CN110864679B - 一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其特征在于：包括内轴、轴套、连接架、驱动机构、拖动机构和涨紧机构，内轴与轴套同轴转动安装，轴套外围设有一圈与回转轴线同心的轴套环槽，所述连接架与内轴固联，所述驱动机构和拖动机构固联在连接架上，所述涨紧机构放置在连接架下方轴套环槽内，拖动机构弹性夹紧涨紧机构，驱动机构驱动涨紧机构在轴套环槽内涨紧或松脱，从而实现内轴与轴套的涨紧或松脱。本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装，可通过控制电机自动完成涨紧和松脱，无需人工干预，可应用于全自动陀螺寻北仪及其他类似自动化产品中。

Description

一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置

技术领域

本发明属于惯性导航设备技术领域，涉及一种轴系自动涨紧与松脱装置，尤其适用于陀螺寻北仪轴系在任意角位置的原位涨紧锁定。

背景技术

陀螺寻北仪是一种依靠惯性技术自主确定真北方位并测量出目标北向方位角的精密仪器设备。陀螺寻北仪由陀螺仪和经纬仪同轴连接组成。陀螺仪的轴系是仪器在寻北过程中完成方位回转的关键部件，一般有滑动轴系和密珠轴系两种。因轴系需要精密顺滑回转，摩擦阻力小，所以在寻北完成后，外界的偶发扰动力矩易导致轴系角度位置变化，引起陀螺寻北仪目标方位角测量误差。因此，目前陀螺寻北仪的测量精度受到较大影响，需设计一种锁紧装置保证轴系可靠原位锁定，在测量完成后，轴系必须松脱，准备陀螺寻北仪下一次寻北过程中的方位回转。

锁紧装置工作过程中必然产生锁紧力。因目前陀螺仪轴系易受到外力干扰而发生位置变化，锁紧装置施加水平方向作用力时必须通过主轴回转中心，防止产生扭矩使轴系回转，施加竖直方向作用力时方向必须与回转轴重合，防止对轴系产生轴向倾侧力，造成陀螺寻北仪水平发生变化。此外，陀螺寻北仪轴系在工作过程中可360度回转，锁紧装置必须能够在任意角位置上实现锁定和松脱。

另一方面，目前陀螺寻北仪均为自动化产品，锁紧及松脱应自动完成，无需人工手动操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，该装置具有涨紧过程不改变轴系角位置、无轴向作用力和可实现任意角位置的锁定与松脱的优点。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其包括内轴、轴套、连接架、驱动机构、拖动机构和涨紧机构，内轴与轴套同轴转动安装，轴套外围设有一圈与回转轴线同心的轴套环槽，所述连接架与内轴固联，所述驱动机构和拖动机构固联在连接架上，所述涨紧机构放置在连接架下方轴套环槽内，拖动机构弹性夹紧涨紧机构，驱动机构驱动涨紧机构在轴套环槽内涨紧或松脱，从而实现内轴与轴套的涨紧或松脱。

而且，所述驱动机构包括驱动电机、电机安装架和联轴器，驱动电机通过电机安装架与连接架固定安装；所述涨紧机构包括涨紧环、涨紧块、限位钉、轴承、导向块、螺柱、传动销和拖动杆，联轴器一端与驱动电机的电机轴固联，联轴器另一端设有“n”形槽口，联轴器与涨紧机构的螺柱同轴布置，螺柱顶端设有传动销，螺柱空套在联轴器下端内孔中并保持传动销位于在“n”形槽内，联轴器带动螺柱旋转时上下相对运动；

涨紧机构中的涨紧环整体为弧形，内侧两端圆弧面与轴套环槽里圈贴合，中间部分制有导向块安装凹陷，涨紧环外侧圆弧与轴套环槽有小的间隙，涨紧环一端固联有拖动杆，涨紧环上方固联导向块，导向块上设有螺纹孔和导向槽，涨紧块设置在导向槽内，涨紧块内侧设有一斜面，涨紧环外侧设有同角度斜面，两斜面保持贴合；涨紧块外侧为圆弧面，与轴套环槽间有小的间隙，轴承设置在涨紧块上的圆柱孔内，螺柱设置在导向块螺纹孔内，涨紧块通过限位钉与轴承、螺柱相连，涨紧块与限位钉、轴承之间可水平相对滑动，当驱动电机顺时针旋转，通过传动销带动螺柱向下旋入时，涨紧块在导向槽和斜面的限制下沿“↘”方向移动，涨紧块与轴套环槽之间的间隙消失，涨紧块和涨紧环将涨紧机构与轴套涨紧为一体，当螺柱向上旋出时，涨紧块沿“↖”方向移动，涨紧机构与轴套松脱。

而且，所述拖动机构包括挡圈、弹簧、弹性销、压紧钉、过渡套和拖动座，拖动座设有两段同轴圆孔，弹簧和弹性销装入一侧圆孔内并在挡圈的限位下产生一定的预压力，所述过渡套外圆柱面为光面，内孔为螺纹孔，过渡套通过过盈配合压入拖动座另一侧圆孔中，压紧钉装入过渡套内，通过调整压紧钉长度，将涨紧机构的拖动杆压紧在弹性销上，拖动机构将内轴和涨紧机构连接为一体，在松脱状态下，涨紧机构与轴套环槽间有间隙，内轴通过拖动机构带动涨紧机构可360°回转，实现在任意角位置的锁定。

而且，所述驱动电机为低速大扭直流电机，通过延时控制实现涨紧机构与轴套的涨紧与松脱。

本发明的优点和有益效果为：

1.本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，通过螺旋传动、斜面装置驱动涨紧机构产生径向运动，实现了涨紧机构与轴套间的圆弧式三点涨紧，工作过程作用力方向通过轴系回转中心，不会改变轴系角位置，涨紧过程不产生轴向附加力，对陀螺寻北仪水平无影响。

2.本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，拖动机构与涨紧机构为弹性夹紧式连接，可以保证外部扰动力矩无法改变内轴相对轴套的角位置关系的同时，避免了刚性连接时整个装置因涨紧机构工作过程中的微小位置变化而产生应力；同时，弹性连接可以适应涨紧机构、拖动机构和连接架因加工或装配引起的微小位置变化，降低了对零件加工和系统装配的要求。

3.本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，轴套外围设有一圈与回转轴线同心的环槽，松脱状态下涨紧机构与轴套环槽间有间隙，拖动机构可以带动涨紧机构360°回转，可实现轴系在任意角位置的锁定与松脱。

4.本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，可通过控制电机自动完成涨紧和松脱，无需人工干预，可应用于全自动陀螺寻北仪及其他类似自动化产品中。

附图说明

图1为本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置三维结构图；

图2为本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置剖视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明的涨紧机构三维结构图；

图5为本发明的涨紧环三维结构图；

图6为本发明的涨紧块三维结构图；

图7为本发明的拖动机构主视图；

图8为本发明的拖动机构的俯视图。

附图标记说明：

1-内轴、2-轴套、201-环槽、3-连接架、4-驱动机构、5-涨紧机构、6-拖动机构、401-驱动电机、402-电机安装架、403-联轴器；501-涨紧环、502-涨紧块、503-限位钉、504-轴承、505-导向块、506-螺柱、507-传动销、508-拖动杆、509-内侧两端圆弧面、510-导向块安装凹陷、511-螺纹孔、512-导向槽、513-斜面、514-涨紧环斜面、515-圆弧面、601-挡圈、602-弹簧、603-弹性销、604-压紧钉、605-过渡套、606-拖动座。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，包括：内轴1、轴套2、连接架3、驱动机构4、涨紧机构5及拖动机构6。内轴1为轴系的回转部分，轴套2为轴系的固定部分，内轴与轴套同轴转动安装。轴套2外围设有一圈与回转轴线同心的环槽201。连接架为L形板，连接架3与内轴1固联，驱动机构4和拖动机构5均固联在连接架3上。涨紧机构5放置在连接架3下方的轴套环槽201内。拖动机构6弹性夹紧涨紧机构5，驱动机构4驱动涨紧机构5在轴套环槽201内涨紧或松脱，从而实现内轴1与轴套2的涨紧或松脱。

如图2、图3所示，驱动机构4包括驱动电机401、电机安装架402和联轴器403，涨紧机构5包括涨紧环501、涨紧块502、限位钉503、轴承504、导向块505、螺柱506、传动销507和拖动杆508，联轴器403一端与驱动电机401轴端固联，一端设有“n”形槽口；联轴器403与涨紧机构4的螺柱506同轴布置，螺柱506顶端设有传动销507，螺柱506空套在联轴器403下端内孔中并保持传动销507位于在“n”形槽内。联轴器带动螺柱旋转时，不妨碍螺柱上下相对运动。

如图4、图5、图6所示，涨紧机构5中的涨紧环501整体为弧形结构，内侧两端圆弧面509与轴套2环槽里圈贴合，中间部分制有导向块安装凹陷510；涨紧环501外侧圆弧与轴套2环槽有小的间隙。涨紧环501一端固联拖动杆508。涨紧环501上方固联有导向块505，导向块505上设有螺纹孔511和导向槽512。涨紧块502设置在导向槽512内，涨紧块502内侧设有一斜面513，涨紧环501外侧设有同角度涨紧环斜面514，两斜面保持贴合；轴承504设置在涨紧块502上的圆柱孔内，螺柱506设置在导向块505螺纹孔内，涨紧块502通过限位钉503与轴承504、螺柱506相连，涨紧块502与限位钉503、轴承504之间可水平相对滑动。涨紧块502外侧为圆弧面515，与轴套2环槽间有小的间隙。

如图7、图8所示，拖动机构6包括挡圈601、弹簧602、弹性销603、压紧钉604、过渡套605和拖动座606。述拖动座606设有两段同轴圆孔，弹簧602和弹性销603装入一侧圆孔内并在挡圈601的限位下产生一定的预压力。过渡套605外圆柱面为光面，内孔为螺纹孔，过渡套605通过过盈配合压入拖动座606另一侧圆孔中，压紧钉604装入过渡套内。通过调整压紧钉604长度，可将涨紧机构5上的拖动杆508压紧在弹性销603上，调整完成后压紧钉604用防松胶固定。

本发明陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其涨紧和松脱过程如下：

在陀螺寻北仪寻北完成进行目标测量前，内轴1与轴套2处于松脱状态，此时驱动电机401顺时针旋转，联轴器403通过传动销507带动螺柱506向下旋入，涨紧块502在导向块505和涨紧环501斜面的限制下沿“↘”方向运动，涨紧块502与轴套2环槽201之间的间隙消失，涨紧块502和涨紧环501将涨紧机构5与轴套2涨紧为一体。由于压紧钉604已将涨紧机构5上的拖动杆压508紧在弹性销603上，即拖动机构6和涨紧机构5连接已连接为一体，因此与连接架3、拖动机构6固联的内轴1与轴套2无法相对转动，轴系的涨紧过程完成。

陀螺寻北仪目标测量完成后，驱动电机401逆时针旋转，联轴器403通过传动销507带动螺柱506向上旋出，涨紧块502在导向块505和涨紧环501斜面的限制下沿“↖”方向运动，涨紧块502与轴套2环槽之间重新出现间隙，涨紧机构5与轴套2松脱，轴系的松脱过程完成。

松脱状态下，内轴1通过拖动机构6带动涨紧机构5在轴套2环槽中360°自由回转，轴系可在任意角位置上实现涨紧。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其特征在于：包括内轴、轴套、连接架、驱动机构、拖动机构和涨紧机构，内轴与轴套同轴转动安装，轴套外围设有一圈与回转轴线同心的轴套环槽，所述连接架与内轴固联，所述驱动机构和拖动机构固联在连接架上，所述涨紧机构放置在连接架下方轴套环槽内，拖动机构弹性夹紧涨紧机构，驱动机构驱动涨紧机构在轴套环槽内涨紧或松脱，从而实现内轴与轴套的涨紧或松脱；

所述驱动机构包括驱动电机、电机安装架和联轴器，驱动电机通过电机安装架与连接架固定安装；所述涨紧机构包括涨紧环、涨紧块、限位钉、轴承、导向块、螺柱、传动销和拖动杆，联轴器一端与驱动电机的电机轴固联，联轴器另一端设有“n”形槽口，联轴器与涨紧机构的螺柱同轴布置，螺柱顶端设有传动销，螺柱空套在联轴器下端内孔中并保持传动销位于在“n”形槽内，联轴器带动螺柱旋转时上下相对运动；

涨紧机构中的涨紧环整体为弧形，内侧两端圆弧面与轴套环槽里圈贴合，中间部分制有导向块安装凹陷，涨紧环外侧圆弧与轴套环槽有小的间隙，涨紧环一端固联有拖动杆，涨紧环上方固联导向块，导向块上设有螺纹孔和导向槽，涨紧块设置在导向槽内，涨紧块内侧设有一斜面，涨紧环外侧设有同角度斜面，两斜面保持贴合；涨紧块外侧为圆弧面，与轴套环槽间有小的间隙，轴承设置在涨紧块上的圆柱孔内，螺柱设置在导向块螺纹孔内，涨紧块通过限位钉与轴承、螺柱相连，涨紧块与限位钉、轴承之间可水平相对滑动，当驱动电机顺时针旋转，通过传动销带动螺柱向下旋入时，涨紧块在导向槽和斜面的限制下沿右下方向移动，涨紧块与轴套环槽之间的间隙消失，涨紧块和涨紧环将涨紧机构与轴套涨紧为一体，当螺柱向上旋出时，涨紧块沿左上方向移动，涨紧机构与轴套松脱。

2.如权利要求1所述的陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其特征在于：所述拖动机构包括挡圈、弹簧、弹性销、压紧钉、过渡套和拖动座，拖动座设有两段同轴圆孔，弹簧和弹性销装入一侧圆孔内并在挡圈的限位下产生一定的预压力，所述过渡套外圆柱面为光面，内孔为螺纹孔，过渡套通过过盈配合压入拖动座另一侧圆孔中，压紧钉装入过渡套内，通过调整压紧钉长度，将涨紧机构的拖动杆压紧在弹性销上，拖动机构将内轴和涨紧机构连接为一体，在松脱状态下，涨紧机构与轴套环槽间有间隙，内轴通过拖动机构带动涨紧机构可360°回转，实现在任意角位置的锁定。

3.如权利要求1所述的陀螺寻北仪用轴系自动涨紧与松脱装置，其特征在于：所述驱动电机为低速大扭直流电机，通过延时控制实现涨紧机构与轴套的涨紧与松脱。

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