CN110068459B - 一种桶形盘状支撑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桶形盘状支撑系统，包括高速端桶形盘状支撑系统、转接件桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统；所述高速端桶形盘状支撑系统包括高速端桶体，电机固定板，上轴承支座和下轴承支座；所述低速端桶形盘状支撑系统包括低速端桶体，行星减速器固定板，低速端扭矩传感器固定板和密珠轴系外套座；所述转接件桶形盘状支撑系统设置在所述高速端桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统之间，包括转接件桶体。本发明以盘状轴对称支架代替悬臂支架，支撑盘固定在桶内，保证轴向应力分布均匀，克服传统卧式悬臂梁式结构刚度不足的问题，减小轴系变形对于测量精度的影响，并且结构变形简单，易于误差补偿。

Description

一种桶形盘状支撑系统

技术领域

本发明涉及减速器检测仪的支撑系统，特别涉及一种桶形盘状支撑系统。

背景技术

精密减速器广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域，随着工业自动化技术的发展，在航空、卫星、医疗、军事科技、电子设备、机器人等自动化设备的应用需求逐渐提高，减速器的传动效率、负载能力及精度等级等严重影响整体系统的工作精度和使用寿命，因此，对减速器性能的精密检测变得尤为重要。

减速器检测仪的支撑系统是安装被测减速器、传感器等关键部件并确保其空间位置关系的结构基础。传统的减速器检测仪大多采用卧式悬臂梁式布局的支撑系统，将被测减速器、传感器、驱动零部件、连接装置等通过悬臂式支架串联，固定在滑板和水平基座上。采用卧式悬臂梁式布局结构的检测仪支撑系统在大扭矩的影响下会发生扭曲变形，且变形规律复杂，使测量轴系同轴度难以保证，将导致扭矩测量数据将包含附加扭矩，引入测量误差，同时还具有被测减速器的拆卸比较困难等缺点。个别减速器检测仪采用立式支撑结构，但是由于没有卧式结构的水平底座，导致系统承扭结构的刚度更弱，大扭矩测量过程中的形变会给测量结果带来更为严重的影响。

因此，亟需提出一种有效的支撑系统，可以减小支撑系统形变对于减速器检测仪测量精度影响；减小减速器检测仪的支撑系统对于测量轴系同轴度的不良影响；提高支撑结构刚度的同时，减小变形且结构简单易于进行误差补偿，提高减速器检测仪的测量精度。

发明内容

本发明为了解决减速器检测仪现有支撑结构存在的不足，提供一种桶形盘状支撑系统，以盘状轴对称支架代替悬臂支架，支撑盘固定在桶内，保证轴向应力分布均匀，克服传统卧式悬臂梁式结构刚度不足的问题，减小轴系变形对于测量精度的影响，并且结构变形简单，易于误差补偿。如果支撑系统采用立式布局，可以使重力方向和轴系共线，保障竖直方向同轴度。

本发明所采用的技术方案是：一种桶形盘状支撑系统，包括高速端桶形盘状支撑系统、转接件桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统；

所述高速端桶形盘状支撑系统包括高速端桶体，以及将电机、联轴器、高速端锁紧盘、高速端扭矩传感器、高速端输出轴、高速端圆光栅安装盘连接成为高速端测量轴系的电机固定板，上轴承支座和下轴承支座；所述电机固定板固定在所述高速端桶体的输入端端面上；所述上轴承支座和下轴承支座沿高速端输入端至高速端输出端依次布置在所述高速端桶体内；

所述低速端桶形盘状支撑系统包括低速端桶体，以及将负载电机、行星减速器、低速端锁紧盘、低速端扭矩传感器、密珠轴系、低速端圆光栅安装盘连接成为低速端测量轴系的行星减速器固定板，低速端扭矩传感器固定板和密珠轴系外套座；所述行星减速器固定板、低速端扭矩传感器固定板和密珠轴系外套座沿低速端输入端至低速端输出端依次布置在所述低速端桶体内；

所述转接件桶形盘状支撑系统设置在所述高速端桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统之间，包括将减速器输入轴、减速器、减速器输出轴连接成为减速器测量轴系的转接件桶体，所述转接件桶体的布置所述减速器输入轴的一端面与所述高速端桶体的输出端端面固定连接，所述转接件桶体的布置所述减速器输出轴的另一端面与所述低速端桶体的输出端端面固定连接。

进一步的，所述高速端桶体为桶形结构；所述电机固定板，上轴承支座和下轴承支座均为圆形盘状结构，且，所述电机固定板，上轴承支座和下轴承支座均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体相连接。

进一步的，所述低速端桶体为桶形结构；所述行星减速器固定板、低速端扭矩传感器固定板和密珠轴系外套座均为圆形盘状结构，且，所述行星减速器固定板、低速端扭矩传感器固定板和密珠轴系外套座均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体相连接。

进一步的，所述转接件桶体为桶形结构，所述转接件桶体通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体和低速端桶体相连接。

进一步的，所述下轴承支座的中心设置有下轴承组，并与所述下轴承组的外圈相固定，所述下轴承组的内圈与所述高速端输出轴相连接；所述下轴承支座的输出端侧固定有圆光栅读数头安装支架、输入端侧固定所述高速端扭矩传感器；所述上轴承支座的中心设置有上轴承组，并与所述上轴承组的外圈相固定，所述上轴承组的内圈与所述高速端锁紧盘相连接；所述电机固定在所述电机固定板的输入端侧，所述电机的输出轴与所述联轴器的输入端相连接，所述联轴器的输出端与所述高速端锁紧盘的输入端相连接，所述高速端锁紧盘的输出端与所述高速端扭矩传感器的扭矩传感器动子的输入端相连接，所述扭矩传感器动子的输出端与所述高速端输出轴的输入端相连接，所述高速端圆光栅安装盘与所述高速端输出轴同轴布置。

进一步的，所述密珠轴系外套座的中心连接所述密珠轴系；所述低速端扭矩传感器固定板上固定所述低速端扭矩传感器的扭矩传感器定子，所述低速端扭矩传感器的扭矩传感器动子位于所述低速端扭矩传感器固定板的中心孔内，且，所述扭矩传感器动子在工作时能随所述低速端测量轴系旋转，所述扭矩传感器动子的中心轴线与所述低速端扭矩传感器固定板的中心轴线重合；所述行星减速器固定在所述行星减速器固定板的输入端侧，所述行星减速器的输入轴与所述负载电机的输出轴相连接、输出轴与所述行星减速器固定板的中心间隙配合且与所述低速端锁紧盘的输入端相连接，所述低速端锁紧盘的输出端与所述低速端扭矩传感器的扭矩传感器动子的输入端相连接，所述扭矩传感器动子的输出端与所述密珠轴系的主轴输入端相连接，所述低速端圆光栅安装盘固定在所述密珠轴系的主轴上。

进一步的，被测所述减速器通过止口定位及螺钉连接固定的方式安装在所述转接件桶体内，所述减速器输入轴与所述高速端输出轴相连接，所述减速器输出轴与所述密珠轴系的主轴输出端内花键相连接。

进一步的，所述高速端桶体、所述转接件桶体、所述低速端桶体、所述电机固定板、所述上轴承支座、所述下轴承支座、所述密珠轴系外套座、所述低速端扭矩传感器固定板、所述行星减速器固定板的中心轴线重合。

进一步的，所述电机固定板、所述上轴承支座、所述下轴承支座、所述密珠轴系外套座、所述低速端扭矩传感器固定板、所述行星减速器固定板上设置有通孔，使数据传输线缆能传输至支撑系统外部；所述高速端桶体和所述低速端桶体在布置有锁紧装置的位置设置通孔，能在桶体外部对锁紧装置进行锁紧。

进一步的，支撑系统采用立式放置或卧式放置：立式放置时，通过所述低速端桶体作为支撑；卧式放置时，通过两个底座分别支撑所述低速端桶体和高速端桶体。

本发明的有益效果是：本发明支撑系统能够通过桶状结构抵抗扭转变形能，因此采用桶状外壳可以减小外壳变形，减小机械结构变形对于测量精度的影响。以盘状轴对称支架保证轴向应力分布均匀，作为轴承或锁紧装置的支撑座，提高结构刚度，减小轴系变形对于测量精度的影响。如果采用立式结构可以使测量轴系与重力方向共线，不产生附加弯曲载荷，保障测量轴系向同轴度。采用桶形盘状支撑系统能够使减速器检测仪的测量轴系保证高的回转精度，适用于高精度旋转机构的高精度测量。

附图说明

图1：本发明桶形盘状支撑系统的完整外观图；

图2：本发明桶形盘状支撑系统的内部结构图；

图3：本发明桶形盘状支撑系统的内部结构正视图；

图4：本发明卧式桶形盘状支撑系统的内部结构图。

附图标注：1、高速端桶体，2、转接件桶体，3、低速端桶体，4、电机固定板，5、上轴承支座、6、下轴承支座，7、密珠轴系外套座，8、低速端扭矩传感器固定板，9、行星减速器固定板，10、电机，11、联轴器，12、高速端锁紧盘，13、高速端扭矩传感器，14、高速端圆光栅安装盘，15、高速端输出轴、16、减速器输入轴，17、减速器，18、减速器输出轴，19、低速端圆光栅安装盘，20、密珠轴系，21、低速端扭矩传感器，22、低速端锁紧盘，23、行星减速器，24、负载电机，25、底座。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图4所示，一种桶形盘状支撑系统，包括高速端桶形盘状支撑系统、转接件桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统。

所述高速端桶形盘状支撑系统由高速端桶体1作为基本组件，所述高速端桶体1为桶形结构，所述高速端桶体1的输入端端面上固定有电机固定板4，其内部沿高速端输入端至高速端输出端依次布置有上轴承支座5和下轴承支座6；所述电机固定板4，上轴承支座5和下轴承支座6均为圆形盘状结构，且，所述电机固定板4，上轴承支座5和下轴承支座6均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体1相连接。在高速端中，所述下轴承支座6的中心设置有下轴承组，并与所述下轴承组的外圈相固定，所述下轴承组的内圈与高速端输出轴15相连接，保证轴系回转效果；高速端圆光栅安装盘14与所述高速端输出轴15同轴布置，所述高速端圆光栅安装盘14上安装测角器件圆光栅。所述下轴承支座6的输出端侧固定有圆光栅读数头安装支架、输出端侧固定有高速端扭矩传感器13，所述高速端扭矩传感器13的扭矩传感器动子的输出端与所述高速端输出轴15的输入端相连接；所述下轴承支座6及传感器组件从所述高速端桶体1的输出端装入并固定。所述上轴承支座5的中心设置有上轴承组，并与所述上轴承组的外圈相固定，所述上轴承组的内圈与高速端锁紧盘12相连接，保证轴系回转效果，将锁紧装置固定在所述上轴承支座5上；所述上轴承支座5及锁紧组件从所述高速端桶体1的输入端装入并固定，所述高速端锁紧盘12的输出端与所述高速端扭矩传感器13的扭矩传感器定子的输入端相连接。所述电机10固定在所述电机固定板4上，所述电机10的输出轴与所述联轴器11的输入端相连接，再将所述电机固定板4与所述高速端桶体1连接固定，所述联轴器11的输出端与所述高速端锁紧盘12的输入端相连接。通过所述电机固定板4、所述上轴承支座5和所述下轴承支座6，将所述电机10、联轴器11、高速端锁紧盘12、高速端扭矩传感器13、高速端圆光栅安装盘14和高速端输出轴15连接成为高速端测量轴系，形成高速端桶体1中的盘状支撑系统。

所述低速端桶形盘状支撑系统由低速端桶体3作为其基本组件，所述低速端桶体3为桶形结构，所述低速端桶体3的内部沿低速端输入端至低速端输出端依次布置有行星减速器固定板9、低速端扭矩传感器固定板8和密珠轴系外套座7；所述行星减速器固定板9、低速端扭矩传感器固定板8和密珠轴系外套座7均为圆形盘状结构，且，所述行星减速器固定板9、低速端扭矩传感器固定板8和密珠轴系外套座7均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体1相连接。低速端中，将行星减速器23的输入端与负载电机24的输出轴相连接后通过螺栓安装在所述行星减速器固定板9的输入端侧，且，所述行星减速器23的输出端与所述行星减速器固定板9的中心为间隙配合，锁紧装置安装在所述行星减速器固定板9的输出端侧，所述低速端锁紧盘22的输入端与所述行星减速器23的输出端相连接，将整个组件通过所述行星减速器固定板9从所述低速端桶体3的输入端放入，通过螺钉安装在所述低速端桶体3内。将低速端扭矩传感器21安装在所述低速端扭矩传感器固定板8上，所述低速端扭矩传感器21的扭矩传感器定子通过螺钉固定在所述低速端扭矩传感器固定板8上，所述低速端扭矩传感器21的扭矩传感器动子在工作时可随低速端测量轴系旋转，位于所述低速端扭矩传感器固定板8的中心孔内但与所述低速端扭矩传感器固定板8的中心孔无接触，所述低速端扭矩传感器21的扭矩传感器动子的中心轴线与所述低速端扭矩传感器固定板8的中心轴线重合，从所述低速端桶体3的输出端放入至桶体内并固定，所述低速端扭矩传感器21的扭矩传感器动子的输入端与所述低速端锁紧盘22的输出端相连接。为了保证低速端整体结构在大扭矩下运行的平稳性以及保证输出轴的回转精度，选用密珠轴系20作为支撑；所述密珠轴系20与轴承相比可以承受径向和轴向载荷，通过滚珠增加有效接触面，使承载更均匀，减少各种误差对于旋转中心的影响，提高轴系的旋转精度，并且通过主轴、滚珠及轴套三者之间的过盈配合，消除间隙，提高轴系的旋转精度和刚度；所述密珠轴系20的主轴和转接件中的减速器输出轴18采用花键传动的形式，因此所述主轴需要设计内花键配合转接件。圆光栅需要和所述密珠轴系20同步旋转，低速端圆光栅安装盘19通过止口与所述主轴连接，通过螺钉连接固定在所述主轴上，通过这种结构保证圆光栅可随减速器输出轴18同步旋转，减少误差传递，保证测角精度；所述密珠轴系20通过所述密珠轴系外套座7安装在所述低速端桶体3内并固定，同时将所述密珠轴系20的主轴输入端与所述低速端扭矩传感器21的扭矩传感器动子的输出端相连接。通过所述密珠轴系外套座7、所述低速端扭矩传感器固定板8、所述行星减速器固定板9将所述低速端圆光栅安装盘19、所述密珠轴系20、所述低速端扭矩传感器21、所述低速端锁紧盘22、所述行星减速器23、所述负载电机24连接成为低速端测量轴系，完成所述低速端桶体3中的盘状支撑系统。

所述转接件桶形盘状支撑系统设置在所述高速端桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统之间，由转接件桶体2作为其基本组件，所述转接件桶体2为桶形结构，所述转接件桶体2通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体1和低速端桶体3相连接；所述转接件桶体2的布置减速器输入轴16的一端面与所述高速端桶体1的输出端端面固定连接，所述转接件桶体2的布置减速器输出轴18的另一端面与所述低速端桶体3的输出端端面固定连接。被测所述减速器17通过止口定位及螺钉连接固定的方式安装在所述转接件桶体2内，减速器输入轴16与所述高速端输出轴15相连接，减速器输出轴18与所述密珠轴系20的主轴内花键相连接。通过所述转接件桶体2，将减速器输入轴16、减速器17、减速器输出轴18连接成为一个测量轴系，形成转接件桶体2中的盘状支撑系统。

所述高速端桶体1、所述转接件桶体2、所述低速端桶体3、所述电机固定板4、所述上轴承支座5、所述下轴承支座6、所述密珠轴系外套座7、所述低速端扭矩传感器固定板8、所述行星减速器固定板9安装完成后，中心轴线应重合。

所述电机固定板4、所述上轴承支座5、所述下轴承支座6、所述密珠轴系外套座7、所述低速端扭矩传感器固定板8、所述行星减速器固定板9上设置有通孔，使传感器等数据传输线缆能传输至支撑系统外部。

所述高速端桶体1和所述低速端桶体3在布置有锁紧装置的位置设置通孔，能在桶体外部对锁紧装置进行锁紧。

桶形盘状支撑系统不限于立式放置或卧式放置，立式放置时，将通过所述低速端桶体3底部圆台支撑整体结构；卧式放置时，将通过两个底座25分别支撑所述低速端桶体3和所述高速端桶体1。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，包括高速端桶形盘状支撑系统、转接件桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统；

所述高速端桶形盘状支撑系统包括高速端桶体(1)，以及将电机(10)、联轴器(11)、高速端锁紧盘(12)、高速端扭矩传感器(13)、高速端输出轴(15)、高速端圆光栅安装盘(14)连接成为高速端测量轴系的电机固定板(4)，上轴承支座(5)和下轴承支座(6)；所述电机固定板(4)固定在所述高速端桶体(1)的输入端端面上；所述上轴承支座(5)和下轴承支座(6)沿高速端输入端至高速端输出端依次布置在所述高速端桶体(1)内；

所述低速端桶形盘状支撑系统包括低速端桶体(3)，以及将负载电机(24)、行星减速器(23)、低速端锁紧盘(22)、低速端扭矩传感器(21)、密珠轴系(20)、低速端圆光栅安装盘(19)连接成为低速端测量轴系的行星减速器固定板(9)，低速端扭矩传感器固定板(8)和密珠轴系外套座(7)；所述行星减速器固定板(9)、低速端扭矩传感器固定板(8)和密珠轴系外套座(7)沿低速端输入端至低速端输出端依次布置在所述低速端桶体(3)内；

所述转接件桶形盘状支撑系统设置在所述高速端桶形盘状支撑系统和低速端桶形盘状支撑系统之间，包括将减速器输入轴(16)、减速器(17)、减速器输出轴(18)连接成为减速器(17)测量轴系的转接件桶体(2)，所述转接件桶体(2)的布置所述减速器输入轴(16)的一端面与所述高速端桶体(1)的输出端端面固定连接，所述转接件桶体(2)的布置所述减速器输出轴(18)的另一端面与所述低速端桶体(3)的输出端端面固定连接；

所述高速端桶体(1)为桶形结构；所述电机固定板(4)，上轴承支座(5)和下轴承支座(6)均为圆形盘状结构，且，所述电机固定板(4)，上轴承支座(5)和下轴承支座(6)均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体(1)相连接；

所述低速端桶体(3)为桶形结构；所述行星减速器固定板(9)、低速端扭矩传感器固定板(8)和密珠轴系外套座(7)均为圆形盘状结构，且，所述行星减速器固定板(9)、低速端扭矩传感器固定板(8)和密珠轴系外套座(7)均通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体(1)相连接；

所述转接件桶体(2)为桶形结构，所述转接件桶体(2)通过止口定位及螺钉连接固定的方式与所述高速端桶体(1)和低速端桶体(3)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，所述下轴承支座(6)的中心设置有下轴承组，并与所述下轴承组的外圈相固定，所述下轴承组的内圈与所述高速端输出轴(15)相连接；所述下轴承支座(6)的输出端侧固定有圆光栅读数头安装支架、输入端侧固定所述高速端扭矩传感器(13)；所述上轴承支座(5)的中心设置有上轴承组，并与所述上轴承组的外圈相固定，所述上轴承组的内圈与所述高速端锁紧盘(12)相连接；所述电机(10)固定在所述电机固定板(4)的输入端侧，所述电机(10)的输出轴与所述联轴器(11)的输入端相连接，所述联轴器(11)的输出端与所述高速端锁紧盘(12)的输入端相连接，所述高速端锁紧盘(12)的输出端与所述高速端扭矩传感器(13)的扭矩传感器动子的输入端相连接，所述扭矩传感器动子的输出端与所述高速端输出轴(15)的输入端相连接，所述高速端圆光栅安装盘(14)与所述高速端输出轴(15)同轴布置。

3.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，所述密珠轴系外套座(7)的中心连接所述密珠轴系(20)；所述低速端扭矩传感器固定板(8)上固定所述低速端扭矩传感器(21)的扭矩传感器定子，所述低速端扭矩传感器(21)的扭矩传感器动子位于所述低速端扭矩传感器固定板(8)的中心孔内，且，所述扭矩传感器动子在工作时能随所述低速端测量轴系旋转，所述扭矩传感器动子的中心轴线与所述低速端扭矩传感器固定板(8)的中心轴线重合；所述行星减速器(23)固定在所述行星减速器固定板(9)的输入端侧，所述行星减速器(23)的输入轴与所述负载电机(24)的输出轴相连接、输出轴与所述行星减速器固定板(9)的中心间隙配合且与所述低速端锁紧盘(22)的输入端相连接，所述低速端锁紧盘(22)的输出端与所述低速端扭矩传感器(21)的扭矩传感器动子的输入端相连接，所述扭矩传感器动子的输出端与所述密珠轴系(20)的主轴输入端相连接，所述低速端圆光栅安装盘(19)固定在所述密珠轴系(20)的主轴上。

4.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，被测所述减速器(17)通过止口定位及螺钉连接固定的方式安装在所述转接件桶体(2)内，所述减速器输入轴(16)与所述高速端输出轴(15)相连接，所述减速器输出轴(18)与所述密珠轴系(20)的主轴输出端内花键相连接。

5.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，所述高速端桶体(1)、所述转接件桶体(2)、所述低速端桶体(3)、所述电机固定板(4)、所述上轴承支座(5)、所述下轴承支座(6)、所述密珠轴系外套座(7)、所述低速端扭矩传感器固定板(8)、所述行星减速器固定板(9)的中心轴线重合。

6.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，所述电机固定板(4)、所述上轴承支座(5)、所述下轴承支座(6)、所述密珠轴系外套座(7)、所述低速端扭矩传感器固定板(8)、所述行星减速器固定板(9)上设置有通孔，使数据传输线缆能传输至支撑系统外部；所述高速端桶体(1)和所述低速端桶体(3)在布置有锁紧装置的位置设置通孔，能在桶体外部对锁紧装置进行锁紧。

7.根据权利要求1所述的一种桶形盘状支撑系统，其特征在于，支撑系统采用立式放置或卧式放置：立式放置时，通过所述低速端桶体(3)作为支撑；卧式放置时，通过两个底座(25)分别支撑所述低速端桶体(3)和高速端桶体(1)。