定套筒内设有与其活动连接的引导杆11;
[0060] 设置在所述活动套3另两个侧面的所述螺栓分别与平行于所述轴线方向设置的推杆座12和连接板13相连;
[0061] 所述推杆座12表面设有沿所述轴线方向设置的推动杆2 ;所述连接板13表面设有与位置监测杆14活动连接的位置读头15。
[0062] 所述引导杆11和位置监测杆14下端设有固定台16,所述固定台16上设有与所述转子支撑座4相连的螺栓。
[0063] 如图8所示,所述支撑座28包括两组转子支撑座4和定子支撑座6 ;每组所述转子支撑座4和定子支撑座6之间均设有径向轴承17 ;
[0064] 设置在上端的所述转子支撑座4与上盖18相连,设置在下端的所述定子支撑座6与下盖19相连。
[0065] 如图3和图7所示,所述转子支撑座4和下盖19之间设有角度监测组件20,所述组件包括安装在所述转子支撑座4下端的环形标尺21、设置在所述环形标尺21外侧的角度读头22和设置在所述角度读头22下端的角度读头座23 ;
[0066] 所述角度读头座23设有与所述下盖19相连。
[0067] 所述固定套筒与引导杆11之间设有直线轴承24。
[0068] 如图9所示,所述上盖18下表面设有固定引导杆11的圆柱形固定座25、与所述推动杆2活动连接的推杆筒26和固定位置监测杆14的监测杆座27 ;
[0069] 所述上盖18上表面设有螺栓孔。
[0070] 如图10所示,所述操作机构29由沿所述直线电机定子I轴向设置的U形托架30、设置在所述U形托架30上端的工作台31和设置在所述工作台31下表面的弯曲推杆32组成;
[0071] 所述U形托架30底面为环形板,所述环形板两侧设有与其垂直的长方形板;所述环形板设有与所述螺栓孔相连的紧固螺栓,
[0072] 所述长方形板上侧设有与其表面垂直设置的耳轴33 ;所述耳轴33为中心设有转动轴的连接件,所述U形托架30和工作台31之间通过转动轴连接。
[0073] 所述弯曲推杆32弯曲一端设有连接所述工作台31的连接座34,另一端设有挂板35 ;所述弯曲推杆32与连接座34、挂板35之间均通过转轴36连接;
[0074] 所述弯曲推杆32和连接座34由垂直于所述弯曲推杆32轴向方向的转轴二 38相连。
[0075] 所述挂板35下端设有固定推动杆2的环形固定件37。
[0076] 所述转台还设有控制器,所述控制器包括位置传感器和驱动模块,所述驱动模块根据接收位置传感器传来的信号信息和操作机构29的水平方向和俯仰方向的位置和速度需求,控制输出交变电流,调节直线电机定子I达到指定的扭矩、转速和位置。
[0077] 当直线电机定子I推动活动套3上下运动时,活动套3上的推动杆2也随着活动套3上下运动;推动杆2推动弯曲推杆32,使弯曲推杆32带动工作台31以转轴二 38为轴摆动;
[0078] 同时直线电机定子I驱动旋转电机转子5做旋转运动时,旋转电机转子5带动与其固定的上盖18做旋转运动;与上盖18固定的U形托架30带动工作台31做旋转运动。
[0079] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均在申请待批的本发明的权利要求保护范之内。

Claims (13)

1.一种直驱转台,所述转台包括直线电机定子⑴和推动杆⑵;其特征在于, 所述转台还包括操作机构(29)和底座(8)以及所述直线电机定子(I)外依次设置的活动套(3)、两端设有支撑座(28)的旋转电机转子(5)和旋转电机定子(7)。
2.如权利要求1所述的转台,其特征在于,所述活动套(3)为下端设有端盖(9)的长方
3.如权利要求2所述的转台,其特征在于,垂直于所述活动套(3)的轴线方向设有螺栓,所述螺栓与平行于所述轴线方向设置的固定板(10)相连; 所述固定板(10)为两个相互平行的长方形板,其表面设有沿所述轴线方向设置的固定套筒,所述固定套筒内设有与其活动连接的引导杆(11); 设置在所述活动套(3)另两个侧面的所述螺栓分别与平行于所述轴线方向设置的推杆座(12)和连接板(13)相连; 所述推杆座(12)表面设有沿所述轴线方向设置的推动杆(2);所述连接板(13)表面设有与位置监测杆(14)活动连接的位置读头(15)。
4.如权利要求3所述的转台,其特征在于,所述引导杆(11)和位置监测杆(14)下端设有固定台(16),所述固定台(16)上设有与所述转子支撑座(4)相连的螺栓。
5.如权利要求1所述的转台,其特征在于,所述支撑座(28)包括两组转子支撑座(4)和定子支撑座(6);每组所述转子支撑座⑷和定子支撑座(6)之间均设有径向轴承(17)。
6.如权利要求5所述的转台,其特征在于,设置在上端的所述转子支撑座(4)与上盖(18)相连,设置在下端的所述定子支撑座(6)与下盖(19)相连。
7.如权利要求6所述的转台,其特征在于,所述转子支撑座(4)和下盖(19)之间设有角度监测组件(20),所述组件包括安装在所述转子支撑座(4)下端的环形标尺(21)、设置在所述环形标尺(21)外侧的角度读头(22)和设置在所述角度读头(22)下端的角度读头座(23); 所述角度读头座(23)设有与所述下盖(19)相连。
8.如权利要求3所述的转台,其特征在于,所述固定套筒与引导杆(11)之间设有直线轴承(24) ο
9.如权利要求6所述的转台,其特征在于,所述上盖(18)下表面设有固定引导杆(11)的圆柱形固定座(25)、与所述推动杆(2)活动连接的推杆筒(26)和固定位置监测杆(14)的监测杆座(27); 所述上盖(18)上表面设有螺栓孔。
10.如权利要求9所述的转台,其特征在于,所述操作机构(29)由沿所述直线电机定子(I)轴向设置的U形托架(30)、设置在所述U形托架(30)上端的工作台(31)和设置在所述工作台(31)下表面的弯曲推杆(32)组成; 所述U形托架(30)底面为环形板,所述环形板两侧设有与其垂直的长方形板;所述环形板设有与所述螺栓孔相连的紧固螺栓, 所述长方形板上侧设有与其表面垂直设置的耳轴(33);所述耳轴(33)为中心设有转动轴的连接件,所述U形托架(30)和工作台(31)之间通过转动轴连接。
11.如权利要求10所述的转台,其特征在于,所述弯曲推杆(32)弯曲一端设有连接所述工作台(31)的连接座(34),另一端设有挂板(35);所述弯曲推杆(32)与连接座(34)、挂板(35)之间均通过转轴(36)连接; 所述弯曲推杆(32)和连接座(34)由垂直于所述弯曲推杆(32)轴向方向的转轴二(38)相连。
12.如权利要求11所述的转台,其特征在于,所述挂板(35)下端设有固定推动杆(2)的环形固定件(37)。
13.根据权利要求1所述的转台,其特征在于,所述转台还设有控制器,所述控制器包括位置传感器和驱动模块,所述驱动模块根据接收位置传感器传来的信号信息和操作机构(29)的水平方向和俯仰方向的位置和速度需求,控制输出交变电流,调节直线电机定子(I)达到指定的扭矩、转速和位置。
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