CN110849542B - 一种设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置，属于试验调试台的倾角电动驱动支撑装置。驱动机构的主动齿轮与支撑机构的丝杠轴键连接，防转机构的十字轴座与支撑机构的支撑板螺栓固定连接、下防转拉板与支撑机构的倾角固定板采用轴销转动连接，测量反馈机构的连接板与球面座螺栓固定连接。优点是结构新颖，成本低，容易制造、安装和维修，用于调试台支撑，石材支撑，展台支撑等多种场景。
Description
技术领域
本发明涉及一种试验调试台的倾角电动驱动支撑装置，尤其是指设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置。
背景技术
目前，国内一些大型被试件的测试，通常采用试验调试台，试验调试台的功能一般用于测定被试件零位零线，产生被试件倾斜工况，并测量被试件的质量和质心位置。试验台一般由试验台安装支座、调平和倾斜支撑装置、固定支撑装置、无铰链支撑装置、检测和操作控制系统、称重系统(包括称重的机械模块和测量计算模块)和液压系统等功能模块组成。在实际操作中，对于调试台产生大型重载被试件一定角度倾斜工况的需求，通常采用倾斜支撑装置来实现被试件的倾斜工况和被试件测定质心位置的需要，但是现有的调试台一般采用普通、单一功能的支撑装置，不能同时满足大型重载试件的承重、支撑装置的防转和大型被试件倾斜角度的精确控制，所以研发出一种能够可承受重载、防转并能通过提供准确升降高度来控制倾斜角度的支撑装置显得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置，以解决现有试验调试台支撑装置不能同时满足大型重载试件的承重、支撑装置的防转和大型被试件倾斜角度精确控制的问题。
本发明采取的技术方案是：包括支撑机构，防转机构，测量反馈机构和驱动机构，其中驱动机构的主动齿轮与支撑机构的丝杠轴键连接，防转机构的十字轴座与支撑机构的支撑板螺栓固定连接、下防转拉板与支撑机构的倾角固定板采用轴销转动连接，测量反馈机构的连接板与球面座螺栓固定连接。
所述的支撑机构包括底板，倾角支撑底座，球面座，球面套，倾角丝母，圆螺母，推力滚子轴承，倾角固定板，倾角丝杠，丝杠轴，球面铰链，球铰座，支撑板，防转卡槽和防转球销轴，其中底板与倾角支撑底座通过螺栓固定连接，球面座与倾角支撑底座通过螺栓固定连接，球面套与球面座之间通过球面配合连接，倾角丝母通过轴肩配合和螺栓与球面套相连接，防转卡槽与球面座通过螺栓固定连接，防转球销轴与球面套用螺栓连接，倾角丝杠，丝杠轴与球面铰链为一体结构，倾角丝杠与倾角丝母螺纹连接，圆螺母通过螺纹与倾角丝杆螺纹连接，推力滚子轴承套接在丝杠轴外部、并通过倾角固定板的轴肩定位，球面铰链上部为球面，与球铰座相配合，球铰座与支撑板之间采用螺栓连接，用于支撑平面；
所述的防转机构包括十字轴座，焊接十字轴，十字轴盖，上防转拉板，销轴，下防转拉板，其中十字轴座与支撑板螺栓固定连接，十字轴通过两个十字轴盖用螺栓连接到十字轴座上，十字轴与上防转拉板通过两个十字轴盖及螺栓连接，上防转拉板、下防转拉板之间、下防转拉板与倾角固定板之间分别采用轴销转动连接。
所述测量反馈机构包括拉绳位移传感器，连接板，其中连接板与球面座螺栓固定连接，拉绳位移传感器与连接板通过螺栓固定连接，拉绳位移传感器测定线的上方与倾角固定板连接。
所述驱动部分包括交流伺服电机，行星减速器，主动齿轮，从动齿轮，主动齿轮压板，其中交流伺服电机的输出轴与行星减速器连接，主动齿轮通过平键与行星减速器输出轴固定连接，上部的主动齿轮压板通过螺栓与行星减速器输出轴固定连接，从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮与丝杠轴键连接。
本发明利用倾角丝杠副能实现支撑装置的精确移动，并利用位移传感器进行测量反馈，通过位移的测定进而以实现调试台一定角度倾斜工况的功能。其中双球铰装置采用面接触，接触面大、压强低，传力均匀，故体积小，用钢量小。倾角丝杠副能够将旋转运动转换成直线运动，也可以将旋转运动转换成直线运动，具有高精度，微进给可能，无侧隙，刚性高，高速进给可能等优点，而且丝杆(锯齿形螺纹)螺母副作为驱动机构，自锁性好，螺牙强度大，当整个系统失电时，由于支撑装置良好的机械自锁性，能够确保调试台的状态不变。拉绳位移传感器是直线位移传感器在结构上的精巧构成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，成为一款安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高的传感器，行程从几百毫米至十几米不等，此外，拉绳位移传感器特别适合直线导轨系统，液压气缸系统、试验机、伸缩系统，仓储位置定位，水平控制仪，建筑机械等相关尺寸测量和位置控制，完全可以实现低成本的高精度测量。在调试台实际工作中，某一支撑装置的转动往往会导致整体支撑不稳，机构松动，对实验结构造成影响，乃至于发生意外，所以有必要对机构设计相对应的防转机构。
综上所述，针对上述现有的支撑装置的不足和双球铰装置、倾角丝杠副和拉绳位移传感器的优点，本发明提供了采用上置丝杠形式，利用双球铰机构，使用拉绳位移传感器，设置丝母、上下拉板防转机构的可承受重载的高精度双球铰支撑装置，通过测量升降位移以实现大型被试件一定倾角工况的功能，从而利用此支撑装置来弥补工程实验中对于此方面的功能需求。
本发明的有益效果：
1.本发明设置双重防转机构，防转球销轴使丝母固定，丝杠转动并上升驱动安装支座实现角度摆动；十字轴和上下拉板对机构进行防转限制，使整体机构不会因齿轮副的旋转而向外转动。
2.本发明采用上置丝杠形式，丝母安装在球面支座上，球面支座下面为刚性支座，缩短了丝杠的长度，提高了支撑点的刚度，使用双球铰结构，利用双球铰的接触面大，压强低，传力均匀，使整体能够承受重型载荷。
3.本发明设置拉绳位移传感器进行测量反馈，以实现通过升降高度位移来对倾斜角度的准确控制。
4.本发明采用丝杠(锯齿形螺纹)螺母副，自锁性好，螺牙强度大，系统偶然失电时，由于本装置良好的机械自锁性，确保机构状态不变
5.本发明考虑到调试台的总体高度和倾斜角度，在地坪铁和地基上预留出一定深度的孔，使倾角动力丝杠满足足够长度。
6.本发明可用于调试台支撑，石材支撑，展台支撑等多种场景。
7.本发明结构新颖，成本低，容易制造、安装和维修。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正视局部半剖图；
图3是本发明的左视局部半剖图。
具体实施方式
如图1，图2，图3所示，包括支撑机构1，防转机构2，测量反馈机构3和驱动机构4，其中驱动机构4的主动齿轮403与支撑机构1的丝杠轴110键连接，防转机构2的十字轴座201与支撑机构1的支撑板113螺栓固定连接、下防转拉板205与支撑机构1的倾角固定板108采用轴销204转动连接，测量反馈机构3的连接板302与球面座103螺栓固定连接。
所述的支撑机构包括底板101，倾角支撑底座102，球面座103，球面套104，倾角丝母105，圆螺母106，推力滚子轴承107，倾角固定板108，倾角丝杠109，丝杠轴110，球面铰链111，球铰座112，支撑板113，防转卡槽114和防转球销轴115，其中底板101与倾角支撑底座102通过螺栓固定连接，球面座103与倾角支撑底座102通过螺栓固定连接，球面套104与球面座103之间通过球面配合连接，倾角丝母105通过轴肩配合和螺栓与球面套104相连接，防转卡槽114与球面座103通过螺栓固定连接，防转球销轴115与球面套104用螺栓连接，倾角丝杠109，丝杠轴110与球面铰链111为一体结构，倾角丝杠109与倾角丝母105螺纹连接，圆螺母106通过螺纹与倾角丝杆109螺纹连接，推力滚子轴承107套接在丝杠轴110外部、并通过倾角固定板108的轴肩定位，球面铰链111上部为球面，与球铰座112相配合，球铰座112与支撑板113之间采用螺栓连接，用于支撑平面；
所述的防转机构2包括十字轴座201，焊接十字轴202，十字轴盖208，上防转拉板203，销轴204，下防转拉板205，其中十字轴座201与支撑板113螺栓固定连接，十字轴202通过两个十字轴盖208用螺栓连接到十字轴座201上，十字轴202与上防转拉板203通过两个十字轴盖208及螺栓连接，上防转拉板203、下防转拉板205之间、下防转拉板205与倾角固定板108之间分别采用轴销204转动连接。
所述测量反馈机构3包括拉绳位移传感器301，连接板302，其中连接板302与球面座103螺栓固定连接，拉绳位移传感器301与连接板302通过螺栓固定连接，拉绳位移传感器测定线的上方与倾角固定板108连接。
所述驱动部分4包括交流伺服电机401，行星减速器402，主动齿轮403，从动齿轮404，主动齿轮压板405，其中交流伺服电机401的输出轴与行星减速器402连接，主动齿轮403通过平键与行星减速器402输出轴固定连接，上部的主动齿轮压板405通过螺栓与行星减速器402输出轴固定连接，从动齿轮404与主动齿轮403啮合，主动齿轮403与丝杠轴110键连接。
工作原理：
在工作时，交流伺服电机401启动，经过精密行星减速器402进行减速，带动主动齿轮403转动，带动从动齿轮404运动，从动齿轮404通过平键将运动传递给丝杠轴110，因丝杠109固定端处设有防转球销轴115，倾角丝母105被固定，无法旋转，所以丝杠109转动并上升，圆螺母106与丝杠109随动但不自转，推动轴承107和球面铰链111上升驱动支撑板113并产生角度摆动，拉绳位移传感器301在工作中测量位移，以实现通过位移的测量反馈来使安装支座或者被试件产生一定倾斜角度的目的，十字轴202与上防转拉板203、下防转拉板205形成防转机构，进行防转限制，使整体机构不会因齿轮副的配合旋转而向外转动。
Claims (1)
1.一种设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置，其特征在于：包括支撑机构，防转机构，测量反馈机构和驱动机构，其中驱动机构的主动齿轮与支撑机构的丝杠轴键连接，防转机构的十字轴座与支撑机构的支撑板螺栓固定连接、下防转拉板与支撑机构的倾角固定板采用轴销转动连接，测量反馈机构的连接板与球面座螺栓固定连接；
所述的支撑机构包括底板，倾角支撑底座，球面座，球面套，倾角丝母，圆螺母，推力滚子轴承，倾角固定板，倾角丝杠，丝杠轴，球面铰链，球铰座，支撑板，防转卡槽和防转球销轴，其中底板与倾角支撑底座通过螺栓固定连接，球面座与倾角支撑底座通过螺栓固定连接，球面套与球面座之间通过球面配合连接，倾角丝母通过轴肩配合和螺栓与球面套相连接，防转卡槽与球面座通过螺栓固定连接，防转球销轴与球面套用螺栓连接，倾角丝杠，丝杠轴与球面铰链为一体结构，倾角丝杠与倾角丝母螺纹连接，圆螺母通过螺纹与倾角丝杆螺纹连接，推力滚子轴承套接在丝杠轴外部、并通过倾角固定板的轴肩定位，球面铰链上部为球面，与球铰座相配合，球铰座与支撑板之间采用螺栓连接，用于支撑平面；
所述的防转机构包括十字轴座，焊接十字轴，十字轴盖，上防转拉板，销轴，下防转拉板，其中十字轴座与支撑板螺栓固定连接，十字轴通过两个十字轴盖用螺栓连接到十字轴座上，十字轴与上防转拉板通过两个十字轴盖及螺栓连接，上防转拉板、下防转拉板之间、下防转拉板与倾角固定板之间分别采用轴销转动连接；
所述测量反馈机构包括拉绳位移传感器，连接板，其中连接板与球面座螺栓固定连接，拉绳位移传感器与连接板通过螺栓固定连接，拉绳位移传感器测定线的上方与倾角固定板连接；
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