CN104993347A - 一种单轴系双滑环机构 - Google Patents

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Abstract

一种单轴系双滑环机构，包括主轴轴系、从动齿轮轴系、换向齿轮轴系、滑环A、滑环B、线缆管、线缆管下支架和线缆管上支架。主轴带动滑环A和主动齿轮绕顺时针方向旋转，将动力传送至换向齿轮B,此时，换向齿轮轴系旋向为逆时针；然后经另一个平行的换向齿轮A将动力输出至从动齿轮，并带动滑环B绕顺时针方向旋转，实现了同一个轴系安装两套滑环，并且保证同步运动的功能。

Description

一种单轴系双滑环机构
技术领域
本发明涉及一种单轴系双滑环机构,特别是一种应用于各种仪器仪表和惯性导航测试设备的单轴系双滑环机构。
背景技术
在惯性导航测试设备的研制过程中，强电和弱电两种电缆之间必须采取隔离措施，以降低强电对弱电信号的干扰，有利于实现整个产品的技术指标。
一般情况下，强电线缆是指执行元件（各种电机）的线缆，弱电线缆是指各种传感器件的线缆。设备内部的线缆要实现强、弱电隔离需解决两个技术难点：
1. 在强、弱电隔离的情况下，还要实现轴系的连续无限旋转，以满足实际工况的需求。
2. 尽可能的减小轴系自身的质量以降低转动惯量，从而可减小执行元件的输出功率。有利于提高隔离的效果，将干扰降低至最小。
目前要实现此类需求所采取的方法是采用单个滑环传输强、弱电，完全依靠环体内部环道之间隔离干扰。实际应用表明，这种方式可应用于一般场合，在一些特殊场合，比如，用户被测件是微小信号时，上述方法会严重的干扰被测信号，不能满足实际使用要求。
发明内容
本发明其目的就在于提供一种单轴系双滑环机构，实现了同一个轴系安装两套滑环，并且保证同步运动的功能。
实现上述目的而采取的技术方案，包括中空结构的主轴,主轴与主轴承端盖、轴承座、主轴轴承、主锁紧螺母组成主轴轴系，并用螺钉将轴承座固定在基体上,
转接支架用螺钉固定在基体上，与从动齿轮轴承、副轴承端盖、副锁紧螺母、从动齿轮组成从动齿轮轴系;
齿轮箱用螺钉固定在基体上，与平键A、换向齿轮轴、下轴承端盖、齿轮轴承、换向齿轮A、齿轮隔套、换向齿轮B、平键B、齿轮轴承、上轴承端盖组成换向齿轮轴系;
滑环A用螺钉固联在主轴内部，滑环A固定架与基体用螺钉联接，限制滑环A尾部随主轴旋转,滑环A为中空结构，滑环A法兰处线缆通过线缆管上支架缝隙引出，尾部线缆由滑环A下端相对静止部分引出;
滑环B支架经副轴承端盖固定在转接支架上，滑环B固定在滑环B支架上，并通过滑环B固定架保证滑环B尾部的转动与从动齿轮一致;
线缆管下支架与线缆管的下端用螺钉联接，同时，线缆管下支架与滑环B固定架固联,线缆管上支架与线缆管的上端用螺钉联接，并将线缆管上支架与主轴固联,线缆管从滑环A内孔伸出，滑环B尾部的电缆线从线缆管引出，滑环B法兰处线缆向下直接引出;
编码器安装轴用螺钉联接在主轴尾部，主动齿轮用螺钉与编码器安装轴联接，将主轴的旋转运动引入至换向齿轮B，经过换向齿轮轴系，将主轴的旋转运动输出至从动齿轮。
与现有技术相比本发明具有以下优点。
1. 满足轴系连续旋转的功能要求，并且在物理上将强、弱电进行隔离，改善了编码器、陀螺、加速度计以及光电开关等弱电信号的传输条件，有利于提高测试产品电气信号的传输质量，增强用户对测试设备使用的满意度，最终提高测试设备的市场竞争力。
2. 实现强、弱电缆在设备内部布置，改善测试设备的外观，令整个测试系统的线缆布局更加规范，有利于提高测试设备的可靠性，延长其使用寿命。
3. 减小了轴系自身的转动惯量，从而降低了执行元件的输出功率。对于电动马达来说，可以降低马达的输入电流，这样有利于提高隔离的效果，并且可以节约成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述。
图1为本装置结构剖面示意图；
图2为本装置中滑环A结构示意图；
图3为本装置中滑环B结构示意图。
具体实施方式
本装置包括中空结构的主轴1,主轴1与主轴承端盖2、轴承座3、主轴轴承4、主锁紧螺母5组成主轴轴系，并用螺钉将轴承座固定在基体6上, 如图1所示：
转接支架10用螺钉固定在基体6上，与从动齿轮轴承11、副轴承端盖12、副锁紧螺母13、从动齿轮18组成从动齿轮轴系;
齿轮箱19用螺钉固定在基体6上，与平键A 20、换向齿轮轴21、下轴承端盖22、齿轮轴承23、换向齿轮A 24、齿轮隔套25、换向齿轮B 26、平键B  27、齿轮轴承28、上轴承端盖29组成换向齿轮轴系;
滑环A 32用螺钉固联在主轴1内部，滑环A固定架9与基体6用螺钉联接，限制滑环A尾部随主轴旋转,滑环A 32为中空结构，滑环A 32法兰处线缆通过线缆管上支架30缝隙引出，尾部线缆由滑环A 32下端相对静止部分引出,如图2所示;
滑环B支架14经副轴承端盖12固定在转接支架10上，滑环B 15固定在滑环B支架14上，并通过滑环B固定架17保证滑环B 15尾部的转动与从动齿轮18一致;
线缆管下支架16与线缆管31的下端用螺钉联接，同时，线缆管下支架16与滑环B固定架17固联,线缆管上支架30与线缆管31的上端用螺钉联接，并将线缆管上支架30与主轴1固联,线缆管31从滑环A 32内孔伸出，滑环B 15尾部的电缆线从线缆管31引出，滑环B 15法兰处线缆向下直接引出,如图3所示;
编码器安装轴7用螺钉联接在主轴1尾部，主动齿轮8用螺钉与编码器安装轴7联接，将主轴1的旋转运动引入至换向齿轮B 26，经过换向齿轮轴系，将主轴1的旋转运动输出至从动齿轮18。
所述编码器安装轴7可用于安装测角传感器。
所述换向齿轮轴系中的两个换向齿轮A 24和换向齿轮B 26的设计参数模数、齿数和齿宽完全一致。
所述主动齿轮8和从动齿轮18的设计参数模数、齿数和齿宽完全一致。
实施例
本实施例适用于对强、弱电缆进行隔离的机构，包括：主轴1、主轴承端盖2、轴承座3、主轴轴承4、主锁紧螺母5、基体6、编码器安装轴7、主动齿轮8、滑环A固定架9、转接支架10、从动齿轮轴承11、副轴承端盖12、副锁紧螺母13、滑环B支架14、滑环B15、线缆管下支架16、滑环B固定架17、从动齿轮18、齿轮箱19、平键A20、换向齿轮轴21、下轴承端盖22、齿轮轴承23、换向齿轮A24、齿轮隔套25、换向齿轮B26、平键B27、齿轮轴承28、上轴承端盖29、线缆管上支架30、线缆管31、滑环A32。
主轴1为中空结构，与主轴承端盖2、轴承座3、主轴轴承4、主锁紧螺母5组成主轴轴系，并用螺钉将轴承座3固定在基体6上。
转接支架10用螺钉固定在基体6上，与从动齿轮轴承11、副轴承端盖12、副锁紧螺母13、从动齿轮18组成从动齿轮轴系。
齿轮箱19用螺钉固定在基体6上，与平键A20、换向齿轮A24、换向齿轮轴21、下轴承端盖22、齿轮轴承28、齿轮隔套25、平键B27、换向齿轮B26、上轴承端盖29组成换向齿轮轴系。
滑环A32用螺钉固联在主轴1内，滑环A固定架9与基体6用螺钉联接，并通过相应机械接口与滑环A32尾部配合，限制尾部随主轴1旋转；同时，机构中的部分电缆可在尾部引出。
滑环B支架17通过副轴承端盖12固定在转接支架10上，滑环B15固定在滑环B支架17上，并通过滑环B固定架17限定其尾部的转动与从动齿轮18保持一致。线缆管下支架16与线缆管31的下端用螺钉联接，并将线缆管下支架16与滑环B固定架17固联；线缆管上支架30与线缆管31的上端用螺钉联接，并将线缆管上支架30与主轴1固联；线缆管31从滑环A32内孔伸出，滑环B15尾部的电缆线从线缆管31引出。
编码器安装轴7用螺钉联接在主轴1尾部，主动齿轮8用螺钉与编码器安装轴7联接，将主轴1的旋转运动引入至换向齿轮，经过两个平行的换向齿轮，将主轴1旋转运动输出至从动齿轮18，至此，滑环B15可获得与滑环A32同步的旋转运动。
实际应用中，滑环A32和滑环B15中分别走强电和弱电，也可以相互调换。

Claims (4)

1.一种单轴系双滑环机构，包括中空结构的主轴（1）,主轴（1）与主轴承端盖（2）、轴承座（3）、主轴轴承（4）、主锁紧螺母（5）组成主轴轴系，并用螺钉将轴承座固定在基体（6）上, 其特征在于：
转接支架（10）用螺钉固定在基体（6）上，与从动齿轮轴承（11）、副轴承端盖（12）、副锁紧螺母（13）、从动齿轮（18）组成从动齿轮轴系;
齿轮箱（19）用螺钉固定在基体（6）上，与平键A（20）、换向齿轮轴(21)、下轴承端盖（22）、齿轮轴承（23）、换向齿轮A（24）、齿轮隔套（25）、换向齿轮B（26）、平键B（27）、齿轮轴承（28）、上轴承端盖（29）组成换向齿轮轴系;
滑环A（32）用螺钉固联在主轴（1）内部，滑环A固定架（9）与基体（6）用螺钉联接，限制滑环A尾部随主轴旋转,滑环A（32）为中空结构，滑环A（32）法兰处线缆通过线缆管上支架（30）缝隙引出，尾部线缆由滑环A（32）下端相对静止部分引出;
滑环B支架（14）经副轴承端盖（12）固定在转接支架（10）上，滑环B（15）固定在滑环B支架（14）上，并通过滑环B固定架（17）保证滑环B（15）尾部的转动与从动齿轮（18）一致;
线缆管下支架（16）与线缆管（31）的下端用螺钉联接，同时，线缆管下支架（16）与滑环B固定架（17）固联,线缆管上支架（30）与线缆管（31）的上端用螺钉联接，并将线缆管上支架（30）与主轴（1）固联,线缆管（31）从滑环A（32）内孔伸出，滑环B（15）尾部的电缆线从线缆管（31）引出，滑环B（15）法兰处线缆向下直接引出;
编码器安装轴（7）用螺钉联接在主轴（1）尾部，主动齿轮（8）用螺钉与编码器安装轴（7）联接，将主轴（1）的旋转运动引入至换向齿轮B（26），经过换向齿轮轴系，将主轴（1）的旋转运动输出至从动齿轮（18）。
2.根据权利要求1所述的一种单轴系双滑环机构, 其特征在于,所述编码器安装轴（7）可用于安装测角传感器。
3.根据权利要求1所述的一种单轴系双滑环机构, 其特征在于,所述换向齿轮轴系中的两个换向齿轮A（24）和换向齿轮B（26）的设计参数模数、齿数和齿宽完全一致。
4.根据权利要求1所述的一种单轴系双滑环机构, 其特征是：所述主动齿轮（8）和从动齿轮（18）的设计参数模数、齿数和齿宽完全一致。
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