CN109724636A - 一维转台 - Google Patents

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李俊霖
李忠明
韩冰
唐延甫
杨永强
马悦
赵宇
金辉
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Abstract

本发明涉及一种一维转台，包括底座、步进电机、蜗轮蜗杆传动组件、主轴、旋转台面以及光栅尺；所述步进电机与蜗轮蜗杆传动组件相啮合并固定于所述底座上；所述主轴能够转动的设置于所述底座上且与所述蜗轮蜗杆传动组件相啮合；所述旋转台面固定安装于所述主轴的顶端；所述光栅尺包括圆光栅及读数头，所述圆光栅固定于所述主轴的底端，所述计数头固定于所述底座上并用于在所述蜗轮蜗杆传动组件带动所述主轴转动时检测圆光栅随主轴转动的角位移。本发明圆光栅固定在主轴上，消除了蜗轮蜗杆传动组件与主轴间隙对精度的影响，角位置定位精度高，读数头固定于所述底座上，整体高度小，成本低。

Description

一维转台
技术领域
本发明涉及检测转台技术领域，特别是涉及一种一维转台。
背景技术
一维转台是广泛应用于精密检测、航空航天和兵器工业等领域的重要测试与仿真仪器，角位置精度是转台的核心性能指标。高精度转台也是光学参数精密检测系统中的重要组件，高精度转台所承载的组件需要与其他组件中心同高，形成完整的光路，所以使用的一维转台不仅需要精度高，还需要有比较小的整体高度。常见的一维转台主要由驱动组件、轴承、测角组件、机械组件等组成。其中驱动组件常采用的方案有力矩电机直驱、电机与蜗轮蜗杆或齿轮传动等；轴承常采用的方案有转台轴承、交叉滚柱轴承或角接触轴承等，测角组件常采用的方法有机械式测角、电磁式测角或光学测角。直流力矩电机直驱形式的以及角接触轴承构成的一维转台整体高度比较高，转台轴承成本比较高，蜗轮蜗杆或齿轮驱动转台由于齿间间隙等的原因导致难以获得较高精度的角位移。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，本发明提供一种能够获得较高精度角位移并降低整体高度的一维转台。
一种一维转台，包括底座、步进电机、蜗轮蜗杆传动组件、主轴、旋转台面以及光栅尺；所述步进电机与蜗轮蜗杆传动组件相啮合并固定于所述底座上；所述主轴能够转动的设置于所述底座上且与所述蜗轮蜗杆传动组件相啮合；所述旋转台面固定安装于所述主轴的顶端；所述光栅尺包括圆光栅及读数头，所述圆光栅固定于所述主轴的底端，所述计数头固定于所述底座上并用于在所述蜗轮蜗杆传动组件带动所述主轴转动时检测圆光栅随主轴转动的角位移。
在一个优选实施方式中，还包括交叉滚柱轴承，所述交叉滚柱轴承的外圈的一端与所述底座固定；所述主轴固定套于所述交叉滚柱轴承的内圈的内部；所述蜗轮蜗杆传动组件与所述主轴靠近顶端的边缘相啮合。
在一个优选实施方式中，所述主轴为关于中心轴对称的旋转体结构且自所述底端向所述顶端的横截面积逐渐增大；所述圆光栅套于所述底端外。
在一个优选实施方式中，所述底座包括底壁及自底壁边缘延伸形成的侧壁；所述底壁及所述侧壁共同围成收容空间，所述步进电机安装于侧壁上且一端位于收容空间外、另一端自侧壁延伸于收容空间内；所述蜗轮蜗杆传动组件、主轴及光栅尺收容所述收容空间内；所述交叉滚柱轴承的外圈的一端固定于所述底壁上；所述读数头固定于所述底壁上并位于所述交叉滚柱轴承的内圈与所述主轴之间。
在一个优选实施方式中，所述旋转平台为圆形并通过螺丝连接至所述主轴的顶端。
在一个优选实施方式中，所述底壁的四个角落延伸形成四个位于收容空间外的安装部，每个安装部开设有一个安装孔。
在一个优选实施方式中，所述步进电机靠近其中一个安装部安装于所述侧壁上。
在一个优选实施方式中，所述底壁还凸起延伸形成一个环形的用于卡持所述交叉滚柱轴承的外圈的卡持部。
本发明圆光栅固定在主轴上，消除了蜗轮蜗杆传动组件与主轴间隙对精度的影响，角位置定位精度高，读数头固定于所述底座上，整体高度小，成本低。
附图说明
图1为本发明提供的一维转台的立体结构图；
图2为图1所示的一维转台的剖视图；
图3为图1所示的一维转台的俯视图。
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，本领域普通技术人士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至图3，一种一维转台100，包括底座8、步进电机1、蜗轮蜗杆传动组件2、主轴7、旋转台面6以及光栅尺9；所述步进电机1与蜗轮蜗杆传动组件2相啮合并固定于所述底座8上；所述主轴7能够转动的设置于所述底座8上且与所述蜗轮蜗杆传动组件2相啮合；所述旋转台面6固定安装于所述主轴7的顶端71；所述光栅尺9包括圆光栅4及读数头5，所述圆光栅4固定于所述主轴7的底端72，所述读数头5固定于所述底座8上并用于在所述蜗轮蜗杆传动组件2带动所述主轴7转动时检测圆光栅4随主轴7转动的角位移。光栅尺9，也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器)，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺9经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。读数头通常由光源、会聚透镜、指示光栅、光电元件及调整机构等组成。
本发明圆光栅4固定在主轴7上，消除了蜗轮蜗杆传动组件2与主轴7间隙对精度的影响，角位置定位精度高，读数头5固定于所述底座上，整体高度小，成本低。
具体的，所述一维转台100还包括交叉滚柱轴承3，所述交叉滚柱轴承3的外圈的一端与所述底座8固定；所述主轴7固定套于所述交叉滚柱轴承3的内圈的内部；所述蜗轮蜗杆传动组件2与所述主轴4靠近顶端71的边缘相啮合。所述交叉滚柱轴承3可以起到支撑所述主轴7的作用，且所述蜗轮蜗杆传动组件2所述主轴4靠近顶端71的边缘相啮合使得整体结构较为紧凑。
进一步的，所述主轴7为关于中心轴对称的旋转体结构且自所述底端72向所述顶端71的横截面积逐渐增大；所述圆光栅4套于所述底端72外。即主轴在垂直所述主轴7中心轴的平面的截面的形状为圆形，所述底端72的横截面积小于所述顶端71可以使所述底端72具有较多的空间安装所述圆光栅4，具体的所述圆光栅4为圆环形并套于所述底端72外。
进一步的，所述底座8包括底壁81及自底壁81边缘延伸形成的侧壁82；所述底壁81及所述侧壁82共同围成收容空间83，所述步进电机1安装于侧壁82上且一端位于收容空间83外、另一端自侧壁82延伸于收容空间83内；所述蜗轮蜗杆传动组件2、主轴7及光栅尺9收容所述收容空间83内；所述交叉滚柱轴承3的外圈的一端固定于所述底壁81上。所述读数头5固定于所述底壁81上并位于所述交叉滚柱轴承3的内圈与所述主轴7之间，如此可以有效减小所述一维转台的整体高度。本实施方式中，所述底壁81大致为正方形，所述侧壁82垂直于所述底壁81，所述步进电机1安装于侧壁82靠近底壁81的一个角落。所述蜗轮蜗杆传动组件2安装于所述底壁81上并靠近所述底壁81的其中一边。
进一步的，所述旋转平台6为圆形并通过螺丝连接至所述主轴7的顶端71。所述旋转平台6的中心轴与所述主轴7的中心轴相互重合，以保证所述旋转平台6转动时的稳定性。
进一步的，所述底壁81的四个角落延伸形成四个位于收容空间83外的安装部84，每个安装部84开设有一个安装孔841。通过所述安装部84可以将所述一维转台100安装至实验台等装置上。
进一步的，所述步进电机1靠近其中一个安装部84安装于所述侧壁82上。如此，可以减小所述步进电机1所占用的空间。
进一步的，所述底壁81还凸起延伸形成一个环形的用于卡持所述交叉滚柱轴承3的外圈的卡持部85，以便于对所述交叉滚柱轴承3进行限位，方便安装。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种一维转台，其特征在于；包括底座、步进电机、蜗轮蜗杆传动组件、主轴、旋转台面以及光栅尺；所述步进电机与蜗轮蜗杆传动组件相啮合并固定于所述底座上；所述主轴能够转动的设置于所述底座上且与所述蜗轮蜗杆传动组件相啮合；所述旋转台面固定安装于所述主轴的顶端；所述光栅尺包括圆光栅及读数头，所述圆光栅固定于所述主轴的底端，所述计数头固定于所述底座上并用于在所述蜗轮蜗杆传动组件带动所述主轴转动时检测圆光栅随主轴转动的角位移。
2.根据权利要求1所述的一维转台，其特征在于，还包括交叉滚柱轴承，所述交叉滚柱轴承的外圈的一端与所述底座固定；所述主轴固定套于所述交叉滚柱轴承的内圈的内部；所述蜗轮蜗杆传动组件与所述主轴靠近顶端的边缘相啮合。
3.根据权利要求2所述的一维转台，其特征在于，所述主轴为关于中心轴对称的旋转体结构且自所述底端向所述顶端的横截面积逐渐增大；所述圆光栅套于所述底端外。
4.根据权利要求2所述的一维转台，其特征在于，所述底座包括底壁及自底壁边缘延伸形成的侧壁；所述底壁及所述侧壁共同围成收容空间，所述步进电机安装于侧壁上且一端位于收容空间外、另一端自侧壁延伸于收容空间内；所述蜗轮蜗杆传动组件、主轴及光栅尺收容所述收容空间内；所述交叉滚柱轴承的外圈的一端固定于所述底壁上；所述读数头固定于所述底壁上并位于所述交叉滚柱轴承的内圈与所述主轴之间。
5.根据权利要求4所述的一维转台，其特征在于，所述旋转平台为圆形并通过螺丝连接至所述主轴的顶端。
6.根据权利要求5所述的一维转台，其特征在于，所述底壁的四个角落延伸形成四个位于收容空间外的安装部，每个安装部开设有一个安装孔。
7.根据权利要求6所述的一维转台，其特征在于，所述步进电机靠近其中一个安装部安装于所述侧壁上。
8.根据权利要求4所述的一维转台，其特征在于，所述底壁还凸起延伸形成一个环形的用于卡持所述交叉滚柱轴承的外圈的卡持部。
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