CN105179473B - 细长杆件球柔性同轴调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于数控精密测量设备，涉及一种用于随动的细长杆件球柔性同轴调整装置。调整装置由球面定位座、锥面定位座、定位座、细长杆、定位件、移动部件、支撑件及防脱件组成。细长杆穿过防脱件、球面定位座、锥面定位座、定位座、支撑件、移动部件及定位件的内孔，以定位件内孔轴线为基准，调整定位螺杆，使球面定位座、锥面定位座、细长杆、移动部件与定位座发生相对位移，球面定位座的轴线可以跟随细长杆的轴线自行调整，两条轴线始终保持同轴或平行，调整完成后细长杆的轴线与定位件同轴或平行，在移动部件沿细长杆运动时，移动部件的轴线始终与定位件的轴线同轴或平行，保证了移动部件的运动精度，该装置结构简单，装调性能良好。

Description

细长杆件球柔性同轴调整装置
技术领域
本发明属于测量技术领域，涉及一种能够满足高精度移动部件导轨随动要求的细长杆件球柔性同轴调整装置。
背景技术
一般细长杆作为移动部件的导轨使用时，其两端的定位件均为固定件，两固定件间的同轴度无法调整，细长杆与两固定件连接后，细长杆的轴线发生扭曲，产生内应力，当移动部件沿细长杆运动时，移动部件的运动轨迹为一条曲线，随着移动部件运动频率、加速度等的变化，细长杆的扭曲形状也会发生变化，影响移动部件定位精度、重复定位精度。
发明内容
本发明正是针对上述现有产品存在的不足而设计，提供了一种细长杆件球柔性同轴调整装置，其目的是解决现有细长杆两端固定连接、两固定端同轴度无法调整、移动部件往复运动时移动部件的牵引力方向与细长杆轴线不平行、移动部件定位精度及重复精度不高的问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术解决方案是，调整装置包括球面定位座(1)、锥面定位座、定位座、支撑件、防脱件、细长杆、移动部件、定位件，球面定位座为由一个圆柱体及一个半球体共同组成多面体，圆柱体与半球体上开有同轴通孔，锥面定位座的顶部加工了一个圆锥形孔，且加工有与圆锥形孔同轴的圆柱形通孔，定位座内部加工有一台阶孔，台阶孔大直径大于锥面定位座的外径，支撑件的上下连接面相互平行，支撑件上加工有一个孔，孔的轴线与支撑件的上下连接面垂直；防脱件与球面定位座的圆柱体上表面共面，锥面定位座同轴放置在定位座的大台阶孔中，定位座的底面与支撑件可靠连接，球面定位座的球面与锥面定位座的锥面相切，细长杆穿过防脱件、球面定位座、锥面定位座、定位座、支撑件、移动部件、定位件的内孔，定位座的侧面开有螺纹孔，长定位螺杆和短定位螺杆通过定位座的螺纹孔调整锥面定位座位置。
长定位螺杆和短定位螺杆均与调整座螺纹连接，当长定位螺杆(3)和短定位螺杆各为2个时，2个长定位螺杆呈90°放置，2个短定位螺杆呈90°放置。
短定位螺杆可调整距离小于锥面定位座最大调整距离，长定位螺杆可调整距离大于锥面定位座最大调整距离，锥面定位座内孔与细长杆外径间距离大于短定位螺杆可调整距离，锥面定位座盲孔与细长杆外径间距离小于锥面定位座最大调整距离。
本发明具有的优点和有益效果，本发明采用调球面定位座、锥面定位座、定位螺杆、定位座、细长杆、移动部件、定位件等部件，以定位件内孔轴线为基准，调整定位螺杆，使球面定位座、锥面定位座、细长杆、移动部件与定位座发生相对位移，球面定位座的球面与锥面定位座的锥面始终相切，球面定位座的轴线可以跟随细长杆的轴线自行调整，两条轴线始终保持同轴或平行，调整完成后细长杆的轴线与导向件同轴或平行，在移动部件沿细长杆轴向运动时，移动部件的轴线始终与导向件的轴线同轴或平行。
与现有技术相比，本发明细长杆件球柔性同轴调整装置的结构简单、调整方便、制造成本低、用途广泛、可扩展性强、细长杆轴线与两固定端轴线同轴、细长杆无内力、移动部件的牵引力方向与细长杆轴线始终平行、移动部件的定位精度、重复精度高。
附图说明
图1为本发明细长杆件球柔性同轴调整装置的剖视图；
图2为本发明细长杆件球柔性同轴调整装置的局部放大图；
图3为本发明锥面定位座与定位螺杆的相对位置爆炸图；
图4为本发明一种扩展实施方式的结构示意图；
图5为本发明另一种扩展实施方式的结构示意图；
图中：1、球面定位座；2、锥面定位座；3、长定位螺杆；4、定位座；5、短定位螺杆；6、细长杆；7、定位件；8、移动部件；9、支撑件；10、短定位螺杆5的端面；11、锥面定位座2的内槽底面；12、长定位螺杆3的端面；13、防脱件；14、径向槽；15、齿形带；16、移动框架；17、外部导向件；18、台阶孔；I、锥面定位座的锥面；II、球面定位座的球面；A、短定位螺杆5可调整距离；B、锥面定位座最大调整距离；C、长定位螺杆3可调整距离；D、锥面定位座2内孔与细长杆6外径间距离；a、锥面定位座2的外径；b、台阶孔18大直径。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步地详述：
请参阅图1、图2，该种细长杆件球柔性同轴调整装置主要包括球面定位座1、锥面定位座2、定位座4、细长杆6、定位件7、移动部件8、支撑件9、防脱件13。
锥面定位座2同轴放置在定位座4的内部的台阶孔18中，台阶孔18大直径b大于锥面定位座2的外径a，定位座4的底面与支撑件9可靠连接，球面定位座1的球面II与锥面定位座2的锥面I相切，细长杆6穿过防脱件13、球面定位座1、锥面定位座2、定位座4、支撑件9、移动部件8、定位件7的内孔，短定位螺杆5与长定位螺杆3同轴放置，当长定位螺杆3和短定位螺杆5各为2个时，2个长定位螺杆3和2个短定位螺杆5均可呈90°放置，此时，2长定位螺杆或2短定位螺杆可组成一个直角坐标系，调整方向与直角坐标系平行，使调整量更为精确，调整速度更为快捷，长定位螺杆3的端面12与短定位螺杆5的端面10均与锥面定位座2的内槽底面11接触，锥面定位座2的顶面开有径向槽14，装调人员可通过短定位螺杆5和长定位螺杆3与径向槽14的相对位置变化，快速判断调整距离，节省调整时间。调整长定位螺杆3和短定位螺杆5与定位座4之间的相对位置，则球面定位座1、锥面定位座2、防脱件13、细长杆6将与定位座4、支撑件9发生相对位移，使球面定位座的轴线与定位件7的轴线同轴。短定位螺杆5可调整距离A小于锥面定位座最大调整距离B，长定位螺杆3可调整距离C大于锥面定位座最大调整距离B，锥面定位座2内孔与细长杆6外径间距离D大于短定位螺杆5可调整距离A，锥面定位座2内孔与细长杆6外径间距离D小于锥面定位座最大调整距离B，在调整锥面定位座2的位置时，为避免调整量过大，锥面定位座2的内孔壁挤压细长杆6造成轴线弯曲，在向机构内侧调整时，仅可以调整短定位螺杆5，如调整量不能满足一次调整量，需适当移动定位座4，重新进行调整。球面定位座1的球面II与锥面定位座2的锥面I间的接触位置与细长杆6的轴线为随动关系，即球面定位座1的轴线可根据细长杆6轴线位置的变化而发生转动，避免细长杆6因自身轴线弯曲产生内应力。因此细长杆6的轴线始终与导向件7的轴线、球面定位座1的轴线同轴或平行，在移动部件8沿细长杆6运动时，移动部件8的轴线将始终与导向件7的轴线同轴或平行，且无外部力作用在移动部件8上。
请参阅图3，本实施例细长杆件球柔性同轴调整装置在实际安装过程中，由于受到细长杆6的直径、材质、传动距离、轴线的直线度等条件限制，不能做到很长，为满足移动部件在运动过程中运动轨迹重复性好、传动距离远、细长杆6轴线的直线度好、制造成本低，在实际使用过程中可将单一传动导轨细长杆6转换为由细长杆6与齿形带15共同组成的传动组合。
请参阅图4，本实施例细长杆件球柔性同轴调整装置在实际安装过程中，细长杆6可仅作为传递力使用，移动框架16可在外部驱动力的作用下沿外部导向件17往复运动，细长杆件球柔性同轴调整装置能够很好保证移动框架16在运动过程中轴线始终与外部导向件17的轴线平行或重合，具有高重复精度。
本发明细长杆件球柔性同轴调整装置，稳定性高、加工成本低、装调方便、设计过程简单，可扩展性强，提高了设计效率。

Claims (3)

1.一种细长杆件球柔性同轴调整装置，其特征在于：调整装置包括球面定位座(1)、锥面定位座(2)、定位座(4)、细长杆(6)、定位件(7)、移动部件(8)、支撑件(9)、防脱件(13)，球面定位座(1)为由一个圆柱体及一个半球体共同组成的多面体，圆柱体与半球体上加工有同轴通孔，锥面定位座(2)的顶部加工了一个圆锥形孔，且加工有与圆锥形孔同轴的圆柱形通孔，定位座(4)内部加工有一台阶孔(18)，台阶孔(18)大直径(b)大于锥面定位座(2)的外径(a)，支撑件(9)的上下连接面相互平行，支撑件(9)上加工有一个孔，孔的轴线与支撑件(9)的上下连接面垂直；防脱件(13)与球面定位座(1)的圆柱体上表面共面，锥面定位座(2)同轴放置在定位座(4)的大台阶孔中，定位座(4)的底面与支撑件(9)可靠连接，球面定位座(1)的球面(II)与锥面定位座(2)的锥面(I)相切，细长杆(6)穿过防脱件(13)、球面定位座(1)、锥面定位座(2)、定位座(4)、支撑件(9)、移动部件(8)、定位件(7)的内孔，定位座(4)的侧面开有螺纹孔，长定位螺杆(3)和短定位螺杆(5)通过定位座(4)的螺纹孔调整锥面定位座(2)位置。
2.根据权利要求1所述的细长杆件球柔性同轴调整装置，其特征在于：长定位螺杆(3)和短定位螺杆(5)均与定位座(4)螺纹连接，当长定位螺杆(3)和短定位螺杆(5)各为2个时，2个长定位螺杆(3)呈90°放置，2个短定位螺杆(5)呈90°放置。
3.根据权利要求1所述的细长杆件球柔性同轴调整装置，其特征在于：短定位螺杆(5)可调整距离(A)小于锥面定位座最大调整距离(B)，长定位螺杆(3)可调整距离(C)大于锥面定位座最大调整距离(B)，锥面定位座(2)内孔与细长杆(6)外径间距离(D)大于短定位螺杆(5)可调整距离(A)，锥面定位座(2)内孔与细长杆(6)外径间距离(D)小于锥面定位座最大调整距离(B)。
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