CN113213126A - 一种轻量化高精度伺服转台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻量化高精度伺服转台，属于机械装置技术领域，由基座、多个导向轮组、齿轮、旋转环、伺服电机等构成，基座顶板上面安装有导引单元，导引单元共同将旋转环托起，并将其旋转轴限制在导引单元的中心位置。旋转环上则安装有转盘，用于上层机构的安装，基座上还装有伺服电机，伺服电机的法兰面与基座顶板下表面贴合，输出轴竖直向上，伺服电机的输出轴上装有齿轮，齿轮旋转中心与伺服电机输出轴同轴，起到轴向固定齿轮的作用，齿轮与旋转环内侧的齿圈相啮合。通过带动其上安装的物料托盘传输轨道的转向，进而实现物料传输方向的转换或传输路径的切换，也可用于轻型工装的位置切换，具有重复定位精度高，结构轻便、紧凑的特点。

Description

一种轻量化高精度伺服转台

技术领域

本发明属于机械装置技术领域，具体涉及一种轻量化高精度伺服转台。

背景技术

随着电动汽车的销量大幅度提升，对电动汽车生产线的需求也越 来越大。电动汽车生产中的一个关键环节就是电池模组及电池包的生 产，目前自动化的模组和电池包生产线多采用辊道输送线来实现物料 的自动传输。一方面，由于场地空间有限，大量的连续生产工位难以 布置在一条直线上；另一方面，生产线中的物料托盘需要循环使用， 要求物料托盘闭环传输，这时就需要在传输线上布置多处换向设备， 实现物料托盘传输方向的转换。

目前常用的换向设备多采用滚子凸轮传动形式或齿轮外啮合传动形式。滚子凸轮形式采用传动机构结构复杂，制造和安装难度较大，且整体重量较大。齿轮外啮合形式同机构重量虽较前者有所减轻，但也存在负载能力不足，精度不高的问题。本发明提供一种轻量化高精度伺服转台，在满足使用精度要求的同时，降低了传动机构的重量，更好地适应了自动化辊道输送线的换向需要。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种轻量化高精度伺服转台，用于电动汽车电池模组和电池包生产传输线中，通过带动其上安装的物料托盘传输轨道的转向，进而实现物料传输方向的转换或传输路径的切换，具有重复定位精度高，结构轻便、紧凑的特点。

本发明通过如下技术方案实现：

一种轻量化高精度伺服转台，安装于电动汽车电池模组和电池包生产传输线的转角位置，包括基座1-1、多个导引单元及旋转环1-6；伺服转台整体通过基座1-1水平固定在地面或其它平台上，基座1-1 的顶板上面安装有多个导引单元，所述多个导引单元将旋转环1-6托起，旋转环1-6上安装有转盘1-7，用于上层机构的安装；基座1-1 上还装有伺服电机1-8，伺服电机1-8的法兰面与基座顶板下表面贴合，伺服电机1-8的输出轴竖直向上伸入到旋转环1-6的圆环内，伺服电机1-8的输出轴上装有齿轮1-9，齿轮1-9的旋转中心与伺服电机1-8的输出轴同轴，齿轮1-9与旋转环的环内侧的齿圈相啮合。

进一步地，所述导引单元的个数为四个，分别位于基座1-1的四个角，其中，基座1-1的顶板呈方形。

进一步地，所述齿轮1-9上方设置有盖板1-10，所述盖板1-10 为圆形，与齿轮1-9同轴，盖板1-10的中心开有圆孔，伺服电机1-8 的输出轴端面开有螺纹孔，通过螺钉紧固在伺服电机的输出轴上，起到轴向固定齿轮的作用。

进一步地，所述导引单元由支座2-1、两个推力球轴承、端盖2-4、转轴2-5及导轮组成，导引单元通过支座2-1固定在基座1-1的顶板上，转轴2-5穿过支座2-1的中心，所述支座2-1为带法兰圆筒结构，筒内侧安装有两个推力球轴承，二者背对背安装，推力球轴承穿过转轴2-5，内圈均与转轴2-5紧密配合，转轴2-5的轴肩与位于上方的推力球轴承内圈上端面贴合，两轴承外圈与支座2-1的内孔侧壁紧密配合，位于上方的推力球轴承的外圈上表面与支座2-1的内台阶面贴合，位于下方的推力球轴承的外圈与设置在支座2-1下端面的端盖2-4端面贴合，支座2-1的内台阶面和端盖2-4的上端面共同完成推力球轴承的轴向固定；所述转轴2-5的上段设置有导轮2-8，导轮2-8 的内孔与转轴2-5紧密配合，并通过螺钉轴向固定，所述导轮2-8与旋转环1-6配合，将旋转环1-6托起，使其围绕自身中轴旋转。

进一步地，所述端盖2-4与支座2-1的下端面采用螺纹连接。

进一步地，所述转轴2-5的下段末端设有外螺纹，用于安装第一圆螺母2-6和第二圆螺母2-7，第一圆螺母上端面与位于下方的推力球轴承内圈下端面紧密贴合，进一步地完成转轴的轴向固定。

进一步地，所述导轮2-8的圆周面开有一圈V型槽，所述旋转环 1-6未测设置有V型导向面，所述V型槽与V型导向面贴合，将旋转环托起，从而实现旋转环水平方向和竖直方向的位置固定，使其仅能围绕自身中轴旋转。

进一步地，所述V型槽的角度为90°。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明的一种轻量化高精度伺服转台，安装于电动汽车电池模组和电池包生产传输线转角位置，通过带动其上安装的物料托盘传输轨道的转向，进而实现物料传输方向的转换或传输路径的切换，也可用于轻型工装的位置切换，具有重复定位精度高，结构轻便、紧凑的特点；

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的一种轻量化高精度伺服转台的结构示意图；

图2为本发明的导引单元的结构示意图；

图3为本发明的旋转环的结构示意图；

图4为导引单元与旋转环装配关系示意图；

图中：1-1.基座，1-2.第一导引单元，1-3.第二导引单元，1-4. 第三导引单元，1-5.第四导引单元，1-6.旋转环，1-7.转盘，1-8.伺服电机，2-1.支座，2-2.第一推力球轴承，2-3.第二推力球轴承，2-4. 端盖，2-5.转轴，2-6.第一圆螺母，2-7.第二圆螺母，2-8导轮。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的一种轻量化高精度伺服转台，包括基座、多个导向轮组、齿轮、旋转环、伺服电机等构成，设备整体依靠基座1-1水平固定在地面或其它平台上，基座顶板上面安装有第一导引单元1-2、第二导引单元1-3、第三导引单元1-4和第四导引单元1-5，四个导引单元共同将旋转环1-6托起，并将其旋转轴限制在四个导引单元的中心位置。旋转环上则安装有转盘1-7，用于上层机构的安装，基座上还装有伺服电机1-8，伺服电机的法兰面与基座顶板下表面贴合，输出轴竖直向上，伺服电机的输出轴上装有齿轮1-9，齿轮旋转中心与伺服电机输出轴同轴，伺服电机输出轴端面开有螺纹孔，盖板1-10为圆形，位于齿轮上方，与齿轮同轴，其中心开有圆孔，通过螺钉紧固在伺服电机输出轴上，起到轴向固定齿轮的作用，齿轮与旋转环内侧的齿圈相啮合。

如图2所示，本实施例的导引单元通过其支座2-1固定在基座顶板上，四个导引单元的位置均保证一定精度，支座为带法兰圆筒结构，内侧安装有第一推力球轴承2-2和第二推力球轴承2-3，二者背对背安装，两轴承外圈与支座内孔紧密配合，第一推力球轴承外圈上表面与支座内台阶面贴合，第二推力球轴承外圈与端盖2-4端面贴合，端盖与支座下端面螺接，这样支座内台阶面和端盖上端面共同完成轴承的轴向固定，第一推力球轴承和第二推力球轴承的内圈均与转轴2-5 紧密配合，转轴竖直，通过自身轴肩与第一推力球轴承内圈上端面贴合，转轴下部末端设有外螺纹，用于安装第一圆螺母2-6和第二圆螺母2-7，第一圆螺母上端面与第二推力球轴承内圈下端面紧密贴合，完成转轴的轴向固定，转轴上段与导轮2-8内孔紧配合，二者通过螺钉轴向固定，导轮圆周面开有90°V型槽，四个导引单元的中心均布于同一圆周线上，每个导引单元的导轮V型槽都与旋转1-6环外侧的 V型导向面贴合，共同将中心的旋转环托起，从而实现旋转环水平方向和竖直方向的位置固定，使其仅能围绕自身中轴旋转。

设备通过基座1-1水平安装在地面或其它平台上，基座上的第一导引单元1-2、第二导引单元1-3、第三导引单元1-4和第四导引单元1-5上各自设有2-8导轮，导轮可水平旋转，并通过V型面与旋转环1-6外侧的V型导向面向配合，这样使得旋转环只能围绕自身中轴旋转，并且旋转环的高低位置和中心位置得以固定。由于导引单元各部分配合精密，在高度方向保持准确一致，同时各导引单元的相对位置精确，既保证了旋转盘能够顺畅旋转，也保证在旋转过程中其上的转盘1-7始终保持水平。旋转环的内侧加工有精密啮齿圈，与齿轮1-9向啮合，齿轮在伺服电机1-8的带动下旋转，带动与之相啮合的旋转环运动。由于旋转环与各导轮线接触，导轮与转轴2-5由第一推力球轴承2-2和第二推力球轴承2-3内圈撑起能够自由旋转，降低了旋转环旋转的阻力。旋转环与各导轮线接触位置均为高硬度耐磨材料，保证了接触强度和精度。伺服电机本身具有较高的停止位置精度，有效地保证了转台的重复定位精度。由于内啮合齿圈和V型导向面集成于旋转环一体，减少了部件数量和传动环节，有助于保证转台的轻量化和高精度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种轻量化高精度伺服转台，安装于电动汽车电池模组和电池包生产传输线的转角位置，其特征在于，包括基座(1-1)、多个导引单元及旋转环(1-6)；伺服转台整体通过基座(1-1)水平固定在地面或其它平台上，基座(1-1)的顶板上面安装有多个导引单元，所述多个导引单元将旋转环(1-6)托起，旋转环(1-6)上安装有转盘(1-7)，用于上层机构的安装；基座(1-1)上还装有伺服电机(1-8)，伺服电机(1-8)的法兰面与基座顶板下表面贴合，伺服电机(1-8)的输出轴竖直向上伸入到旋转环(1-6)的圆环内，伺服电机(1-8)的输出轴上装有齿轮(1-9)，齿轮(1-9)的旋转中心与伺服电机(1-8)的输出轴同轴，齿轮(1-9)与旋转环的环内侧的齿圈相啮合。

2.如权利要求1所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述导引单元的个数为四个，分别位于基座(1-1)的四个角，其中，基座(1-1)的顶板呈方形。

3.如权利要求1所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述齿轮(1-9)上方设置有盖板(1-10)，所述盖板(1-10)为圆形，与齿轮(1-9)同轴，盖板(1-10)的中心开有圆孔，伺服电机(1-8)的输出轴端面开有螺纹孔，通过螺钉紧固在伺服电机的输出轴上，起到轴向固定齿轮的作用。

4.如权利要求1所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述导引单元由支座(2-1)、两个推力球轴承、端盖(2-4)、转轴(2-5)及导轮组成，导引单元通过支座(2-1)固定在基座(1-1)的顶板上，转轴(2-5)穿过支座(2-1)的中心，所述支座(2-1) 为带法兰圆筒结构，筒内侧安装有两个推力球轴承，二者背对背安装，推力球轴承穿过转轴(2-5)，内圈均与转轴(2-5)紧密配合，转轴(2-5)的轴肩与位于上方的推力球轴承内圈上端面贴合，两轴承外圈与支座(2-1)的内孔侧壁紧密配合，位于上方的推力球轴承的外圈上表面与支座(2-1)的内台阶面贴合，位于下方的推力球轴承的外圈与设置在支座(2-1)下端面的端盖(2-4)端面贴合，支座(2-1)的内台阶面和端盖(2-4)的上端面共同完成推力球轴承的轴向固定；所述转轴(2-5)的上段设置有导轮(2-8)，导轮(2-8)的内孔与转轴(2-5)紧密配合，并通过螺钉轴向固定，所述导轮(2-8)与旋转环(1-6)配合，将旋转环(1-6)托起，使其围绕自身中轴旋转。

5.如权利要求4所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述端盖(2-4)与支座(2-1)的下端面采用螺纹连接。

6.如权利要求4所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述转轴(2-5)的下段末端设有外螺纹，用于安装第一圆螺母(2-6)和第二圆螺母(2-7)，第一圆螺母上端面与位于下方的推力球轴承内圈下端面紧密贴合，进一步地完成转轴的轴向固定。

7.如权利要求4所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述导轮(2-8)的圆周面开有一圈V型槽，所述旋转环(1-6)未测设置有V型导向面，所述V型槽与V型导向面贴合，将旋转环托起，从而实现旋转环水平方向和竖直方向的位置固定，使其仅能围绕自身中轴旋转。

8.如权利要求7所述的一种轻量化高精度伺服转台，其特征在于，所述V型槽的角度为90°。

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