CN108194789A - 一种基于谐波传动的微米电控旋转台 - Google Patents

一种基于谐波传动的微米电控旋转台 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于谐波传动的微米电控旋转台，电机、转台、壳体和谐波减速器，所述电机和谐波减速器之间设有联轴器和高速轴，所述电机通过联轴器与高速轴连接，所述高速轴与谐波减速器相连，所述谐波减速器外缘设有壳体，所述壳体和谐波减速器上端设有转台，所述谐波减速器内设有深沟球轴承，所述谐波减速器与转台通过螺钉连接；所述转台的转速的调节范围为0‑60rpm。本发明使电控旋转台的速度范围更加广，在更广泛的领域中使用，在更加复杂多变的工况中使用，转台水平放置和侧立放置和倒立放置的负载能力一致。

Description

一种基于谐波传动的微米电控旋转台
技术领域
本发明涉及一种传动机构，具体而言涉及一种基于谐波传动的微米电控旋转台。
背景技术
电动旋转台是将电机的旋转运动转化为旋转台转台的旋转运动的装置。传动机构是旋转台的重要组成部分，直接影响机构的性能。常见的电控旋转台一般采用蜗轮蜗杆传动机构。蜗轮蜗杆传动平稳，冲击、震动、噪音都比较小，但是效率低，不能适应高转速，因此影响了在某些场合的应用。传统转台使用传统轴承，体积大，各向异性，全工况适应性差。现有的蜗轮蜗杆减速电动转台，有以下缺点：1.蜗轮加工精度不好保证，2.滑动配合传动，磨损较严重，3.传动效率较低，4.转速较低。5.轴承占用的体积大，6.维护周期短，维护成本高。7.水平使用负载很大，侧立和倒立的情况下，负载会急剧降低。
而直驱转台，由电机直接带动转盘旋转，没有减速增力机构。电机直接驱动，没有自锁功能，一旦断电，转台不能立即锁死；电机扭矩和惯量有限，带载能力差。侧立不能带有偏载，否则负载能力急剧降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于谐波传动的微米电控旋转台，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于谐波传动的微米电控旋转台，电机、转台、壳体和谐波减速器，所述电机和谐波减速器之间设有联轴器和高速轴，所述电机通过联轴器与高速轴连接，所述高速轴与谐波减速器相连，所述谐波减速器外缘设有壳体，所述壳体和谐波减速器上端设有转台，所述谐波减速器内设有深沟球轴承，所述谐波减速器与转台通过螺钉连接；
所述转台的转速的调节范围为0-60rpm。
使用电机驱动，经过谐波传动减速，将运动和动力传递到工作台，工作台通过交叉滚柱轴承与壳体固定，转速可以在0-60rpm范围内调节。
优选的，所述谐波减速器包括波发生器、刚轮和柔轮，所述波发生器、柔轮和刚轮从内到外依次套接，所述波发生器与高速轴通过螺钉紧固，所述刚轮通过螺钉与壳体连接，所述柔轮与转台用螺钉紧固作为执行机构。
谐波传动是通过柔性元件可控的弹性变形来实现运动和动力的传动机构。谐波传动具有结构简单、体积小、重量轻、传动比范围大、传动精度高等特点，可实现高速运动。
优选的，所述谐波减速器上设有固定侧，所述固定侧与壳体连接。
优选的，所述深沟球轴承的数量为2组，用来支撑高速轴，一组设在高速轴顶端与转台接触，另一组设在波发生器与高速轴接触连接的位置。
优选的，所述转台和壳体通过轴承B连接。
优选的，所述轴承B为交叉滚柱轴承，所述交叉滚柱轴承内设有正交90°的滚柱。交叉滚柱轴承利用正交90°布置的滚柱，使得轴承在径向和轴向能够承受相同的力，从而实现了本转台在承载方面的各向同性的效果。即：转台水平放置和侧立放置和倒立放置的负载能力一致。
本发明应用谐波传动机构和交叉滚柱轴承的结合，体积小，结构简单可靠，承载方面做到各向同性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使电控旋转台的速度范围更加广，在更广泛的领域中使用，在更加复杂多变的工况中使用，转台水平放置和侧立放置和倒立放置的负载能力一致。
本发明通过电机驱动，通过联轴器与谐波减速器高速轴连接，经过谐波减速器减速增力，将旋转运动传递到由交叉滚柱轴承支撑的转台，从而实现转台带动负载转动。
本发明由于采用交叉滚柱轴承和谐波减速器的结合能够是结构更加紧凑，实现同体积下高负载，相对高速和各向同性的效果，实现了同一款转台可以任意方向安装而负载无差别。本发明旋转台可以安装在其他位移台上，随位移台运动而任意改变方向，对承载能力无影响。
本发明中的电机不限于步进电机，也可使用其他类型电机代替；减速部分不限于谐波传动减速器，也可以使用其他减速结构代替；支撑转台的轴承不限于交叉滚柱轴承，也可使用其他各向同性轴承代替。
本发明转台可以任意方向安装，不影响承载能力，各向同性。
附图说明
图1是该结构的工作原理示意图；
图2是该结构的剖视图；
图3是该结构的安装示意图。
附图标记：
1-电机，2-联轴器，3-高速轴，4-谐波减速器，5-壳体，6-转台，7-轴承B，8-深沟球轴承。
具体实施方式
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做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。
请参阅图1-3，本发明提供的一种基于谐波传动的微米电控旋转台6，电机1、转台6、壳体5和谐波减速器4，所述电机1和谐波减速器4之间设有联轴器2和高速轴3，所述电机1通过联轴器2与高速轴3连接，所述高速轴3与谐波减速器4相连，所述谐波减速器4外缘设有壳体5，所述壳体5和谐波减速器4上端设有转台6，所述谐波减速器4内设有深沟球轴承8，所述谐波减速器4与转台6通过螺钉连接；
所述转台6的转速的调节范围为0-60rpm。
使用电机1驱动，经过谐波传动减速，将运动和动力传递到工作台，工作台通过交叉滚柱轴承与壳体5固定，转速可以在0-60rpm范围内调节。
优选的，所述谐波减速器4包括波发生器、刚轮和柔轮，所述波发生器、柔轮和刚轮从内到外依次套接，所述波发生器与高速轴3通过螺钉紧固，所述刚轮通过螺钉与壳体5连接，所述柔轮与转台6用螺钉紧固作为执行机构。
谐波传动是通过柔性元件可控的弹性变形来实现运动和动力的传动机构。谐波传动具有结构简单、体积小、重量轻、传动比范围大、传动精度高等特点，可实现高速运动。
优选的，所述谐波减速器4上设有固定侧，所述固定侧与壳体5连接。
优选的，所述深沟球轴承8的数量为2组，用来支撑高速轴3，一组设在高速轴3顶端与转台6接触，另一组设在波发生器与高速轴3接触连接的位置。
优选的，所述转台6和壳体5通过轴承B7连接。
优选的，所述轴承B7为交叉滚柱轴承，所述交叉滚柱轴承内设有正交90°的滚柱。交叉滚柱轴承利用正交90°布置的滚柱，使得轴承在径向和轴向能够承受相同的力，从而实现了本转台6在承载方面的各向同性的效果。即：转台6水平放置和侧立放置和倒立放置的负载能力一致。
本发明应用谐波传动机构和交叉滚柱轴承的结合，体积小，结构简单可靠，承载方面做到各向同性。
工作原理：
采用电机1驱动，可以实现较高转速和高精度。电机1通过联轴器2与谐波减速器4的输入轴连接，谐波减速器4的输出端与转台6用螺钉紧固作为执行机构，谐波减速器4的输入轴用两个深沟球轴承8支撑，为了节省空间，将两个深沟球轴承8均安置在谐波减速器4内部，保证精度的同时实现结构的紧凑。谐波减速器4的固定侧与转台6壳体5连接，转动转台6与壳体5连接采用交叉滚柱轴承。电机1经过谐波传动减速，工作台转速可以在0-60rpm内调节。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：电机(1)、转台(6)、壳体(5)和谐波减速器(4)，所述电机(1)和谐波减速器(4)之间设有联轴器(2)和高速轴(3)，所述电机(1)通过联轴器(2)与高速轴(3)连接，所述高速轴(3)与谐波减速器(4)相连，所述谐波减速器(4)外缘设有壳体(5)，所述壳体(5)和谐波减速器(4)上端设有转台(6)，所述谐波减速器(4)内设有深沟球轴承(8)，所述谐波减速器(4)与转台(6)通过螺钉连接；
所述转台(6)的转速的调节范围为0-60rpm。
2.根据权利要求1所述的一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：所述谐波减速器(4)包括波发生器、刚轮和柔轮，所述波发生器、柔轮和刚轮从内到外依次套接，所述波发生器与高速轴(3)通过螺钉紧固，所述刚轮通过螺钉与壳体(5)连接，所述柔轮与转台(6)用螺钉紧固作为执行机构。
3.根据权利要求1所述的一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：所述谐波减速器(4)上设有固定侧，所述固定侧与壳体(5)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：所述深沟球轴承(8)的数量为2组，用来支撑高速轴(3)，一组设在高速轴(3)顶端与转台(6)接触，另一组设在波发生器与高速轴(3)接触连接的位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：所述转台(6)和壳体(5)通过轴承B(7)连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于谐波传动的微米电控旋转台，其特征在于：所述轴承B(7)为交叉滚柱轴承，所述交叉滚柱轴承内设有正交90°的滚柱。
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