CN107639413A - 一种伺服转台的校准装置及其校准安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伺服转台的校准装置及其校准安装方法，包括：主轴，所述主轴与所述伺服转台的回转轴同轴固定；锁紧件，连接在所述主轴上并将所述主轴与所述伺服转台的回转轴锁紧；外壳，与所述主轴转动连接，与伺服转台的非旋转端固定；旋转角编码器，设置在所述外壳内部，所述旋转角编码器的转子同轴固定在所述主轴上，所述旋转角编码器的定子与所述外壳固定。一体化检测伺服转台的角位置和角速率，提高工作速率。

Description

一种伺服转台的校准装置及其校准安装方法

技术领域

本发明涉及伺服转台校准领域，具体涉及一种伺服转台的校准装置及其校准方法。

背景技术

转台校准设备是一种计量用标准测试平台，其主要作用是对伺服转台的角位置、角速率等主要性能测试项目进行校准和测量，从而评定转台性能提高仪器精度。目前在航空航天领域中，高精度伺服转台已广泛应用于航天器飞行模拟实验和惯性器件的动态特性校准，其性能的好坏可能直接决定了飞行实验的成败。现有的伺服转台校准设备只能对角位置、角速率等分别进行检测，检测效率和精确度较低，已经渐渐无法满足型号研制质量需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以对伺服转台角位置、角速率等项目一体化检测的设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种伺服转台的校准装置，包括：

主轴，主轴与伺服转台的回转轴同轴固定；

锁紧件，连接在主轴上并将主轴与所述伺服转台的回转轴锁紧；

外壳，与主轴转动连接，与伺服转台的非旋转端固定；

旋转角编码器，设置在外壳内部，旋转角编码器的转子同轴固定在主轴上，旋转角编码器的定子与外壳固定。

本发明的有益效果是：对伺服转台角位置、角速率等项目一体化检测，结构简单合理，使用安全方便。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括附件连接轴，且主轴为空心结构；主轴最上端包括抱紧段，抱紧段的轴壁上设置有缝隙；锁紧件为抱紧套，抱紧套套合在抱紧段上，抱紧套上方设置有卡接在主轴上的卡簧一；附件连接轴一端与所测伺服转台的回转轴同轴固定，另一端同轴插入到主轴内部。

采用上述进一步方案的有益效果是：使用附件连接轴连接伺服转台的回转轴和校准装置的主轴，由于附件连接轴具有一定长度。由此，可将校准装置至于距离主轴较远的位置，适合不同工况，结构简单合理，便于调节，通用性好。

进一步，主轴内部由上到下依次分为连接段、过渡段和容纳段，且连接段与抱紧段相对应；抱紧段和容纳段内表面为圆柱形，过渡段内径由上到下逐渐变大。

采用上述进一步方案的有益效果是：将附件连接轴插入主轴内部，当附件连接轴到达所需位置时，锁紧抱紧套。由于除连接段之外，其余部分的主轴内径都比连接段内径大，便于附件连接轴在主轴内移动。

进一步，主轴外侧还包括轴颈一，轴颈一上套设有轴承一，轴承一上方设置有卡接在主轴上的卡簧二，轴承一外侧连接外壳；并且外壳上还以螺栓固定有限位环，限位环压接在轴承一外圈上端；限位环为截面为z字型的环形结构，上半部分内径小于下半部分内径，限位环上半部分卡接在轴承一的外圈上端，限位环下半部分的下表面与壳体固定。

采用上述进一步方案的有益效果是:装配时，先将轴承一套在轴颈一上，使用卡簧二对轴承二在主轴上固定，待将主轴同轴承一同时置于外壳内部时，再使用限位环将轴承一与外壳固定，整体结构简单合理，便于工装。

进一步，外壳包括上壳体、连接架和连接环；上壳体包括开有中孔的圆板和与圆板一体且由圆板周侧向下延伸的侧壁；中孔套设在轴承一上，中孔周侧上表面同轴固定有限位环；所述上壳体的侧壁下侧边沿与连接环通过螺栓三固定，螺栓三由下而上穿过连接环与上壳体的侧壁螺纹连接；

连接环内侧上表面与旋转角编码器螺栓二连接，螺栓二由上而下穿过旋转角编码器的定子与连接环螺纹连接；连接环外侧上表面与上壳体的侧壁螺栓三连接，螺栓三穿过连接环与上壳体的侧壁螺纹连接。

连接架上表面与连接环固定，连接架中部与主轴通过轴承二连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：其整体结构简单合理，安装时，先将主轴与旋转角编码器固定，再将旋转角编码器与连接环固定成为一个整体，将所固定成的整体至于上壳体内部，使用螺栓固定连接环和上壳体，进而将连接架固定在连接环上，固定方简单合理。

进一步，连接架为开有中间孔的板状结构，中间孔套设在轴承二上，且中间孔为内径上大下小的阶梯型孔，其上侧孔的孔径与轴承二适配，下侧孔上端的台阶抵接在轴承二外环下侧，轴承二上方设置有卡接在主轴上的卡簧三。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单合理，连接架和限位环对应，将轴承一和轴承二限定在二者之间，轴颈一下端的轴肩和卡簧三对轴承一和轴承二的内侧限位，结构简单合理，牢固可靠。

进一步，述主轴上与卡簧一、卡簧二和卡簧三对应的位置都开有切槽，卡簧一、卡簧二和卡簧三都设置在对应的切槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单合理，限位牢固可靠。

进一步，外壳还包括弹性联轴器，述连接架下侧通过弹性联轴器连接在伺服转台的非旋转端。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于该校准装置与伺服转台的非旋转端的固定。

进一步，主轴外侧还包括轴环，转子上端内侧设有连接槽；旋转角编码器套设在主轴的轴环和轴身二上，使轴环位于连接槽内，螺栓一由上而下穿过轴环与旋转角编码器螺纹连接，螺栓一的六角头部正好位于轴身一外侧。设置螺栓二由上而下穿过定子的通孔与连接环螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：使用螺栓将轴环与旋转角编码器的转子固定，固定牢固，结构简单合理。

该校准装置的校准安装方法，将附件连接轴一端与伺服转台的回转轴固定，将附件连接轴的另一端伸入到主轴的内部，调节附件连接轴伸入到主轴内部的长度，将所述外壳与伺服转台非转动端固定，然后给旋转角编码器通电，完成安装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明外表结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1.主轴；2.旋转角编码器；3.上壳体；4.连接环；5.连接架；6.抱紧套；7.弹性联轴器；8.限位环；9.轴承一；10.轴承二；11.卡簧一；12.卡簧二；13.卡簧三；101.抱紧段；102.轴颈一；103.轴身一；104.轴环；105.轴身二；106.轴颈二；107.连接段；108.过渡段；109.容纳段。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，一种伺服转台的校准装置，包括：

主轴1，主轴1与伺服转台的回转轴同轴固定；

锁紧件，连接在主轴1上并将主轴1与所述伺服转台的回转轴锁紧；

外壳，与主轴1转动连接，与伺服转台的非旋转端固定；

旋转角编码器2，设置在外壳内部，旋转角编码器2的转子同轴固定在主轴1上，旋转角编码器2的定子与外壳固定。

对伺服转台角位置、角速率等项目一体化检测，结构简单合理，使用安全方便。

还包括附件连接轴，且主轴1为空心结构；主轴1最上端包括抱紧段101，抱紧段101的轴壁上设置有缝隙；锁紧件为抱紧套6，抱紧套6套合在抱紧段101上，抱紧套6上方设置有卡接在主轴1上的卡簧一11；附件连接轴一端与所测伺服转台的回转轴同轴固定，另一端同轴插入到主轴1内部。用附件连接轴连接伺服转台的回转轴和校准装置的主轴1，由于附件连接轴具有一定长度。由此，可将校准装置至于距离主轴1较远的位置，适合不同工况，结构简单合理，便于调节，通用性好。

主轴1内部由上到下依次分为连接段107、过渡段108和容纳段109，且连接段107与抱紧段101相对应；抱紧段101和容纳段109内表面为圆柱形，过渡段108内径由上到下逐渐变大。将附件连接轴插入主轴1内部，当附件连接轴到达所需位置时，锁紧抱紧套6。由于除连接段107之外，其余部分的主轴1内径都比连接段107内径大，便于附件连接轴在主轴1内移动。

主轴1外侧还包括轴颈一102，轴颈一102上套设有轴承一9，轴承一9上方设置有卡接在主轴1上的卡簧二12，轴承一9外侧连接外壳；并且外壳上还以螺栓固定有限位环8，限位环8压接在轴承一9外圈上端；限位环8为截面为z字型的环形结构，上半部分内径小于下半部分内径，限位环8上半部分卡接在轴承一9的外圈上端，限位环8下半部分的下表面与壳体固定。装配时，先将轴承一9套在轴颈一102上，使用卡簧二12对轴承二10在主轴1上固定，待将主轴1同轴承一9同时置于外壳内部时，再使用限位环8将轴承一9与外壳固定，整体结构简单合理，便于工装。

外壳包括上壳体3、连接架5和连接环4；上壳体3包括开有中孔的圆板和与圆板一体且由圆板周侧向下延伸的侧壁；中孔套设在轴承一9上，中孔周侧上表面同轴固定有限位环8；所述上壳体3的侧壁下侧边沿与连接环4通过螺栓三固定，螺栓三由下而上穿过连接环4与上壳体3的侧壁螺纹连接；连接环4内侧上表面与旋转角编码器2螺栓二连接，螺栓二由上而下穿过旋转角编码器2的定子与连接环4螺纹连接；连接环4外侧上表面与上壳体3的侧壁螺栓三连接，螺栓三穿过连接环4与上壳体3的侧壁螺纹连接。连接架5上表面与连接环4固定，连接架5中部与主轴1通过轴承二10连接。其整体结构简单合理，安装时，先将主轴1与旋转角编码器2固定，再将旋转角编码器2与连接环4固定成为一个整体，将所固定成的整体至于上壳体3内部，使用螺栓固定连接环4和上壳体3，进而将连接架5固定在连接环4上，固定方简单合理。

连接架5为开有中间孔的板状结构，中间孔套设在轴承二10上，且中间孔为内径上大下小的阶梯型孔，其上侧孔的孔径与轴承二10适配，下侧孔上端的台阶抵接在轴承二10外环下侧，轴承二10上方设置有卡接在主轴1上的卡簧三13。结构简单合理，连接架5和限位环8对应，将轴承一9和轴承二10限定在二者之间，轴颈一102下端的轴肩和卡簧三13对轴承一9和轴承二10的内侧限位，结构简单合理，牢固可靠。

述主轴1上与卡簧一11、卡簧二12和卡簧三13对应的位置都开有切槽，卡簧一11、卡簧二12和卡簧三13都设置在对应的切槽内。结构简单合理，限位牢固可靠。

外壳还包括弹性联轴器7，述连接架5下侧通过弹性联轴器7连接在伺服转台的非旋转端。便于该校准装置与伺服转台的非旋转端的固定。

主轴1外侧还包括轴环104，转子上端内侧设有连接槽；旋转角编码器2套设在主轴1的轴环104和轴身二105上，使轴环104位于连接槽内，螺栓一由上而下穿过轴环104与旋转角编码器2螺纹连接，螺栓一的六角头部正好位于轴身一103外侧。设置螺栓二由上而下穿过定子的通孔与连接环4螺纹连接。使用螺栓将轴环104与旋转角编码器2的转子固定，固定牢固，结构简单合理。

该校准装置的安装方法，将附件连接轴一端与伺服转台的回转轴固定，将附件连接轴的另一端伸入到主轴1的内部，调节附件连接轴伸入到主轴1内部的长度，将弹性联轴器7与伺服转台非转动端固定，然后给旋转角编码器2通电，完成安装。

其各零件结构及各零件之间的连接关系如下：

主轴1,中空管状。主轴1外侧由上到下依次为轴抱紧段101、轴颈一102、轴身一103、轴环104、轴身二105和轴颈二106，抱紧段101、轴颈一102、过渡段108和轴环104的外径依次变大，轴身二105与轴颈二106的外径相同。主轴1内侧由上到下依次为连接段107、过渡段108和容纳段109，其中抱紧段101和容纳段109内表面为圆柱形，过渡段108内表面为圆锥形。轴颈一102上开有一个缝隙，缝隙包括从主轴1轴壁上端轴向延伸到轴颈一102底端的缝隙一，以及一端与缝隙一连接且沿着轴颈一102底端周向延伸一段呈弧形的缝隙二。抱紧段101外侧从上到下依次套合有卡簧一11和抱紧套6；轴颈一102外侧从上到下依次套合有卡簧二12和轴承一9；轴环104和轴身二105上套设有旋转角编码器2，轴环104适配的置于旋转角编码器2连接槽内，并且设置有由上而下穿过轴环104与旋转角编码器2螺纹连接的螺栓一；轴颈二106由上而下依次套设有卡簧三13和轴承二10；其中主轴1上与卡簧一11、卡簧二12和卡簧三13对应的位置都开有切槽，卡簧一11、卡簧二12和卡簧三13都设置在对应的切槽内。

旋转角编码器2,轴套型角编码器，位于上壳体3内侧；转子上端内侧设有连接槽，定子上开有通孔；旋转角编码器2套设在主轴1的轴环104和轴身二105上，使轴环104位于连接槽内，螺栓一由上而下穿过轴环104与旋转角编码器2螺纹连接，螺栓一的六角头部正好位于轴身一103外侧。设置螺栓二由上而下穿过定子的通孔与连接环4螺纹连接。

上壳体3，包括开有中孔的圆板和与圆板一体且由圆板周侧向下延伸的侧壁；中孔套设在轴承一9上，中孔周侧上表面同轴固定有限位环8；侧壁下侧边沿与连接环4通过螺栓三固定，螺栓三由下而上穿过连接环4与上壳体3的侧壁螺纹连接；

连接环4，内侧上表面与旋转角编码器2螺栓连接，螺栓二由上而下穿过旋转角编码器2的定子的通孔与连接环4螺纹连接；外侧上表面与上壳体3的侧壁螺栓连接，螺栓三穿过连接环4与上壳体3的侧壁螺纹连接。

连接架5，开有中间孔的板状结构，中间孔套设在轴承二10上；中间孔的内为孔径上大下小的阶梯型孔，其上侧孔的孔径与轴承二10适配，下侧孔抵接在轴承二10下侧外环；上表面与连接环4固定，下表面与弹性联轴器7固定。

抱紧套6，套设在主轴1的抱紧段101，上方与卡簧一11之间预留有间隙。

弹性联轴器7，固定在连接件下表面。

限位环8，截面为z字型的环形结构，上半部分内径小于下半部分内径，限位环8上半部分卡接在轴承一9的外圈上端，限位环8下半部分的下表面与上壳体3的圆板固定。

附件连接轴，其一端与所测伺服转台的回转轴同轴固定，另一端同轴设置在主轴1的抱紧段101内。

该校准装置的装配方法：

S1.将轴承一9安装在主轴1上，将卡簧二12安装在主轴1上；

S2.将旋转角编码器2固定在主轴1上；

S3.将连接环4固定在旋转角编码器2上；

S4.将连接环4与上壳体3固定；

S5.将限位环8与上壳体3固定；

S6.将卡簧三13安转在主轴1上；

S7.将轴承二10安装在主轴1上，将连接架5的中间孔套设在轴承二10上，并将连接架2固定在连接环4上；

S8.将弹性联轴器7固定在连接架5上；

S9.将抱紧套6安装在主轴1上，将卡簧一11安装在主轴1上。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种伺服转台的校准装置，其特征在于，包括：

主轴(1)，所述主轴(1)与所述伺服转台的回转轴同轴固定；

锁紧件，连接在所述主轴(1)上并将所述主轴(1)与所述伺服转台的回转轴锁紧；

外壳，与所述主轴(1)转动连接，与伺服转台的非旋转端固定；

旋转角编码器(2)，设置在所述外壳内部，所述旋转角编码器(2)的转子同轴固定在所述主轴(1)上，所述旋转角编码器(2)的定子与所述外壳固定。

2.根据权利要求1所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，还包括附件连接轴，且所述主轴(1)为空心结构；所述主轴(1)最上端包括抱紧段(101)，所述抱紧段(101)的轴壁上设置有缝隙；所述锁紧件为抱紧套(6)，所述抱紧套(6)套合在所述抱紧段(101)上，所述抱紧套(6)上方设置有卡接在所述主轴(1)上的卡簧一(11)；所述附件连接轴一端与所测伺服转台的回转轴同轴固定，另一端同轴插入到所述主轴(1)内部。

3.根据权利要求2所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述主轴(1)内部由上到下依次分为连接段(107)、过渡段(108)和容纳段(109)，且所述连接段(107)与所述抱紧段(101)相对应；所述抱紧段(101)和所述容纳段(109)内表面为圆柱形，所述过渡段(108)内径由上到下逐渐变大。

4.根据权利要求1所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述主轴(1)外侧还包括轴颈一(102)，所述轴颈一(102)上套设有轴承一(9)，所述轴承一(9)上方设置有卡接在所述主轴(1)上的卡簧二(12)，所述轴承一(9)外侧连接所述外壳；并且所述外壳上还以螺栓固定有限位环(8)，所述限位环(8)压接在所述轴承一(9)外圈上端；所述限位环(8)为截面为z字型的环形结构，上半部分内径小于下半部分内径，限位环(8)上半部分卡接在轴承一(9)的外圈上端，限位环(8)下半部分的下表面与所述壳体固定。

5.根据权利要求4所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述外壳包括上壳体(3)、连接架(5)和连接环(4)；所述上壳体(3)包括开有中孔的圆板和与圆板一体且由圆板周侧向下延伸的侧壁；中孔套设在所述轴承一(9)上，中孔周侧上表面同轴固定有限位环(8)；所述上壳体(3)的侧壁下侧边沿与连接环(4)通过螺栓三固定，螺栓三由下而上穿过连接环(4)与上壳体(3)的侧壁螺纹连接；

所述连接环(4)内侧上表面与旋转角编码器(2)螺栓二连接，所述螺栓二由上而下穿过旋转角编码器(2)的定子与连接环(4)螺纹连接；所述连接环(4)外侧上表面与上壳体(3)的侧壁下端螺栓三连接，所述螺栓三穿过连接环(4)与上壳体(3)的侧壁螺纹连接；

所述连接架(5)上表面与连接环(4)固定，所述连接架(5)中部与所述主轴(1)通过轴承二(10)连接。

6.根据权利要求5所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述连接架(5)为开有中间孔的板状结构，中间孔套设在轴承二(10)上，且所述中间孔为内径上大下小的阶梯型孔，其上侧孔的孔径与所述轴承二(10)适配，下侧孔上端的台阶抵接在轴承二(10)外环下侧，所述轴承二(10)上方设置有卡接在所述主轴(1)上的卡簧三(13)。

7.根据权利要求1-6任一项所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述外壳还包括弹性联轴器(7)，所述述连接架(5)下侧通过弹性联轴器(7)连接在所述伺服转台的非旋转端。

8.根据权利要求1-6任一项所述一种伺服转台的校准装置，其特征在于，所述主轴(1)外侧还包括轴环(104)，所述转子上端内侧设有连接槽；旋转角编码器(2)套设在主轴(1)上，所述轴环(104)位于所述连接槽内，螺栓一由上而下穿过轴环(104)与旋转角编码器(2)螺纹连接。

9.一种权利要求2-6任一项所述的校准装置的校准安装方法，其特征在于，将附件连接轴一端与伺服转台的回转轴固定，将所述附件连接轴的另一端伸入到所述主轴(1)的内部，调节附件连接轴伸入到所述主轴(1)内部的长度，所述外壳与伺服转台非转动端固定，然后给所述旋转角编码器(2)通电，完成安装。