CN109061758A - 用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构，涉及绝对重力仪用的落体驱动机构。本发明包含驱动源（0）、支撑部件（1）、钢带部件（2）和拖车部件（3）；在支撑部件（1）的左侧边设置有钢带部件（2），在支撑部件（1）的中间设置有拖车部件（3），在支撑部件（1）的底面设置有驱动源（0）；本发明采用落体中心驱动结构，避免了悬臂落体支撑带来的测量误差；采用钢带偏置式布局，驱动机构的对称侧留有双落体驱动机构的接口，可以直接升级为双落体驱动机构；采用与传统绝对重力仪的落体和真空腔体一致的接口，能直接替换传统的绝对重力仪驱动机构。

Description

用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构

技术领域

本发明涉及一种绝对重力仪用的落体驱动机构，尤其涉及一种用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构。

背景技术

绝对重力仪是一种直接测量重力加速度值的精密计量仪器，其测量数据是探测地球重力场的重要途径，已广泛应用于计量、测绘、地质、地震与资源勘测等领域。绝对重力仪一般包括激光干涉系统、真空自由落体控制系统、超长弹簧隔振系统、高速信号采集系统和数据处理及仪器控制系统这五个部分。其中真空自由落体控制系统一般由驱动机构、落体、真空腔体等组成，真空腔中落体放置在驱动机构的拖车上，通过驱动机构的电机驱动落体上下运动。

驱动机构是绝对重力仪的重要组成部分之一，其主要任务是：驱动机构将电机的旋转运动转换成直线上下往复运动，落体搁在驱动机构的拖车上，当驱动机构在初始位置以大于g的速度向下运动时，落体与拖车脱开，实现自由下落，拖车在行程最底端平稳接住落体并拖着落体向上运动到起始位置，由此周而复始的实现落体的释放、自由下落、软承接和提升。目前，绝对重力仪的驱动机构以钢带式驱动机构最为常见。传统的钢带传动式绝对重力仪驱动机构均采用钢带居中，悬臂支撑落体的结构。一方面，采用钢带居中的设计不能直接升级为双落体驱动机构；另一方面，悬臂落体支撑会带来测量误差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的以上缺陷或改进需求，提供一种用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构，解决了现有绝对重力仪中悬臂落体支撑带来的测量误差问题和不能直接升级为双落体驱动系统的问题。

本发明的目的是这样实现的：

包含驱动源、支撑部件、钢带部件和拖车部件；

其位置和连接关系是：

在支撑部件的左侧边设置有钢带部件，在支撑部件的中间设置有拖车部件，在支撑部件的底面设置有驱动源；钢带部件的钢带挂在拖车部件的挂架上，驱动源和钢带部件的主动轮轴连接，通过钢带传动将驱动源的旋转运动转换成拖车部件的上下运动；

拖车部件的落体底座托盘位于驱动机构中心位置，其中心与拖车拉力重合，落体搁置无悬臂状态。

本发明具有下列优点和积极效果：

1、采用落体中心驱动结构，避免了悬臂落体支撑带来的测量误差；

2、采用钢带偏置式布局，驱动机构的对称侧留有双落体驱动机构的接口，可以直接升级为双落体驱动机构；

3、采用与传统绝对重力仪的落体和真空腔体一致的接口，能直接替换传统的绝对重力仪驱动机构。

附图说明

图1-1是本发明的结构示意图（主视图）；

图1-2是本发明的结构示意图（立体图）；

图1-3是本发明的剖视图（A-A剖视图）；

图2-1是挂架31的结构示意图（俯视图），

图2-2是挂架31的结构示意图（立体图）；

图3是无阻力盒盖32的结构示意图（立体图）；

图4是拖车33的结构示意图（立体图）；

图5是落体底座托盘34的结构示意图（立体图）；

图6是关节轴36的结构示意图（主视图）。

其中：

0—驱动源，

01—联轴器，02—电机支架，03—电机；

1—支撑部件，

11—面板，12—竖直导杆，13—底板；

2—钢带部件，

21—张紧吊杆，22—固定螺母，23—带轮调节板，24—轴承架，

25—从动轮轴，26—钢带，27—钢带固定轴，28—主动轮轴；

3—拖车部件，

31—挂架，

311—第1挂架通孔，312—第2挂架通孔，

313—挂架长方形预留孔，

314—第1挂架凹形长方体，315—第2挂架凹形长方体，

316—第1挂架小通孔，317—第2挂架小通孔，

318—挂架方形孔，319—挂架螺纹孔；

32—无阻力盒盖，

321—盒盖长方体，322—盒盖阶梯孔，

323—第1盒盖通孔，324—第2盒盖通孔，

325—第3盒盖通孔，326—第4盒盖通孔，

327—第5盒盖通孔，328—第6盒盖通孔；

33—拖车，

331—通孔及其定位圈，332—第1拖车螺纹孔，

333—第2拖车螺纹孔，334—第3拖车螺纹孔，

335—第4拖车螺纹孔，336—第1拖车通孔，

337—第2拖车通孔；

34—落体底座托盘，

341—托盘圆柱轴，342—第1托盘方形定位孔，

343—第2托盘方形定位孔，344—第3托盘方形定位孔，

345—第1托盘通孔，346—第2托盘通孔，347—第3托盘通孔，

348—第4托盘通孔；

35—直线轴承；

36—关节轴，

361—六边形轴，362—螺纹轴，

363—光轴，364—卡环凹槽；

37—关节轴承；

38—卡环；

39—关节轴承压板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、结构

1）总体

如图1-1、1-2、1-3，本驱动机构包含驱动源0、支撑部件1、钢带部件2和拖车部件3；

其位置和连接关系是：

在支撑部件1的左侧边设置有钢带部件2，在支撑部件1的中间设置有拖车部件3，在支撑部件1的底面设置有驱动源0；钢带部件2的钢带26挂在拖车部件3的挂架31上，驱动源0和钢带部件2的主动轮轴28连接，通过钢带26传动将驱动源0的旋转运动转换成拖车部件3的上下运动；

拖车部件3的落体底座托盘34位于驱动机构中心位置，其中心与拖车33拉力重合，落体搁置无悬臂状态。

二、功能部件

0、驱动源0

驱动源0包含从左到右依次连接的联轴器01、电机支架02和电机03。

1、支撑部件1

支撑部件1包含面板11、竖直导杆12和底板13；

从上到下，面板11、4根均布的竖直导杆12和底板13依次连接构成一个整体。

面板11和底板13通过夹持的方式固定穿过面板11和底板13的导杆12，为拖车部件3、钢带部件2提供装配空间；竖直导杆12为四根，均布于面板11和底板13四周。

2、钢带部件2

钢带部件2包括从上到下依次连接的张紧吊杆21、固定螺母22、带轮调节板23、轴承架24、从动轮轴25、钢带26、钢带固定轴27和主动轮轴28；

其中张紧吊杆21、带轮调节板23、轴承架24、主动轮轴28、从动轮轴25位于同一铅垂面上并在挂架31侧边位置，钢带固定轴27穿过钢带26孔与挂架连接；主动轮轴28、从动轮轴25设计成鼓形，起到预防钢带26跑偏的作用。

3、拖车部件3

如图1-1、1-2、1-3，拖车部件3包括挂架31、无阻力盒盖32、拖车33、落体底座托盘34、直线轴承35、关节轴36、关节轴承37、卡环38、关节轴承压板39；

在无阻力盒盖32上方装有关节轴承37，通过关节轴承压板39限制关节轴承37的轴向窜动，在无阻力盒盖32下方设有拖车33，拖车33两端装有直线轴承35，结合竖直导杆12使拖车33上下竖直运动，拖车33下方设有落体底座托盘34，落体底座托盘34的落体定位孔与传统落体一致，有助于落体的互换；落体底座托盘34位于驱动机构中心位置，其中心与拖车33拉力重合，落体搁置无悬臂状态；挂架31的两端装有直线轴承35，结合竖直导杆12使挂架31上下竖直运动，关节轴36通过螺纹与挂架31连接，穿过关节轴承37内圈，连接拖车33，用卡环38在关节轴36末端固定限制关节轴36串动；挂架31侧边留有挂架长方形预留孔，便于升级成双落体驱动机构；拖车33与挂架31成十字交叉状布局。

1）挂架31

如图2-1、2-2，挂架31是一种中间镂空的哑铃形金属块；

在金属块左右两端分别设置有第1、2挂架通孔311、312，与直线轴承35过渡配合连接；

在金属块右侧边设置有挂架长方形预留孔313，用于升级成双落体驱动机构；

在挂架长方形预留孔313轴对称左侧边上下设置有第1、2挂架凹形长方体314、315，用于装配钢带26；

在第1、2挂架凹形长方体314、315中间设置有第1、2挂架小通孔316、317，用于安装钢带固定轴27；

在金属块中间底部设置有挂架方形318，用于避开无阻力盒盖32；

在金属块中间侧边设置有挂架螺纹孔319，用于紧固关节轴36。

2）无阻力盒盖32

如图3，无阻力盒盖32是一种倒T形金属盖板；

在金属盖板上端设置有盒盖长方体321，用于连接挂架31；

在盒盖长方体321上端设置有盒盖阶梯孔322，用于关节轴承37过渡连接；

在金属盖板中部两侧设置有第5、6盒盖通孔327、328，用于通光；

在金属盖板两端分别设置有第1、2、3、4盒盖通孔323、324、325、326，用于连接拖车33。

3）拖车33

如图4，拖车33是一种近纺锤状金属块；

在金属块中间设置有通孔及其定位圈331，在金属块两端分别设置有第1、2拖车通孔336、337，用于直线轴承35过渡配合连接；

在金属块两侧分别设置有第1、2、3、4拖车螺纹孔332、333、334、335，用于连接无阻力盒盖32。

4）落体底座托盘34

如图5，落体底座托盘34是一种金属盖板；

在金属盖板的上端设置有扁状的托盘圆柱轴341，用于与拖车33过渡配合连接；

在托盘圆柱轴341顶端均布设置有第1、2、3、4托盘方形定位孔342、343、344，用于装配落体；

在金属盖板的两侧分别设置有第1、2、3、4托盘通孔345、346、347、348，用于与拖车33连接。

5）直线轴承35

直线轴承35是一种外购标准件。

6）关节轴36

如图6，关节轴36是一种阶梯形金属轴；

在金属轴右端设置有六边形轴361，用于上套筒扳手；

在金属轴右侧设置有螺纹轴362，用于与挂架31连接；

在金属轴中间设置有光轴363，用于与关节轴承37间隙配合连接；

在金属轴左侧设置有卡环凹槽364，用于与卡环38连接。

7）关节轴承37

关节轴承37是一种外购标准件。

8）卡环38

卡环38是一种外购标准件。

9）关节轴承压板39

关节轴承压板39是一种方形金属板，其4角设置有通孔。

将关节轴承限位。

三、本发明的工作机理及创新点就在于：

驱动机构将电机的旋转运动转换成直线上下往复运动，落体搁在驱动机构的拖车33上，当驱动机构在初始位置以大于g的速度向下运动时，落体与拖车33脱开，实现自由下落，拖车在行程最底端平稳接住落体并拖着落体向上运动到起始位置，由此周而复始的实现落体的释放、自由下落、软承接和提升。

拖车33的拖动力位于驱动机构中心并与受支撑的落体重心重合，钢带26固定在挂架侧边。

Claims (4)

1.一种用于绝对重力仪的钢带偏置式落体中心驱动机构，其特征在于：

包含驱动源（0）、支撑部件（1）、钢带部件（2）和拖车部件（3）；

其位置和连接关系是：

在支撑部件（1）的左侧边设置有钢带部件（2），在支撑部件（1）的中间设置有拖车部件（3），在支撑部件（1）的底面设置有驱动源（0）；钢带部件（2）的钢带（26）挂在拖车部件（3）的挂架（31）上，驱动源（0）和钢带部件（2）的主动轮轴（28）连接，通过钢带（26）传动将驱动源（0）的旋转运动转换成拖车部件（3）的上下运动；

拖车部件（3）的落体底座托盘（34）位于驱动机构中心位置，其中心与拖车（33）拉力重合，落体搁置无悬臂状态。

2.按权利要求1所述的钢带偏置式落体中心驱动机构，其特征在于：

所述的支撑部件（1）包含面板（11）、竖直导杆（12）和底板（13）；

从上到下，面板（11）、4根均布的竖直导杆（12）和底板（13）依次连接构成一个整体。

3.按权利要求1所述的钢带偏置式落体中心驱动机构，其特征在于：

所述的钢带部件（2）包括从上到下依次连接的张紧吊杆（21）、固定螺母（22）、带轮调节板（23）、轴承架（24）、从动轮轴（25）、钢带（26）、钢带固定轴（27）和主动轮轴（28）；

其中张紧吊杆（21）、带轮调节板（23）、轴承架（24）、主动轮轴（28）、从动轮轴（25）位于同一铅垂面上并在挂架（31）侧边位置，钢带固定轴（27）穿过钢带（26）孔与挂架连接；主动轮轴（28）、从动轮轴（25）设计成鼓形，起到预防钢带（26）跑偏的作用。

4.按权利要求1所述的钢带偏置式落体中心驱动机构，其特征在于：

所述的拖车部件（3）包括挂架（31）、无阻力盒盖（32）、拖车（33）、落体底座托盘（34）、直线轴承（35）、关节轴（36）、关节轴承（37）、卡环（38）和关节轴承压板（39）；

在无阻力盒盖（32）上方装有关节轴承（37），通过关节轴承压板（39）限制关节轴承（37）的轴向窜动，在无阻力盒盖（32）下方设有拖车（33），拖车（33）两端装有直线轴承（35），结合竖直导杆（12）使拖车（33）上下竖直运动，拖车（33）下方设有落体底座托盘（34），落体底座托盘（34）的落体定位孔与传统落体一致，有助于落体的互换；落体底座托盘（34）位于驱动机构中心位置，其中心与拖车（33）拉力重合，落体搁置无悬臂状态；挂架（31）的两端装有直线轴承（35），结合竖直导杆（12）使挂架（31）上下竖直运动，关节轴（36）通过螺纹与挂架（31）连接，穿过关节轴承（37）内圈，连接拖车（33），用卡环（38）在关节轴（36）末端固定限制关节轴（36）串动；挂架（31）侧边留有挂架长方形预留孔（313），便于升级成双落体驱动机构；拖车（33）与挂架（31）成十字交叉状布局。