CN106131390A - 一种直曲轨小车及其定位装置 - Google Patents

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欧屹
刘丙凯
冯虎田
雷超
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ZHANGJIAGANG SIKESI PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Nanjing University of Science and Technology
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    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment ; Cameras comprising an electronic image sensor, e.g. digital cameras, video cameras, TV cameras, video cameras, camcorders, webcams, camera modules for embedding in other devices, e.g. mobile phones, computers or vehicles
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Abstract

本发明公开了一种直曲轨小车及其定位装置,该装置能够实现移动小车在直、曲轨道上顺畅运行,并能够实现移动小车在三维空间的实时跟踪定位,适用于虚拟演播室中作为摄像机的承载装置。一种直曲轨小车及其定位装置包括直曲轨、移动小车、定位装置,其中直曲轨由直轨段和曲轨段连接而成,移动小车在轨道上面运行;所述直曲轨包括内直轨、外直轨、内曲轨、外曲轨、轨道拉接螺钉、轨道座、方形槽钢、调平脚;所述调平脚对称的固定在方形槽钢的两端的同一面,方形槽钢的另一面对称的设置有轨道座,轨道座上焊接有轨道;所述移动小车在轨道上运行,移动小车上装有定位装置,定位装置用于检测移动小车在三维空间的位置。

Description

一种直曲轨小车及其定位装置
技术领域
[0001]本发明属于虚拟演播室技术领域,特别是一种带直曲轨的移动小车及其定位装置。
背景技术
[0002]在虚拟演播室中,摄像机常用的拍摄方式包括三脚架式固定机位拍摄,摇臂拍摄,有轨机器人式拍摄,自由移动式拍摄,无论哪种拍摄方式,都需要将计算机制作的虚拟三维场景与摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化实时合成、使人物与虚拟背景能够同步变化、达到无缝融合的效果,因此必须先要实时快速准确可靠的获得摄像机的各种参数,比如移动距离、升降高度、俯仰角度、旋转角度以及焦距大小等。现有的摄像机承载装置主要分为有轨和无轨两种方式。有轨的承载装置又分为直轨和弯轨两种,直轨承载及其定位装置经过多年发展已经发展成熟,但有关直曲轨摄像机承载及其定位装置却无相关文献描述。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种直曲轨小车及其定位装置。
[0004]实现本发明目的的技术解决方案为:一种直曲轨小车及其定位装置,包括直曲轨、移动小车、定位装置。所述直曲轨包括内直轨、外直轨、内曲轨、外曲轨、轨道拉接螺钉、轨道座、方形槽钢、调平脚;所述调平脚对称的固定在方形槽钢的两端的同一面,方形槽钢的另一面对称的设置有轨道座,轨道座上焊接有轨道,移动小车在轨道上运动。
[0005]移动小车包括内主动轮、外主动轮、内从动轮、外从动轮、移动平台;所述的内主动轮和外主动轮结构相同,对称的设置在移动平台的一边,移动平台的另一边对称的设置有内从动轮和外从动轮,内从动轮和外从动轮结构相同。
[0006]内主动轮包括伺服电机、电机输出轴、电机固定板、主固定板、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第三角接触球轴承、第四角接触球轴承、支撑座、第一套筒、第二套筒、第一同步带轮、连接轴、支撑套、第一端面轴承、第二端面轴承、第一拉紧螺栓、第二拉紧螺栓、第一车轮装置、第二车轮装置、圆弧形同步带;所述的伺服电机固定在电机固定板上,电机固定板的内侧孔中设置有第一角接触球轴承,第一角接触球轴承套在电机输出轴上,电机输出轴的一端的轴肩上设置有第二角接触球轴承,第二角接触球轴承的外圈与支撑座的内孔配合并通过支撑座的轴肩定位,支撑座的另一端内孔中设置有第三角接触球轴承,第三角接触球轴承内圈套在电机输出轴上并通过第一套筒与第一同步带轮的一端配合,第一同步带轮的另一端通过第二套筒与第四角接触球轴承配合,第四角接触球轴承的外圈与主固定板的内孔配合;支撑座的轴肩上设置有第一端面轴承,第一端面轴承的另一面与连接轴的一端轴孔配合且同轴设置,连接轴的另一端轴孔中设置有第二端面轴承,第二端面轴承另一面通过螺母固定;连接轴通过螺钉与支撑套固连;支撑套固定在移动平台上。
[0007]电机固定板与主固定板之间对称的设置有第一车轮装置和第二车轮装置,且第一车轮装置和第二车轮装置结构相同;第一同步带轮、第一车轮装置和第二车轮装置通过圆弧形同步带传动;所述电机固定板与主固定板之间通过第一拉紧螺栓和第二拉紧螺栓固定。
[0008]第一车轮装置包括第五角接触球轴承、主车轮轴、U型主动轮、第二同步带轮、第三套筒、第六角接触球轴承;所述第五角接触球轴承设置在电机固定板一角的轴孔中,第五角接触球轴承内圈与主车轮轴配合且同轴设置,主车轮轴的轴肩上固连有U型主动轮,U型主动轮的另一面与第二同步带轮配合,第二同步带轮与主车轮轴同轴固连,并通过第三套筒与第六角接触球轴承配合,第六角接触球轴承设置在主固定板一角的轴孔中。
[0009]内从动轮包括滑台装置和从动轮装置;滑台装置的上面固定在移动平台的一角,滑台装置的另一面固连从动轮装。
[0010]滑台装置包括滑台底座、第一滑块导轨、第二滑块导轨、导轨连接、第三滑块导轨、第四滑块导轨、滑台端盖、第一滑台限位端、第二滑台限位端、第三滑台限位端、第四滑台限位端、拉紧螺栓;所述滑台底座和从动轮装置固连,第一滑块导轨和第二滑块导轨对称的设置在滑台底座的两边,第一滑块导轨和第二滑块导轨相互平行,其上面固连有导轨连接,导轨连接的上面对称的设置有相互平行的第三滑块导轨和第四滑块导轨,其中第一滑块导轨和第三滑块导轨相垂直,第三滑块导轨和第四滑块导轨的上面固连有滑台端盖,滑台端盖固连在移动平台上;第一滑台限位端和第二滑台限位端对称的设置在滑台端盖的两端,并通过拉紧螺栓连接,第一滑台限位端和第二滑台限位端的下端固连在导轨连接的两端,导轨连接的另外两端对称的固连有第三滑台限位端和第四滑台限位端,第三滑台限位端和第四滑台限位端的下端通过拉紧螺栓连接在滑台底座上。
[0011]从动轮装置包括第一车轮支撑板、第二车轮支撑板、第七角接触球轴承、第八角接触球轴承、第三端面轴承、第四端面轴承、第一从车轮轴、从支撑座、从连接轴、第四套筒、第五套筒、第一从动轮装置、第二从动轮装置、螺栓、第一螺母;所述第一车轮支撑板的一面和第四套筒连接,第四套筒和第七角接触球轴承的内圈端面配合,第七角接触球轴承的内圈套在第一从车轮轴上,第七角接触球轴承的外圈与从支撑座的轴孔配合,从支撑座的另一端的轴孔内设置第八角接触球轴承,第八角接触球轴承的内圈通过第五套筒与第二车轮支撑板配合;第一车轮支撑板和第二车轮支撑板之间对称的设置有第一从动轮装置和第二从动轮装置;所述螺栓从下端穿过从支撑座的轴孔,从支撑座的上端同轴设置有第三端面轴承,第三端面轴承的上端面和从连接轴的内孔配合,从连接轴的另一端轴孔内设置有第四端面轴承,第四端面轴承的上端通过第一螺母拧紧。
[0012]第一从动轮装置包括第二从车轮轴、第六套筒、第七套筒、第九角接触球轴承、第十角接触球轴承、U型从动轮、第二螺母;所述第二从车轮轴穿过第一车轮支撑板的下端轴孔中,第二从车轮轴上套有第六套筒,第六套筒的另一面和第九角接触球轴承的内圈配合,第九角接触球轴承的外圈套有U型从动轮,U型从动轮的另一端的轴孔中设置有第十角接触球轴承,第十角接触球轴承通过第七套筒和第二车轮支撑板配合,第二车轮支撑板的另一面通过第二螺母拧紧。
[0013]定位装置包括定位支撑、伸缩器、弹簧、U型架、上端盖、下端盖、检测轴、滚轮、第三同步带轮、第一轴承、第二轴承、编码器支撑架、编码器、第一对射光电开关、第二对射光电开关、条形同步带;所述定位支撑固定在移动平台的底部,定位支撑的下端与伸缩器固连,伸缩器上设置有U型架,U型架的一端轴孔中设置有第一轴承,第一轴承的外圈与下端盖配合,下端盖固定在U型架上,第一轴承的内圈与检测轴配合,检测轴的轴肩上固连有滚轮,滚轮的上面与第三同步带轮配合,第三同步带轮与检测轴固定,检测轴的另一端轴肩上设置有第二轴承,第二轴承的外圈与上端盖配合,上端盖固定在U型架上;检测轴的另一端轴端和编码器的伸出轴固连,编码器固定在编码器支撑架上;第一对射光电开关设置在定位支撑的背面;第二对射光电开关设置设置在直轨和曲轨的交接处,与方形槽钢固连;条形同步带设置在直曲轨外轨道的内侧,第三同步带轮与条形同步带啮合。
[0014]本发明与现有技术相比,其显著优点为:I)本发明能够实现移动小车在直、曲轨道上顺畅运行,并能够实现移动小车在三维空间的实时跟踪定位;2)本发明移动小车的主动轮和从动轮均采用了双轮联动的结构,可以防止小车由于振动引起的突然脱轨的发生;3)本发明采用了调平脚,可以在地面不平的场合使用;4)本发明从动轮采用滑台机构,克服了移动小车在直轨和曲轨的交接处运行时由于内外弦差变化引起的不稳定性问题。
附图说明
[0015]图1是本发明直曲轨小车及其定位装置的总装配图。
[0016]图2是本发明直曲轨的结构组成示意图。
[0017]图3是本发明移动小车及定位装置的结构组成示意图。
[0018]图4是本发明主动轮的结构组成示意图。
[0019]图5是本发明主动轮内部结构组成示意图。
[0020]图6是本发明第一车轮装置的内部结构组成示意图。
[0021 ]图7是本发明滑台的结构组成示意图。
[0022]图8是本发明从动轮的内部结构组成示意图。
[0023]图9是本发明第一从动轮装置的内部结构组成示意图。
[0024]图10是本发明检测轮的结构组成示意图。
[0025]图11是移动小车的定位功能实现过程。
具体实施方式
[0026]结合图1、图2,本发明的一种直曲轨小车及其定位装置,包括直曲轨A、移动小车B、定位装置C。所述直曲轨A包括内直轨1、外直轨2、内曲轨3、外曲轨4、轨道拉接螺钉5、轨道座
6、方形槽钢7、调平脚8;所述调平脚8对称的固定在方形槽钢7的两端的同一面,方形槽钢7的另一面对称的设置有轨道座6,轨道座6上焊接有轨道,移动小车B在轨道上运动。
[0027]结合图3,移动小车B包括内主动轮D-1、外主动轮D-2、内从动轮E-1、外从动轮E-2、移动平台F;所述的内主动轮D-1和外主动轮D-2结构相同,对称的设置在移动平台F的一边,移动平台F的另一边对称的设置有内从动轮E-1和外从动轮E-2,内从动轮E-1和外从动轮E-2结构相同。
[0028]结合图4、图5,内主动轮D-1包括伺服电机9、电机输出轴10、电机固定板11-1、主固定板11-2、第一角接触球轴承12-1、第二角接触球轴承12-2、第三角接触球轴承12-3、第四角接触球轴承12-4、支撑座13、第一套筒14-1、第二套筒14-2、第一同步带轮15-1、连接轴
16、支撑套17、第一端面轴承18-1、第二端面轴承18-2、第一拉紧螺栓19-1、第二拉紧螺栓19-2、第一车轮装置20-1、第二车轮装置20-2、圆弧形同步带21;所述的伺服电机9固定在电机固定板11-1上,电机固定板11-1的内侧孔中设置有第一角接触球轴承12-1,第一角接触球轴承12-1套在电机输出轴1上,电机输出轴1的一端的轴肩上设置有第二角接触球轴承12-2,第二角接触球轴承12-2的外圈与支撑座13的内孔配合并通过支撑座13的轴肩定位,支撑座13的另一端内孔中设置有第三角接触球轴承12-3,第三角接触球轴承12-3内圈套在电机输出轴10上并通过第一套筒14-1与第一同步带轮15的一端配合,第一同步带轮15的另一端通过第二套筒14-2与第四角接触球轴承12-4配合,第四角接触球轴承12-4的外圈与主固定板11-2的内孔配合;支撑座13的轴肩上设置有第一端面轴承18-1,第一端面轴承18-1的另一面与连接轴16的一端轴孔配合且同轴设置,连接轴16的另一端轴孔中设置有第二端面轴承18-2,第二端面轴承18-2另一面通过螺母固定;连接轴16通过螺钉与支撑套17固连;支撑套17固定在移动平台F上;电机固定板11-1与主固定板11-2之间对称的设置有第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2,且第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2结构相同;第一同步带轮15、第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2通过圆弧形同步带21传动;所述电机固定板11-1与主固定板11-2之间通过第一拉紧螺栓19-1和第二拉紧螺栓19-2固定。
[0029]结合图6,第一车轮装置包括第五角接触球轴承12-5、主车轮轴22、U型主动轮23、第二同步带轮15-2、第三套筒14-3、第六角接触球轴承12-6;所述第五角接触球轴承12-5设置在电机固定板11-1 一角的轴孔中,第五角接触球轴承12-5内圈与主车轮轴22配合且同轴设置,主车轮轴22的轴肩上固连有U型主动轮23,U型主动轮23的另一面与第二同步带轮15-2配合,第二同步带轮15-2与主车轮轴22同轴固连,并通过第三套筒14-3与第六角接触球轴承12-6配合,第六角接触球轴承12-6设置在主固定板11-2—角的轴孔中。
[0030] 结合图7,滑台装置G-1包括滑台底座24、第一滑块导轨25-1、第二滑块导轨25-2、导轨连接26、第三滑块导轨25-3、第四滑块导轨25-4、滑台端盖27、第一滑台限位端28-1、第二滑台限位端28-2、第三滑台限位端28-3、第四滑台限位端28-4、拉紧螺栓29;所述滑台底座24和从动轮装置G-2固连,第一滑块导轨25-1和第二滑块导轨25-2对称的设置在滑台底座24的两边,第一滑块导轨25-1和第二滑块导轨25-2相互平行,其上面固连有导轨连接26,导轨连接26的上面对称的设置有第三滑块导轨25-3和第四滑块导轨25-4,其中第一滑块导轨25-1和第三滑块导轨25-3相垂直,第三滑块导轨25-3和第四滑块导轨25-4的上面固连有滑台端盖27,滑台端盖27固连在移动平台F上;第一滑台限位端28-1和第二滑台限位端28-2对称的设置在滑台端盖27的两端,并通过拉紧螺栓29连接,第一滑台限位端28-1和第二滑台限位端28-2的下端固连在导轨连接26的两端,导轨连接26的另外两端对称的固连有第三滑台限位端28-3和第四滑台限位端28-4,第三滑台限位端28-3和第四滑台限位端28-4的下端通过拉紧螺栓29连接在滑台底座24上。
[0031]结合图8,从动轮装置G-2包括第一车轮支撑板30-1、第二车轮支撑板30-2、第七角接触球轴承12-7、第八角接触球轴承12-8、第三端面轴承18-3、第四端面轴承18-4、第一从车轮轴31-1、从支撑座32、从连接轴33、第四套筒14-4、第五套筒14-5、第一从动轮装置34-
1、第二从动轮装置34-2、螺栓35、第一螺母36-1;所述第一车轮支撑板30-1的一面和第四套筒14-4连接,第四套筒14-4和第七角接触球轴承12-7的内圈端面配合,第七角接触球轴承12-7的内圈套在第一从车轮轴31-1上,第七角接触球轴承12-7的外圈与从支撑座32的轴孔配合,从支撑座32的另一端的轴孔内设置第八角接触球轴承12-8,第八角接触球轴承12-8的内圈通过第五套筒14-5与第二车轮支撑板30-2配合;第一车轮支撑板30-1和第二车轮支撑板30-2之间对称的设置有第一从动轮装置34-1和第二从动轮装置34-2;所述螺栓35从下端穿过从支撑座32的轴孔,从支撑座32的上端同轴设置有第三端面轴承18-3,第三端面轴承18-3的上端面和从连接轴33的内孔配合,从连接轴33的另一端轴孔内设置有第四端面轴承18-4,第四端面轴承18-4的上端通过第一螺母36-1拧紧。
[0032]结合图9,第一从动轮装置34-1包括第二从车轮轴31-2、第六套筒14-6、第七套筒14-7、第九角接触球轴承12-9、第十角接触球轴承12-10、U型从动轮37、第二螺母36-2;所述第二从车轮轴31-2穿过第一车轮支撑板30-1的下端轴孔中,第二从车轮轴31-2上套有第六套筒14-6,第六套筒14-6的另一面和第九角接触球轴承12-9的内圈配合,第九角接触球轴承12-9的外圈套有U型从动轮37,U型从动轮37的另一端的轴孔中设置有第十角接触球轴承12-10,第十角接触球轴承12-10通过第七套筒14-7和第二车轮支撑板30-2配合,第二车轮支撑板30-2的另一面通过第二螺母36-2拧紧。
[0033]结合图10,定位装置C包括定位支撑38、伸缩器39、弹簧40、U型架41、上端盖42、下端盖43、检测轴44、滚轮45、第三同步带轮15-3、第一轴承46-1、第二轴承46-2、编码器支撑架47、编码器48、第一对射光电开关49、第二对射光电开关50、条形同步带51;所述定位支撑38固定在移动平台F的底部,定位支撑38的下端与伸缩器39固连,伸缩器39上设置有U型架41,U型架41的一端轴孔中设置有第一轴承46-1,第一轴承46-1的外圈与下端盖43配合,下端盖43固定在U型架41上,第一轴承46-1的内圈与检测轴44配合,检测轴44的轴肩上固连有滚轮45,滚轮45的上面与第三同步带轮15-3配合,第三同步带轮15-3与检测轴44固定,检测轴44的另一端轴肩上设置有第二轴承46-2,第二轴承46-2的外圈与上端盖42配合,上端盖42固定在U型架42上;检测轴44的另一端轴端和编码器48的伸出轴固连,编码器48固定在编码器支撑架47上;第一对射光电开关49设置在定位支撑38的背面;第二对射光电开关50设置设置在直轨和曲轨的交接处,与方形槽钢7固连;条形同步带51设置在直曲轨外轨道的内侧,第三同步带轮15-3与条形同步带51啮合。
[0034]当移动小车B在直曲轨A上运行时,伺服电机9提供驱动力,移动小车B沿直曲轨A运动,定位装置C的第三同步带轮15-3被弹簧40压紧在条形同步带51上,并使它们紧紧啮合。移动小车的定位功能实现过程如图11所示,首先将移动小车B移动到直曲轨A的直轨段,并标定零点位置。当移动小车B在直轨段运动时,内主动轮D-1和外主动轮D-2转速一致,此时定位装置中的编码器48将小车运动的距离信息传输给计算机,计算机根据事先编制好的直轨段定位算法计算出移动小车B在三维空间的位置;当移动小车B运动到直轨和曲轨的交界处时,第一对射光电开关49检测到第二对射光电开关50发出的信息,计算机检测到该信息,发出移动小车B将沿曲轨段运行指令,此时移动小车B的内主动轮D-1和外主动轮D-2开始差速运动,定位装置中的编码器48将小车在曲轨段运动的距离信息传输给计算机,同时计算机根据事先编制好的曲轨段定位算法计算出移动小车B在三维空间的位置;当移动小车B运动到曲轨段时,内主动轮D-1和外主动轮D-2保持差速运动,以保证小车不脱离轨道。
[0035]下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。
[0036] 实施例
[0037] —种直曲轨小车及其定位装置,包括直曲轨A、移动小车B、定位装置C,所述直曲轨A包括内直轨1、外直轨2、内曲轨3、外曲轨4、轨道拉接螺钉5、轨道座6、方形槽钢7、调平脚8 ;所述调平脚8对称的固定在方形槽钢7的两端的同一面,方形槽钢7的另一面对称的设置有轨道座6,轨道座6上焊接有轨道,所述轨道包括内直轨1、外直轨2、内曲轨3、外曲轨4,其中内直轨1、外直轨2对应设置,内曲轨3、外曲轨4对应设置,轨道拉接螺钉5用于连接相邻的两段导轨,移动小车B在轨道上运动,定位装置C用于检测移动小车B在三维空间的位置。
[0038] 所述移动小车B包括内主动轮D-1、外主动轮D-2、内从动轮E-1、外从动轮E-2、移动平台F;所述的内主动轮D-1和外主动轮D-2结构相同,对称的设置在移动平台F的一边,移动平台F的另一边对称的设置有内从动轮E-1和外从动轮E-2,内从动轮E-1和外从动轮E-2结构相同。
[0039]所述内主动轮D-1包括伺服电机9、电机输出轴10、电机固定板11-1、主固定板11-
2、第一角接触球轴承12-1、第二角接触球轴承12-2、第三角接触球轴承12-3、第四角接触球轴承12-4、支撑座13、第一套筒14-1、第二套筒14-2、第一同步带轮15-1、连接轴16、支撑套
17、第一端面轴承18-1、第二端面轴承18-2、第一拉紧螺栓19-1、第二拉紧螺栓19-2、第一车轮装置20-1、第二车轮装置20-2、圆弧形同步带21 ;
[0040]所述的伺服电机9固定在电机固定板11-1上,电机固定板11-1的内侧孔中设置有第一角接触球轴承12-1,第一角接触球轴承12-1套在电机输出轴10上,电机输出轴10的一端的轴肩上设置有第二角接触球轴承12-2,第二角接触球轴承12-2的外圈与支撑座13的内孔配合并通过支撑座13的轴肩定位,支撑座13的另一端内孔中设置有第三角接触球轴承12-3,第三角接触球轴承12-3内圈套在电机输出轴10上并通过第一套筒14-1与第一同步带轮15-1的一端配合,第一同步带轮15-1的另一端通过第二套筒14-2与第四角接触球轴承12-4配合,第四角接触球轴承12-4的外圈与主固定板11-2的内孔配合;支撑座13的轴肩上设置有第一端面轴承18-1,第一端面轴承18-1的另一面与连接轴16的一端轴孔配合且同轴设置,连接轴16的另一端轴孔中设置有第二端面轴承18-2,第二端面轴承18-2另一面通过螺母固定;连接轴16通过螺钉与支撑套17固连;支撑套17固定在移动平台F上。
[0041]所述电机固定板11-1与主固定板11-2之间对称的设置有第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2,且第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2结构相同;第一同步带轮15、第一车轮装置20-1和第二车轮装置20-2通过圆弧形同步带21传动;所述电机固定板11-1与主固定板11-2之间通过第一拉紧螺栓19-1和第二拉紧螺栓19-2固定。
[0042] 所述第一车轮装置20-1包括第五角接触球轴承12-5、主车轮轴22、U型主动轮23、第二同步带轮15-2、第三套筒14-3、第六角接触球轴承12-6;
[0043]所述第五角接触球轴承12-5设置在电机固定板11-1 一角的轴孔中,第五角接触球轴承12-5内圈与主车轮轴22配合且同轴设置,主车轮轴22的轴肩上固连有U型主动轮23,U型主动轮23的另一面与第二同步带轮15-2配合,第二同步带轮15-2与主车轮轴22同轴固连,并通过第三套筒14-3与第六角接触球轴承12-6配合,第六角接触球轴承12-6设置在主固定板11-2—角的轴孔中。
[0044]所述内从动轮E-1包括滑台装置G-1和从动轮装置G-2;滑台装置G-1的上面固定在移动平台F的一角,滑台装置G-1的另一面固连从动轮装置G-2。
[0045]所述滑台装置G-1包括滑台底座24、第一滑块导轨25-1、第二滑块导轨25-2、导轨连接26、第三滑块导轨25-3、第四滑块导轨25-4、滑台端盖27、第一滑台限位端28-1、第二滑台限位端28-2、第三滑台限位端28-3、第四滑台限位端28-4、拉紧螺栓29;所述滑台底座24和从动轮装置G-2固连,第一滑块导轨25-1和第二滑块导轨25-2对称的设置在滑台底座24的两边,第一滑块导轨25-1和第二滑块导轨25-2相互平行,其上面固连有导轨连接26,导轨连接26的上面对称的设置有相互平行的第三滑块导轨25-3和第四滑块导轨25-4,其中第一滑块导轨25-1和第三滑块导轨25-3相垂直,第三滑块导轨25-3和第四滑块导轨25-4的上面固连有滑台端盖27,滑台端盖27固连在移动平台F上;第一滑台限位端28-1和第二滑台限位端28-2对称的设置在滑台端盖27的两端,并通过拉紧螺栓29连接,第一滑台限位端28-1和第二滑台限位端28-2的下端固连在导轨连接26的两端,导轨连接26的另外两端对称的固连有第三滑台限位端28-3和第四滑台限位端28-4,第三滑台限位端28-3和第四滑台限位端28-4的下端通过拉紧螺栓29连接在滑台底座24上。
[0046]所述从动轮装置G-2包括第一车轮支撑板30-1、第二车轮支撑板30-2、第七角接触球轴承12-7、第八角接触球轴承12-8、第三端面轴承18-3、第四端面轴承18-4、第一从车轮轴31-1、从支撑座32、从连接轴33、第四套筒14-4、第五套筒14-5、第一从动轮装置34-1、第二从动轮装置34-2、螺栓35、第一螺母36-1 ;
[0047]所述第一车轮支撑板30-1的一面和第四套筒14-4连接,第四套筒14-4和第七角接触球轴承12-7的内圈端面配合,第七角接触球轴承12-7的内圈套在第一从车轮轴31-1上,第七角接触球轴承12-7的外圈与从支撑座32的轴孔配合,从支撑座32的另一端的轴孔内设置第八角接触球轴承12-8,第八角接触球轴承12-8的内圈通过第五套筒14-5与第二车轮支撑板30-2配合;第一车轮支撑板30-1和第二车轮支撑板30-2之间对称的设置有第一从动轮装置34-1和第二从动轮装置34-2;所述螺栓35从下端穿过从支撑座32的轴孔,从支撑座32的上端同轴设置有第三端面轴承18-3,第三端面轴承18-3的上端面和从连接轴33的内孔配合,从连接轴33的另一端轴孔内设置有第四端面轴承18-4,第四端面轴承18-4的上端通过第一螺母36-1拧紧。
[0048] 所述第一从动轮装置34-1包括第二从车轮轴31-2、第六套筒14-6、第七套筒14-7、第九角接触球轴承12-9、第十角接触球轴承12-10、U型从动轮37、第二螺母36-2;
[0049]所述第二从车轮轴31-2穿过第一车轮支撑板30-1的下端轴孔中,第二从车轮轴31-2上套有第六套筒14-6,第六套筒14-6的另一面和第九角接触球轴承12-9的内圈配合,第九角接触球轴承12-9的外圈套有U型从动轮37,U型从动轮37的另一端的轴孔中设置有第十角接触球轴承12-10,第十角接触球轴承12-10通过第七套筒14-7和第二车轮支撑板30-2配合,第二车轮支撑板30-2的另一面通过第二螺母36-2拧紧。
[0050]所述定位装置C包括定位支撑38、伸缩器39、弹簧40、U型架41、上端盖42、下端盖43、检测轴44、滚轮45、第三同步带轮15-3、第一轴承46-1、第二轴承46-2、编码器支撑架47、编码器48、第一对射光电开关49、第二对射光电开关50、条形同步带51 ;
[0051 ]所述定位支撑38固定在移动平台F的底部,定位支撑38的下端与伸缩器39固连,伸缩器39上设置有U型架41,U型架41的一端轴孔中设置有第一轴承46-1,第一轴承46-1的外圈与下端盖43配合,下端盖43固定在U型架41上,第一轴承46-1的内圈与检测轴44配合,检测轴44的轴肩上固连有滚轮45,滚轮45的上面与第三同步带轮15-3配合,第三同步带轮15-3与检测轴44固定,检测轴44的另一端轴肩上设置有第二轴承46-2,第二轴承46-2的外圈与上端盖42配合,上端盖42固定在U型架41上;检测轴44的另一端轴端和编码器48的伸出轴固连,编码器48固定在编码器支撑架47上;第一对射光电开关49设置在定位支撑38的背面;第二对射光电开关50设置在直轨和曲轨的交接处,与方形槽钢7固连;条形同步带51设置在直曲轨外轨道的内侧,第三同步带轮15-3与条形同步带51啮合。
[0052]由上可知,本发明能够实现移动小车在直、曲轨道上顺畅运行,并能够实现移动小车在三维空间的实时跟踪定位;本发明移动小车的主动轮和从动轮均采用了双轮联动的结构,可以防止小车由于振动引起的突然脱轨的发生;本发明采用了调平脚,可以在地面不平的场合使用;本发明从动轮采用滑台机构,克服了移动小车在直轨和曲轨的交接处运行时由于内外弦差变化引起的不稳定性问题。

Claims (10)

1.一种直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,包括直曲轨[A]、移动小车[B]、定位装置[C],所述直曲轨[A]包括内直轨[I]、外直轨[2]、内曲轨[3]、外曲轨[4]、轨道拉接螺钉[5]、轨道座[6]、方形槽钢[7]、调平脚[8];所述调平脚[8]对称的固定在方形槽钢[7]的两端的同一面,方形槽钢[7]的另一面对称的设置有轨道座[6],轨道座[6]上焊接有轨道,所述轨道包括内直轨[1]、外直轨[2]、内曲轨[3]、外曲轨[4],其中内直轨[1]、外直轨[2]对应设置,内曲轨[3]、外曲轨[4]对应设置,轨道拉接螺钉[5]用于连接相邻的两段导轨,移动小车[B]在轨道上运动,定位装置[C]用于检测移动小车[B]在三维空间的位置。
2.根据权利要求1所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述移动小车[B]包括内主动轮[D-1]、外主动轮[D-2]、内从动轮[E-1]、外从动轮[E-2]、移动平台[F];所述的内主动轮[D-1]和外主动轮[D-2]结构相同,对称的设置在移动平台[F]的一边,移动平台[F]的另一边对称的设置有内从动轮[E-1]和外从动轮[E-2],内从动轮[E-1]和外从动轮[E-2]结构相同ο
3.根据权利要求2所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述内主动轮[D-1]包括伺服电机[9]、电机输出轴[10]、电机固定板[11-1]、主固定板[11-2]、第一角接触球轴承[12-1]、第二角接触球轴承[12-2]、第三角接触球轴承[12-3]、第四角接触球轴承[12-4]、支撑座[13]、第一套筒[14-1]、第二套筒[14-2]、第一同步带轮[15-1]、连接轴[16]、支撑套[17]、第一端面轴承[18-1]、第二端面轴承[18-2]、第一拉紧螺栓[19-1]、第二拉紧螺栓[19-2]、第一车轮装置[20-1]、第二车轮装置[20-2]、圆弧形同步带[21]; 所述的伺服电机[9]固定在电机固定板[11-1]上,电机固定板[11-1]的内侧孔中设置有第一角接触球轴承[12-1],第一角接触球轴承[12-1]套在电机输出轴[10]上,电机输出轴[10]的一端的轴肩上设置有第二角接触球轴承[12-2],第二角接触球轴承[12-2]的外圈与支撑座[13]的内孔配合并通过支撑座[13]的轴肩定位,支撑座[13]的另一端内孔中设置有第三角接触球轴承[12-3],第三角接触球轴承[12-3]内圈套在电机输出轴[10]上并通过第一套筒[14-1]与第一同步带轮[15-1]的一端配合,第一同步带轮[15-1]的另一端通过第二套筒[14-2]与第四角接触球轴承[12-4]配合,第四角接触球轴承[12-4]的外圈与主固定板[11-2]的内孔配合;支撑座[13]的轴肩上设置有第一端面轴承[18-1],第一端面轴承[18-1]的另一面与连接轴[16]的一端轴孔配合且同轴设置,连接轴[16]的另一端轴孔中设置有第二端面轴承[18-2],第二端面轴承[18-2]另一面通过螺母固定;连接轴[16]通过螺钉与支撑套[17]固连;支撑套[17]固定在移动平台[F]上。
4.根据权利要求3所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述电机固定板[11-1]与主固定板[11-2]之间对称的设置有第一车轮装置[20-1]和第二车轮装置[20-2],且第一车轮装置[20-1]和第二车轮装置[20-2]结构相同;第一同步带轮[15]、第一车轮装置[20-1]和第二车轮装置[20-2]通过圆弧形同步带[21]传动;所述电机固定板[11-1]与主固定板[11-2]之间通过第一拉紧螺栓[19-1]和第二拉紧螺栓[19-2]固定。
5.根据权利要求4所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述第一车轮装置[20-1 ]包括第五角接触球轴承[12-5]、主车轮轴[22]、U型主动轮[23]、第二同步带轮[15-2 ]、第三套筒[14-3]、第六角接触球轴承[12-6]; 所述第五角接触球轴承[12-5]设置在电机固定板[11-1]一角的轴孔中,第五角接触球轴承[12-5]内圈与主车轮轴[22]配合且同轴设置,主车轮轴[22]的轴肩上固连有U型主动轮[23],U型主动轮[23]的另一面与第二同步带轮[15-2]配合,第二同步带轮[15-2]与主车轮轴[22]同轴固连,并通过第三套筒[14-3]与第六角接触球轴承[12-6]配合,第六角接触球轴承[12-6]设置在主固定板[11-2]—角的轴孔中。
6.根据权利要求2所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述内从动轮[E-1]包括滑台装置[G-1]和从动轮装置[G-2];滑台装置[G-1]的上面固定在移动平台[F]的一角,滑台装置[G-1 ]的另一面固连从动轮装置[G-2]。
7.根据权利要求6所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述滑台装置[G-1]包括滑台底座[24]、第一滑块导轨[25-1]、第二滑块导轨[25-2]、导轨连接[26]、第三滑块导轨[25-3]、第四滑块导轨[25-4]、滑台端盖[27]、第一滑台限位端[28-1]、第二滑台限位端[28-2]、第三滑台限位端[28-3]、第四滑台限位端[28-4]、拉紧螺栓[29];所述滑台底座[24]和从动轮装置[G-2]固连,第一滑块导轨[25-1]和第二滑块导轨[25-2]对称的设置在滑台底座[24]的两边,第一滑块导轨[25-1]和第二滑块导轨[25-2]相互平行,其上面固连有导轨连接[26],导轨连接[26]的上面对称的设置有相互平行的第三滑块导轨[25-3]和第四滑块导轨[25-4],其中第一滑块导轨[25-1]和第三滑块导轨[25-3]相垂直,第三滑块导轨[25-3]和第四滑块导轨[25-4]的上面固连有滑台端盖[27],滑台端盖[27]固连在移动平台[F]上;第一滑台限位端[28-1]和第二滑台限位端[28-2]对称的设置在滑台端盖[27]的两端,并通过拉紧螺栓[29]连接,第一滑台限位端[28-1]和第二滑台限位端[28-2]的下端固连在导轨连接[26]的两端,导轨连接[26]的另外两端对称的固连有第三滑台限位端[28-3]和第四滑台限位端[28-4],第三滑台限位端[28-3]和第四滑台限位端[28-4]的下端通过拉紧螺栓[29]连接在滑台底座[24]上。
8.根据权利要求6所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述从动轮装置[G-2 ]包括第一车轮支撑板[30-1 ]、第二车轮支撑板[30-2 ]、第七角接触球轴承[12-7 ]、第八角接触球轴承[12-8]、第三端面轴承[18-3]、第四端面轴承[18-4]、第一从车轮轴[31-1]、从支撑座[32]、从连接轴[33]、第四套筒[14-4]、第五套筒[14-5]、第一从动轮装置[34-1]、第二从动轮装置[34-2]、螺栓[35]、第一螺母[36-1]; 所述第一车轮支撑板[30-1]的一面和第四套筒[14-4]连接,第四套筒[14-4]和第七角接触球轴承[12-7]的内圈端面配合,第七角接触球轴承[12-7]的内圈套在第一从车轮轴[31-1]上,第七角接触球轴承[12-7]的外圈与从支撑座[32]的轴孔配合,从支撑座[32]的另一端的轴孔内设置第八角接触球轴承[12-8],第八角接触球轴承[12-8]的内圈通过第五套筒[14-5]与第二车轮支撑板[30-2]配合;第一车轮支撑板[30-1]和第二车轮支撑板[30-2]之间对称的设置有第一从动轮装置[34-1]和第二从动轮装置[34-2];所述螺栓[35]从下端穿过从支撑座[32]的轴孔,从支撑座[32]的上端同轴设置有第三端面轴承[18-3],第三端面轴承[18-3]的上端面和从连接轴[33]的内孔配合,从连接轴[33]的另一端轴孔内设置有第四端面轴承[18-4],第四端面轴承[18-4]的上端通过第一螺母[36-1]拧紧。
9.根据权利要求8所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述第一从动轮装置[34-1]包括第二从车轮轴[31-2]、第六套筒[14-6]、第七套筒[14-7]、第九角接触球轴承[12-9]、第十角接触球轴承[12-10]、1]型从动轮[37]、第二螺母[36_2]; 所述第二从车轮轴[31-2]穿过第一车轮支撑板[30-1]的下端轴孔中,第二从车轮轴[31-2]上套有第六套筒[14-6],第六套筒[14-6]的另一面和第九角接触球轴承[12-9]的内圈配合,第九角接触球轴承[12-9]的外圈套有U型从动轮[37],U型从动轮[37]的另一端的轴孔中设置有第十角接触球轴承[12-10],第十角接触球轴承[12-10]通过第七套筒[14-7]和第二车轮支撑板[30-2]配合,第二车轮支撑板[30-2]的另一面通过第二螺母[36-2]拧紧。
10.根据权利要求1所述的直曲轨小车及其定位装置,其特征在于,所述定位装置[C]包括定位支撑[38]、伸缩器[39]、弹簧[40]、U型架[41]、上端盖[42]、下端盖[43]、检测轴[44]、滚轮[45]、第三同步带轮[15-3]、第一轴承[46-1]、第二轴承[46-2]、编码器支撑架[47]、编码器[48]、第一对射光电开关[49]、第二对射光电开关[50]、条形同步带[51]; 所述定位支撑[38]固定在移动平台[F]的底部,定位支撑[38]的下端与伸缩器[39]固连,伸缩器[39]上设置有U型架[41],U型架[41]的一端轴孔中设置有第一轴承[46-1],第一轴承[46-1]的外圈与下端盖[43]配合,下端盖[43]固定在U型架[41]上,第一轴承[46-1]的内圈与检测轴[44]配合,检测轴[44]的轴肩上固连有滚轮[45],滚轮[45]的上面与第三同步带轮[15-3]配合,第三同步带轮[15-3]与检测轴[44]固定,检测轴[44]的另一端轴肩上设置有第二轴承[46-2],第二轴承[46-2]的外圈与上端盖[42]配合,上端盖[42]固定在U型架[41]上;检测轴[44]的另一端轴端和编码器[48]的伸出轴固连,编码器[48]固定在编码器支撑架[47]上;第一对射光电开关[49]设置在定位支撑[38]的背面;第二对射光电开关[50]设置在直轨和曲轨的交接处,与方形槽钢[7]固连;条形同步带[51]设置在直曲轨外轨道的内侧,第三同步带轮[15-3]与条形同步带[51]啮合。
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