CN109210321B - 楔铁调平机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种楔铁调平机构，包括：调整螺杆、主体部分和锁紧机构；所述主体部分包括底座，前挡板，后挡板，平移斜块和升降斜块，所述前挡板和所述后挡板设置在所述底座的两端，所述调整螺杆沿水平方向穿过所述前挡板与所述平移斜块螺纹连接；所述平移斜块的水平面与所述底座接触，所述平移斜块的倾斜面和所述升降斜块的倾斜面接触配合；所述锁紧机构用于将负载固定安装在所述主体部分上；所述前挡板的内侧面和所述后挡板的内侧面上分别设置有与所述升降斜块配接的导轨，转动所述调整螺杆带动所述平移斜块沿水平方向运动，从而带动所述升降斜块沿导轨在竖直方向滑动。本发明的楔铁调平机构高精度地避免侧向偏移地、更轻松地完成转台调平工作。

Description

楔铁调平机构

技术领域

本发明涉及光机电工程技术领域，具体的，本发明涉及一种楔铁调平机构，尤其是一种可防止侧向偏移的楔铁调平机构。

背景技术

对于目前广泛应用的二维、三维转台设备，当其上搭载(或挂载)其他高精密仪器时，在设备运转过程中，往往需要其工作平面保持水平，即设备的工作以调平作为前提条件。在光电跟踪转台中广泛使用的楔铁调平机构以三个为一组置于转台下方进行三点支撑调平，要求调平工作满足以下条件来实现调平目的：

1)调平的升降高度可量化，调平满足一定精度；

2)调平的操作简单实用；

3)调平过程保证设备侧向和抗扭刚度，减小方位编码器零位带动误差。

目前使用的楔铁调平机构结构简单，通过调整螺杆推动平移斜块前后运动，使得升降斜块产生高低位移。调整好三点相对高度后通过锁紧螺钉施加预紧力，防止设备侧向偏移扭转。

一方面，尽管施加预紧力可防止方位编码器的零位带动误差，但是由于锁紧螺钉与钉孔之间存在间隙，同时升降斜块由于加工误差导致的左右跨度方向存在的微小倾斜角，导致在预紧过程中带入设备的侧向偏移和扭转，同时还会造成方位编码器零位带动误差。另一方面，由于调平过程中面与面接触的位置较多，接触面积大，往往导致需要对调整螺杆施加很大的驱动扭矩才能推动升降斜块运动，旋转调整螺杆时很费力。

因此，现有技术需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种楔铁调平机构，以解决现有技术中楔铁调平机构容易侧向偏移、精度低、驱动力矩大的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种楔铁调平机构，所述楔铁调平机构包括：调整螺杆、主体部分和锁紧机构；所述主体部分包括底座，前挡板，后挡板，平移斜块和升降斜块，所述前挡板和所述后挡板设置在所述底座的两端，所述调整螺杆沿水平方向穿过所述前挡板与所述平移斜块螺纹连接；所述平移斜块的水平面与所述底座接触，所述平移斜块的倾斜面和所述升降斜块的倾斜面接触配合；所述锁紧机构用于将负载固定安装在所述主体部分上；所述前挡板的内侧面和所述后挡板的内侧面上分别设置有与所述升降斜块配接的导轨，转动所述调整螺杆带动所述平移斜块沿水平方向运动，从而带动所述升降斜块沿导轨在竖直方向滑动。

优选的，所述升降斜块和所述前挡板的内侧面之间以及和所述后挡板的内侧面之间设置有间隙。

优选的，所述底座包括相对设置的左内壁和右内壁，所述升降斜块和所述左内壁以及所述右内壁之间分别设置有间隙，所述平移斜块和所述左内壁以及所述右内壁之间分别设置有间隙。

优选的，所述升降斜块上设置有导向面，所述导向面为所述平移斜块在水平方向上的运动提供导向的同时限制了平移斜块的侧向偏移。

优选的，所述导向面设置在所述升降斜块的倾斜面的两侧并且与所述升降斜块的倾斜面成预设角度。

优选的，所述升降斜块上设置有沿竖直方向延伸的V形槽，所述前挡板的内侧面和所述后挡板的内侧面上的导轨与所述V形槽接触配合。

优选的，所述楔铁调平机构还包括固定设置在所述前挡板上的止推盖板和容纳在所述止推盖板中的止推轴承，所述调整螺杆沿水平方向与所述止推轴承的内环紧配合连接。

优选的，所述调整螺杆的头部驱动力作用位置为方形或六边形结构。

优选的，所述调整螺杆在水平方向构造成阶梯形状。

优选的，所述锁紧机构包括锁紧螺钉、支撑球垫组、锁紧球垫组和锁紧螺母，支撑球垫组包括配合形成球面副的上支撑球垫和下支撑球垫，所述下支撑球垫的下端面与所述升降斜块的上端面接触配合；所述上支撑球垫的上端面用于支撑负载；所述锁紧球垫组设置在所述负载上，通过所述锁紧螺母将所述负载固定安装在所述楔铁调平机构上。

本发明楔铁调平机构具有以下有益效果：

调平精度高，在通过增加导向机构，避免了因调平过程中产生的升降斜块的侧向偏移而造成的设备侧向扭转，从而降低方位编码器零位带动误差。

调平的驱动力矩低，调平更省力。在通过减少接触面数量，以及滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低无用功带来的驱动损耗。同时也可延长调平机构的使用寿命。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中楔铁调平机构的剖面结构示意图；

图2是图1中楔铁调平机构主体部分的俯视图；

图3是图2中楔铁调平机构主体部分A-A方向的剖面结构示意图。

其中：

20、楔铁调平机构 21、主体部分

1、调整螺杆 2、止推盖板

3、止推轴承 4、前挡板

5、导轨 6、底座

7、锁紧螺钉 8、平移斜块

9、后挡板 10、升降斜块

11、支撑球垫组 12、锁紧球垫组

13、锁紧螺母 8-1、平移斜块倾斜面

10-1、升降斜块的倾斜面 6-1、左内壁

6-2、右内壁 4-1、前挡板内侧面

9-1、后挡板内侧面 22、负载

11-1、上支撑球垫 11-2、下支撑球垫

10-2、V形槽 10-3、导向面

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

具体请参阅图1至图3所示，一种楔铁调平机构20，包括：调整螺杆1、主体部分21和锁紧机构。

主体部分21包括底座6，前挡板4，后挡板9，平移斜块8和升降斜块10。

前挡板4和后挡板9设置在底座6的两端，调整螺杆1沿水平方向穿过前挡板4与平移斜块8螺纹连接。平移斜块8的水平面与底座6接触，平移斜块8的倾斜面8-1和升降斜块10的倾斜面10-1接触配合.

当楔铁调平机构20用于支撑负载22时，锁紧机构用于将负载22固定安装在主体部分21上。

前挡板4的内侧面4-1和后挡板9的内侧面9-1上分别设置有与升降斜块配接的导轨5，转动调整螺杆1带动平移斜块8沿水平方向运动，从而带动升降斜块10沿导轨5在竖直方向上滑动。

升降斜块10上设置有沿竖直方向延伸的V形槽10-2，导轨5设置为V形导轨，前挡板4的内侧面4-1和后挡板9的内侧面9-1上的导轨5与V形槽10-2滑动接触配合。升降斜块10的运动通过导轨5的导向作用仅仅发生在竖直方向上，无侧向滑动，则升降斜块10将不会发生侧向的偏移，运动精度提高。

请参阅图2和图3所示，升降斜块10和前挡板4的内侧面之间以及和后挡板的内侧面之间设置有间隙δ2。间隙δ2可按照设计需求来设置，示例但不限定的，δ2的范围为1mm-5mm。优选的，底座6包括相对设置的左内壁6-1和右内壁6-2，升降斜块10和左内壁6-1以及右内壁6-2之间分别设置有间隙δ1。同样的，间隙δ1可按照设计需求来设置，示例但不限定的，δ1的范围为1mm-5mm。更加优选的，平移斜块8和左内壁6-1以及右内壁6-2之间分别设置有间隙δ3。这样设置，避免了接触面间的摩擦运动，则在驱动机构调平过程中的无用功大大减少。

优选的，升降斜块10上设置有导向面10-3，导向面10-3的作用主要使升降斜块10和平移斜块8两者的相对运动具有导向性，这样在升降斜块10无侧向运动的同时，可保证平移斜块8也无侧向偏移，提高楔铁调平机构20的调节精度。

具体的，导向面10-3位于升降斜块10的倾斜面10-1的两侧，并且与倾斜面10-1成预设角度。预设角度可以根据实际设计需求来设置，示例但不限定的，预设角度可以是直角或钝角。两个导向面10-3与倾斜面10-1构成的空间即为平移斜块8在水平方向的运动提供导向，同时也限制了平移斜块8侧向偏移。

楔铁调平机构20的驱动部分由原来的销钉联接的外六角螺钉头结构变为整体型的调整螺杆1，调整螺杆1的头部驱动力作用位置为方形或六边形结构，同样可以用扳手进行旋转操作。

调整螺杆1在水平方向构造成阶梯形状，通过增加的止推轴承3与前挡板4联接，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低摩擦系数及磨损，相应地降低了驱动力矩，提高了楔铁调平机构20的使用寿命。

楔铁调平机构20还包括固定设置在前挡板4上的止推盖板2和容纳在止推盖板2中的止推轴承3，调整螺杆1沿水平方向与止推轴承3的内环紧配合连接。具体的，调整螺杆1与主体部分通过止推轴承3连接，与前挡板4通过止推盖板2固定连接。

锁紧机构包括锁紧螺钉7、支撑球垫组11、锁紧球垫组12和锁紧螺母13，锁紧螺钉7贯穿底座6、升降斜块10、支撑球垫组11、负载22、锁紧球垫组12后与锁紧螺母固定连接。支撑球垫组11包括配合形成球面副的上支撑球垫11-1和下支撑球垫11-2，下支撑球垫的11-2下端面与升降斜块10的上端面接触配合；上支撑球垫11-1的上端面用于支撑负载22；锁紧球垫组12设置在负载22上，通过锁紧螺母13将负载22固定安装在楔铁调平机构20上。

完成调平后拧紧锁紧螺母13施加预紧力，防止升降斜块10的窜动和侧向偏移，即可增加其上转台设备的抗扭刚度。

下面来进一步说明本发明提供的楔铁调平机构20的工作原理。

请参照图1-图3所示，驱动调整螺杆1，调整螺杆1与平移斜块8螺纹连接，因此，调整螺杆1运动带动平移斜块8沿水平方向运动，平移斜块8与底座6的左内壁6-1和右内壁6-2间隙配合，因此可避免接触面之间的摩擦。

平移斜块8与升降斜块10之间斜面配合，平移斜块8沿水平方向运动带动升降斜块10沿着设置在前挡板4和后挡板9上的V形导轨5沿竖直方向向上滑动，最终带动负载22向上运动。

锁紧机构中的锁紧螺钉穿过底座6、升降斜块10、支撑球垫组11、负载22、锁紧球垫组12，完成调平后拧紧锁紧螺母13施加预紧力，从而将负载固定在楔铁调平机构20上，同时防止升降斜块10的窜动和侧向偏移。

本发明提供的楔铁调平机构通过简单可行的方法降低了方位编码器零位带动误差，对于提高转台设备读取及记录数据的精度具有积极作用，构成了设备整体精度的一部分。

同样由于调平工作的频繁程度，且由于调平机构负载较重，调平运动需要克服较大摩擦，即需要施加较大力矩才能驱动调平机构运动，摩擦越大，调平越费时费力，且有时由于无法预判调平是否达到极限位置，驱动力矩过大，导致螺帽内销钉断裂或调整螺杆屈服变形。本发明提供的楔铁调平机构，降低了调平机构内部摩擦力带来的无用功，降低了驱动力矩，在实际应用过程中具有重要意义。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种楔铁调平机构，所述楔铁调平机构包括：

调整螺杆、主体部分和锁紧机构；

所述主体部分包括底座，前挡板，后挡板，平移斜块和升降斜块，所述前挡板和所述后挡板设置在所述底座的两端，所述调整螺杆沿水平方向穿过所述前挡板与所述平移斜块螺纹连接；所述平移斜块的水平面与所述底座接触，所述平移斜块的倾斜面和所述升降斜块的倾斜面接触配合；

所述锁紧机构用于将负载固定安装在所述主体部分上；

其特征在于，所述前挡板的内侧面和所述后挡板的内侧面上分别设置有与所述升降斜块配接的导轨，转动所述调整螺杆带动所述平移斜块沿水平方向运动，从而带动所述升降斜块沿导轨在竖直方向滑动；

所述升降斜块和所述前挡板的内侧面之间以及和所述后挡板的内侧面之间设置有间隙；

所述底座包括相对设置的左内壁和右内壁，所述升降斜块和所述左内壁以及所述右内壁之间分别设置有间隙，所述平移斜块和所述左内壁以及所述右内壁之间分别设置有间隙。

2.根据权利要求1所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述升降斜块上设置有导向面，所述导向面为所述平移斜块在水平方向上的运动提供导向的同时限制了平移斜块的侧向偏移。

3.根据权利要求2所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述导向面设置在所述升降斜块的倾斜面的两侧，并且与所述升降斜块的倾斜面成预设角度。

4.根据权利要求1所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述升降斜块上设置有沿竖直方向延伸的V形槽，所述前挡板的内侧面和所述后挡板的内侧面上的导轨与所述V形槽接触配合。

5.根据权利要求1所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述楔铁调平机构还包括固定设置在所述前挡板上的止推盖板和容纳在所述止推盖板中的止推轴承，所述调整螺杆沿水平方向与所述止推轴承的内环紧配合连接。

6.根据权利要求5所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述调整螺杆的头部驱动力作用位置为方形或六边形结构。

7.根据权利要求6所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述调整螺杆在水平方向构造成阶梯形状。

8.根据权利要求1所述的楔铁调平机构，其特征在于：所述锁紧机构包括锁紧螺钉、支撑球垫组、锁紧球垫组和锁紧螺母，支撑球垫组包括配合形成球面副的上支撑球垫和下支撑球垫，所述下支撑球垫的下端面与所述升降斜块的上端面接触配合；所述上支撑球垫的上端面用于支撑负载；所述锁紧球垫组设置在所述负载上，通过所述锁紧螺母将所述负载固定安装在所述楔铁调平机构上。

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