CN109939843A - 一种高加速度离心机用电机联锁定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，定位装置安装在电机后端盖上，定位装置包括用于控制电机开断的开关和主体部分结构；开关为触动型开关，开关的开关信号输出端与电机的信号输入端连接；主体部分结构前伸时，触动开关，电机不可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴；主体部分结构后缩时，不触动开关，电机可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分不与电机轴接触。本申请中的电机联锁定位装置结构紧凑、质量小，对转臂负载和系统转动惯量造成的增量很小；同时采用开关信号变化锁定电机，进而实现电机的联锁定位，防止电机意外转动适应于高离心加速度离心机中电机定位。

Description

一种高加速度离心机用电机联锁定位装置

技术领域

本发明属于离心机技术领域，具体涉及一种高加速度离心机用电机联锁定位装置。

背景技术

随着科学技术的日新月异，飞行产品的性能指标越来越高，对产品的性能的测试手段也提出了更高的要求。飞行产品无法采用试飞等高成本、有风险的方式进行测试。

高加速度三自由度离心机是实现飞行产品性能测试的有效平台，其通过逼真模拟产品在飞行过程中的力学环境和实现产品空间位姿，可对产品力学性能进行考核，具有低成本、低风险、可重复、高效率等优点。

三自由度离心机主机系统如图13所示。图中示出了万向架4；被测产品5；转臂6；俯仰电机7；滚转电机8；传动系统9；主轴10，其中，传动系统驱动转臂旋转产生离心加速度，被测试产品安装于转臂端部的万向架上，万向架在滚转电机和俯仰电机的驱动下分别绕滚转轴和俯仰轴转动。

为方便被测产品的安装和系统调试，防止万向架意外转动，滚转电机和俯仰电机需在特定位置(水平、竖直等)具有定位功能。同时为满足高加速度离心场环境，定位装置应具有小巧、轻质的特点。

离心机中，电机定位通常采用电磁制动器或液压制动器实现，其原理是：电机运行到指定位置时，电机在控制指令下停转，制动器启动进而抱紧电机轴、靠制动器与电机轴之间的摩擦力将电机固定在所需的位置。

电磁制动器和液压制动器的质量和外形尺寸均较大，制动器的质量大会直接增加电机的质量；电机尺寸的增加会增大电机安装部件的尺寸，也会增加万向架和转臂等的尺寸，从而加大了万向架和转臂质量。上述都会导致主机整体转动惯量的增大，及转臂负载的增加，不利于高离心加速度离心机的设计。此外，液压制动器需附加液压系统，结构较复杂，且其在高加速度离心场中的有效性和可靠性有待检验。

导致上述缺点的原因：

高加速度三自由度离心机加速度值高，转臂半径大，主机的转动惯量、转臂的承载能力等对转臂端部部件质量十分敏感，故要求转臂端部部件质量和尺寸越小越好。电磁或液压制动器质量和尺寸大，不适用于高加速度离心机的场合。

为了解决以上问题我方研发出了一种高加速度离心机用电机联锁定位装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高加速度离心机用电机联锁定位装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，定位装置安装在电机后端盖上，定位装置包括：

用于控制电机开断的开关；开关为触动型开关，开关的开关信号输出端与电机的信号输入端连接；

主体部分结构；主体部分结构前伸时，触动开关，电机不可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴；主体部分结构后缩时，不触动开关，电机可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分不与电机轴接触。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，相比传统的电磁或液压制动器定位装置，本申请中的电机联锁定位装置结构紧凑、质量小，对转臂负载和系统转动惯量造成的增量很小；同时采用开关信号变化锁定电机，进而实现电机的联锁定位，防止电机意外转动，故本定位装置更适应于高离心加速度离心机中电机的定位。

附图说明

图1为本发明的安装剖视图；

图2为图1中a部分的放大结构示意图；

图3为本发明的开启状态剖视图；

图4为图3中b部分的放大结构示意图；

图5为本发明中的电机轴局部结构示意图；

图6为本发明的主体部分结构示意图；

图7为本发明的主体部分结构剖视图；

图8为本发明的主体部分结构开启状态示意图；

图9为本发明的主体部分结构开启状态剖视图；

图10为本发明中的下半安装座结构示意图；

图11为本发明中的销杆结构示意图；

图12为本发明中的上半安装座结构示意图；

图13为离心机主机结构图。

图中：1-定位装置；11-弹簧；12-下半安装座；121-第一止口面Ⅰ；122-螺钉安装孔；123-第二止口面Ⅰ；124-安装座Ⅰ；1241-防转面Ⅰ；1242-第三止口面；1243-安装孔；13-销杆；131-手柄；132-插杆；133-卡挡块；1331-弹簧安装槽；1332-防转面Ⅱ；1333-后端止口面；14-接近开关；15-上半安装座；151-第一止口面Ⅱ；152-第二止口面Ⅱ；153-安装座Ⅱ；2-电机后端盖；3-电机轴；31-U型销孔；4-万向架；5-被测产品；6-转臂；7-俯仰电机；8-滚转电机；9-传动系统；10-主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1，如图1-图4所示；

一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，定位装置1安装在电机后端盖2上，定位装置1包括：

用于控制电机开断的开关；开关为触动型开关，开关的开关信号输出端与电机的信号输入端连接；

主体部分结构；主体部分结构前伸时，触动开关，电机不可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴3；主体部分结构后缩时，不触动开关，电机可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分不与电机轴3接触。

电机运行到指定位置时，电机在控制指令下停转，将主体部分结构向前推入一定距离，且会触动开关，且电机不能在控制命令下启动，且主体部分结构的前伸部分会锁定电机轴3，防止电机意外转动，从而实现电机在特定位置的定位；将主体部分结构向后拉一定距离，主体部分结构脱离触动开关，使得电机能在控制命令下启动，且主体部分结构的前伸部分脱离对电机轴3的锁定。

实施例2，如图1-图4所示；

本实施例与实施例1的区别在于：

主体部分结构还包括：

上半安装座15；

下半安装座12；上半安装座15和下半安装座12组合后其内部构成一滑动空间，两端均设置有滑动通孔。

在上半安装座15和下半安装座12上均设置有螺钉安装孔122，上半安装座15和下半安装座12之间通过螺钉连接，上半安装座15和下半安装座12还通过螺钉安装在电机后端盖2上。

实施例3，如图6-图9所示；

本实施例与实施例2的区别在于：

主体部分结构包括销杆13，销杆13可滑动安装在滑动空间内，且其两端可穿过对应地滑动通孔。

实施例4，如图10、图11所示；

本实施例与实施例3的区别在于：

销杆13包括：

手柄131；

插杆132；手柄131与插杆132连接，手柄131与插杆132垂直；

卡挡块133；卡挡块133固定套装在插杆132上，卡挡块133为环形结构，卡挡块133侧壁设置有两个相互垂直的防转面Ⅱ1332，卡挡块133侧壁的其余部分为圆弧面，卡挡块133靠近手柄131的一端设有后端止口面1333；

上半安装座15内和下半安装座12内设置有用于卡挡块133滑动的半圆柱状凹槽；

上半安装座15的两端和下半安装座12的两端均设置有用于插杆132滑动的半圆柱状凹槽；

手柄131安装在上半安装座15和下半安装座12外部；

在下半安装座12内靠近手柄131的一端设置有配合卡挡块133的后端止口面1333的第一止口面Ⅰ121；在上半安装座15内靠近手柄131的一端设置有第一止口面Ⅱ151；

在下半安装座12内非靠近手柄131的一端设置有第二止口面Ⅰ123；在上半安装座15内非靠近手柄131的一端设置有第二止口面Ⅱ152；

在下半安装座12内底部靠近手柄131处安装有安装座Ⅰ124，安装座Ⅰ124上设置有配合卡挡块133的防转面Ⅱ1332的两个相互垂直的防转面Ⅰ1241；在安装座Ⅰ124的底部设置有用于开关安装的安装孔1243，安装孔1243还贯穿下半安装座12的端壁；安装座Ⅰ124非靠近手柄131的一端为第三止口面1242。

防转面Ⅰ1241和防转面Ⅱ1332均为两个相互垂直的平面组成，两个平面相互连接，且在两个平面的连接处为弧形过度面，防转面Ⅰ1241和防转面Ⅱ1332配合以防止卡挡块133在离心场下出现沿其轴向的自由转动。

电机运行到指定位置时，电机在控制指令下停转，手动将销杆13向前推入一定距离，待销杆13的防转面Ⅱ1332脱离下半安装座12的防转面Ⅰ1241后，销杆13顺时针旋转90°至后端止口面1333与第三止口面1242接触，两面贴合，同时销杆13前端与电机轴3锁定配合，且销杆13后端止口面1333靠近开关，开关信号变为高电平进而使电机断电，且电机无法在控制命令下启动，防止电机意外转动，从而实现电机在特定位置的定位。

实施例5，如图12所示；

本实施例与实施例4的区别在于：

在上半安装座15内设置有与安装座Ⅰ124组合匹配的安装座Ⅱ153，安装座Ⅰ124和安装座Ⅱ153组合形成的空间与卡挡块133的外形相同。

此处主要是安装座Ⅱ153上亦有一个平面，要配合对卡挡块133的防转面Ⅱ1332的一个平面进行锁定。

实施例6，如图8和图9所示；

本实施例与实施例4的区别在于：

开关为接近开关14，往电机轴3方向推动手柄131，卡挡块133脱离安装座Ⅰ124时，转动手柄131至卡挡块133的后端止口面1333与安装座Ⅰ124的第三止口面1242接触，则触动开关。

实施例7，如图6-9、11所示；

本实施例与实施例4的区别在于：

销杆13还包括弹簧11，在卡挡块133非靠近手柄131的一端设置有弹簧安装槽1331，弹簧11套装在插杆132上，弹簧11的一端固定于弹簧安装槽1331内，弹簧11的另一端固定在第二止口面Ⅰ123和第二止口面Ⅱ152形成的平面上，弹簧11始终处于压缩状态。

处于压缩状态的弹簧11可防止卡挡块133在离心场下出现沿卡挡块133轴向的自由移动，避免插杆132出现与电机轴3锁定的情况。

电机运行到指定位置时，电机在控制指令下停转，手动将销杆13向前推入一定距离，待销杆13的防转面Ⅱ1332脱离下半安装座12的防转面Ⅰ1241后，销杆13顺时针旋转90°至后端止口面1333与第三止口面1242接触，在弹簧11压力作用下两面贴合，同时销杆13前端与电机轴3锁定配合，且销杆13后端止口面1333靠近开关，开关信号变为高电平进而使电机断电，且电机无法在控制命令下启动，防止电机意外转动，从而实现电机在特定位置的定位。

实施例8，如图1-4所示；

本实施例与实施例1-7任一项的区别在于：围绕电机轴3的轴心线上均匀设置有多个用于与主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴3的孔洞，前伸部分与电机轴3垂直。

实施例9；

本实施例与实施例8的区别在于：围绕电机轴3的轴心线上均匀设置有多个用于与主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴3的U型销孔31。

实施例10，如图5所示；

本实施例与实施例9的区别在于：U型销孔31为四个。

电机运行到指定位置时，电机在控制指令下停转，手动将销杆13向前推入一定距离，待销杆13的防转面Ⅱ1332脱离下半安装座12的防转面Ⅰ1241后，销杆13顺时针旋转90°至后端止口面1333与第三止口面1242接触，在弹簧11压力作用下两面贴合，同时插杆132前端插入一个U型销孔31对电机轴3锁定，且销杆13后端止口面1333靠近接近开关14，接近开关14信号变为高电平进而使电机断电，且电机无法在控制命令下启动，防止电机意外转动，从而实现电机在特定位置的定位。

定位装置1关闭原理是：手动将销杆13逆时针旋转90°至后端止口面1333与第三止口面1242脱离，在弹簧11压力作用下销杆13后退至后端止口面1333与第一止口面Ⅰ121贴合，从而插杆132退出电机轴3U型销孔31，且接近开关14信号变为低电平，进而解锁电机，电机可在控制命令下启动。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：定位装置安装在电机后端盖上，定位装置包括：

用于控制电机开断的开关；开关为触动型开关，开关的开关信号输出端与电机的信号输入端连接；

主体部分结构；主体部分结构前伸时，触动开关，电机不可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴；主体部分结构后缩时，不触动开关，电机可在控制命令下进入工作状态，且主体部分结构的前伸部分不与电机轴接触。

2.根据权利要求1所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于，主体部分结构还包括：

上半安装座；

下半安装座；上半安装座和下半安装座组合后其内部构成一滑动空间，两端均设置有滑动通孔。

3.根据权利要求2所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于，主体部分结构包括销杆，销杆可滑动安装在滑动空间内，且其两端可穿过对应地滑动通孔。

4.根据权利要求3所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于，销杆包括：

手柄；

插杆；手柄与插杆连接，手柄与插杆垂直；

卡挡块；卡挡块固定套装在插杆上，卡挡块为环形结构，卡挡块侧壁设置有两个相互垂直的防转面Ⅱ，卡挡块侧壁的其余部分为圆弧面，卡挡块靠近手柄的一端设有后端止口面；

上半安装座内和下半安装座内设置有用于卡挡块滑动的半圆柱状凹槽；

上半安装座的两端和下半安装座的两端均设置有用于插杆滑动的半圆柱状凹槽；

手柄安装在上半安装座和下半安装座外部；

在下半安装座内靠近手柄的一端设置有配合卡挡块的后端止口面的第一止口面Ⅰ；在上半安装座内靠近手柄的一端设置有第一止口面Ⅱ；

在下半安装座内非靠近手柄的一端设置有第二止口面Ⅰ；在上半安装座内非靠近手柄的一端设置有第二止口面Ⅱ；

在下半安装座内底部靠近手柄处安装有安装座Ⅰ，安装座Ⅰ上设置有配合卡挡块的防转面Ⅱ的两个相互垂直的防转面Ⅰ；在安装座Ⅰ的底部设置有用于开关安装的安装孔，安装孔还贯穿下半安装座的端壁；安装座Ⅰ非靠近手柄的一端为第三止口面。

5.根据权利要求4所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：在上半安装座内设置有与安装座Ⅰ组合匹配的安装座Ⅱ，安装座Ⅰ和安装座Ⅱ组合形成的空间与卡挡块的外形相同。

6.根据权利要求4所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：开关为接近开关，往电机轴方向推动手柄，卡挡块脱离安装座Ⅰ时，转动手柄至卡挡块的后端止口面与安装座Ⅰ的第三止口面接触，则触动开关。

7.根据权利要求4所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：销杆还包括弹簧，在卡挡块非靠近手柄的一端设置有弹簧安装槽，弹簧套装在插杆上，弹簧的一端固定于弹簧安装槽内，弹簧的另一端固定在第二止口面Ⅰ和第二止口面Ⅱ形成的平面上，弹簧始终处于压缩状态。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：围绕电机轴的轴心线上均匀设置有多个用于与主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴的孔洞，前伸部分与电机轴垂直。

9.根据权利要求8所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：围绕电机轴的轴心线上均匀设置有多个用于与主体部分结构的前伸部分配合锁定电机轴的U型销孔。

10.根据权利要求9所述的一种高加速度离心机用电机联锁定位装置，其特征在于：U型销孔为四个。