CN114310428A - 一种主轴旋转角度定位结构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转结构技术领域，尤其涉及一种主轴旋转角度定位结构及其控制方法，包括支撑板、可转动地设于支撑板上的主轴齿、与主轴齿啮合的第一齿轮、用于驱动第一齿轮旋转的第一驱动装置、与主轴齿啮合的第二齿轮、用于驱动第二齿轮旋转的第二驱动装置，其中本主轴旋转角度定位结构，使用过程中，第一齿轮和第二齿轮与主轴齿啮合，两个方向的第一齿轮和第二齿轮与主轴齿夹紧啮合，可减少第一齿轮和第二齿轮与主轴齿齿隙，使用时传动精度更高，解决了齿轮和齿轮啮合时仍存在齿隙，在加工时，导致齿轮与主轴连接齿轮精度低的技术问题。

Description

一种主轴旋转角度定位结构及其控制方法

技术领域

本发明涉及旋转结构技术领域，尤其涉及一种主轴旋转角度定位结构及其控制方法。

背景技术

如图1所示，公开现有传统的传动结构，具有第一齿轮1’和第二齿轮2’，通常由第二齿轮2’驱动第一齿轮1’转动，进而控制外部连接第一齿轮1’的组件旋转到特定的角度；

目前，中国专利申请号：CN201510209008.3公开了一种发明的具有多轴加工功能的数控机床，包括机床底座、加工横梁、纵向机头、和横向机头；机床底座上表面设有X轴线轨、Y1轴线轨和Y2轴线轨，加工横梁与横向机头分别滑动设置于Y1轴线轨和Y2轴线轨，横梁设有Z轴线轨，纵向机头滑动设于Z轴线轨，所述纵向机头和所述横向机头通过可旋转的分度盘分别设有第一加工主轴和第二加工主轴，公开了现有一般结构的机床，纵向机头上的加工主轴通常为单个电机直接驱动加工主轴旋转，或者由图1中公开结构，由单个齿轮驱动另一个齿轮旋转，从而控制加工主轴旋转角度，为了减少第一齿轮和第二齿轮啮合齿隙，往往提升第一齿轮和第二齿轮加工精度，来减少啮合齿隙；虽然第一齿轮和第二齿轮加工精度提高，但是实际使用过程中，在控制加工主轴旋转时，加工主轴旋转到特定角度下，齿轮和齿轮啮合时仍存在齿隙，在加工时，该齿隙容易导致加工精度降低；

目前，中国专利申请号：CN201510256917.2公开了齿轮齿条无齿隙传动机构及其应用的双伺服数控机床，齿条相对应设置有至少一个齿轮单元，每个齿轮单元由顺向齿轮和逆向齿轮组成，啮合在同一齿条上。本发明双伺服数控机床，通过伺服马达驱动齿轮单元转动，顺向齿轮和逆向齿轮分别由独立的伺服马达驱动其啮合配合，逆向是在启动瞬间，通过对伺服电机的控制来实现转向相反，使逆向齿轮与齿条接触到齿隙，公开了现有减少齿隙的结构，虽然减少齿隙结构是两个齿轮与齿条配合，但无法实现主轴旋转减少公差，

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种主轴旋转角度定位结构及其控制方法，其解决了齿轮和齿轮啮合时仍存在齿隙，在加工时，导致齿轮与主轴连接齿轮精度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种主轴旋转角度定位结构，包括支撑板、可转动地设于支撑板上的主轴齿、与主轴齿啮合的第一齿轮、用于驱动第一齿轮旋转的第一驱动装置、与主轴齿啮合或脱离的第二齿轮、用于驱动第二齿轮啮合或脱离主轴齿的第三驱动装置、用于驱动第二齿轮旋转的第二驱动装置，所述第一驱动装置与第一齿轮相连接，所述第二驱动装置与第二齿轮相连接，所述第二齿轮与第一齿轮转动方向相反；第三驱动装置优选地与第二驱动装置相连，通过带动第二驱动装置移动从而带动第二齿轮啮合或脱离主轴齿。

进一步的，所述第一齿轮和第二齿轮圆心到主轴齿圆心形成“V”字形夹角或位于同一轴线上。

进一步的，还包括用于限制第二驱动装置移动行程的感应装置。

进一步的，所述感应装置设有用于检测第二齿轮移动的第一感应器以及用于检测第二齿轮与主轴齿锁紧啮合的第二感应器。

进一步的，所述主轴齿上设有陀螺仪传感器和/或所述第一驱动装置和第二驱动装置内置有角度传感器。

一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，包括以下步骤：

a.第一驱动装置驱动第一齿轮旋转和/或第二驱动装置驱动第二齿轮相同方向旋转，第一齿轮具有第一齿面，主轴齿具有第二齿面，第一齿轮带动主轴齿旋转到设定角度，第一齿轮与第二齿轮啮合处齿面具有间隙；

b.第二驱动装置驱动第二齿轮相对于第一齿轮旋转方向转动，第二齿轮带动主轴齿逆向旋转，使主轴齿齿面与第一齿轮贴合。

进一步的，在b步中，还包括第三驱动装置，所述第一驱动装置驱动第一齿轮旋转，第一齿轮驱动主轴齿旋转，旋转到设定角度后，第三驱动装置带动第二驱动装置上升，第一驱动装置内的第二齿轮将与主轴齿卡紧啮合，第二驱动装置带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动主轴齿旋转，主轴齿旋转将与第一齿轮齿面相啮合，第一齿轮和第二齿轮对主轴齿夹紧配合，可消除齿轮间的间隙。

进一步的，在b步中，还包括第一感应器和第二感应器，当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿啮合；当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，第二齿轮与主轴齿未啮合，第一感应器检测到第二驱动装置离开第一感应器，且未离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿未啮合；第二驱动装置将通过第二齿轮带动主轴齿旋转，第三驱动装置再带动第二驱动装置上升，直至第二驱动装置上的第二齿轮与主轴齿相啮合，第二感应器将感应到第二驱动装置离开，可判断第二齿轮与主轴齿相啮合；当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿啮合。

进一步的，在a步中，还包括角度传感器，初始状态下，第一驱动装置驱动第一齿轮带动主轴齿正向旋转一圈，得出第一驱动装置输出轴旋转圈数，第一驱动装置再按照旋转圈数驱动第一齿轮带动主轴齿逆向旋转一圈，主轴齿与主轴齿的逆向背隙角度差值y，y角度下第一齿轮与主轴齿具有齿隙，主轴齿的齿数为x，需要补偿的角度数值为：a＝[360/x*1+y]or[360/x*2+y]...or[360/x*x+y]，当陀螺仪传感器检测或者角度传感器计算主轴齿角度为其中一个a值时；第二驱动装置驱动第二齿轮插入主轴齿外部齿之间，第二驱动装置驱动第二齿轮带动主轴齿旋转，使主轴齿旋转y度；陀螺仪传感器可再进行校正检测。

进一步的，在b步中，在第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮上升脱离第一感应器时，陀螺仪传感器或第一驱动装置内置角度传感器发送外部控制中心记录主轴齿角度，完成后第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮插入主轴齿后，主轴齿偏移旋转，外部控制中心控制第一驱动装置旋转带动第一齿轮，使主轴齿旋转到第二齿轮未插入主轴齿前的角度，完成后陀螺仪传动器再对主轴齿角度进行校准。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

本主轴旋转角度定位结构，使用过程中，第一齿轮和第二齿轮与主轴齿啮合，两个方向的第一齿轮和第二齿轮与主轴齿夹紧啮合，可减少第一齿轮和第二齿轮与主轴齿齿隙，使用时传动精度更高，解决了齿轮和齿轮啮合时仍存在齿隙，在加工时，导致齿轮与主轴连接齿轮精度低的技术问题。

本主轴旋转角度定位结构的控制方法，第一驱动装置驱动第一齿轮旋转和/或第二驱动装置驱动第二齿轮相同方向旋转，第一齿轮具有第一齿面，主轴齿具有第二齿面，第一齿轮带动主轴齿旋转到设定角度，第一齿轮与第二齿轮啮合处齿面具有间隙；第二驱动装置驱动第二齿轮相对于第一齿轮旋转方向转动，第二齿轮带动主轴齿逆向旋转，使主轴齿齿面与第一齿轮贴合，可减少第一齿轮与主轴齿的误差。

附图说明

图1是本现有传动齿轮传动结构示意图；

图2是本现有齿轮和齿条传动结构示意图；

图3是本发明的使用状态结构俯视示意图；

图4是本发明的第二齿轮和主轴齿啮合状态结构正视示意图；

图5是本发明的第二齿轮和主轴齿分离状态结构正视示意图；

图6是本发明的第一齿轮与主轴齿放大状态结构间隙平面示意图；

图7是本发明的第一齿轮与主轴齿啮合放大状态结构平面示意图；

图8是本发明的定位结构与机床使用状态结构正视示意图；

图9是本发明的定位结构与机床使用状态局部结构示意图；

图10是本发明的定位结构与支撑臂使用状态结构示意图。

图中标号：1、支撑板；2、主轴齿；3、第一齿轮；4、第一驱动装置；5、第二齿轮；6、第二驱动装置；2a、第二齿面；3a、第一齿面；a1、第二齿轮外侧齿长度；7、第三驱动装置；8、感应装置；9、陀螺仪传感器；10、角度传感器；81、第一感应器；82、第二感应器。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参考图1至图10，本实施例一提供一种主轴旋转角度定位结构，包括支撑板1、可转动地设于支撑板1上的主轴齿2、与主轴齿2啮合的第一齿轮3、用于驱动第一齿轮3旋转的第一驱动装置4、与主轴齿2啮合或脱离的第二齿轮5、用于驱动第二齿轮5啮合或脱离主轴齿2的第三驱动装置7、用于驱动第二齿轮5旋转的第二驱动装置6，所述第一齿轮3、第二齿轮5以及主轴齿2位于相同平面，所述第一驱动装置4与第一齿轮3相连接，所述第二驱动装置6与第二齿轮5相连接；优选地，所述主轴齿2外径尺寸分别大于第一齿轮3和第二齿轮5外径尺寸；优选地，第一齿轮和第二齿轮优选地为间隔设置，更优选地第一齿轮和第二齿轮为上下间隔设置或者左右间隔设置；说明书中齿轮与齿轮的背隙意思指齿轮放大状态下齿轮齿面之间的间隙；所述第二齿轮与第一齿轮转动方向可以相反。

使用过程中，第一齿轮和第二齿轮与主轴齿啮合，第一齿轮和第二齿轮对主轴齿夹紧啮合，可减少第一齿轮和第二齿轮与主轴齿齿隙，使用时传动精度更高；当需要旋转主轴齿旋转时，第一驱动装置驱动第一齿轮带动主轴齿旋转；

当第一齿轮驱动主轴齿旋转到设定角度后，第一齿轮停止旋转，由于两个正向旋转的齿轮存有一定背隙，可参考图6，第一齿轮与主轴齿将存有一定的间隙，第二驱动装置将驱动第二齿轮逆向旋转，第二齿轮微微回调，带动第一齿轮回转，使第一齿轮与主轴齿齿面啮合，可参考图7，提升了加工精度，避免了第一齿轮与主轴齿存在间隙，机台定位精度不准，导致加工尺寸误差过大，使加工出的工件无法达到加工精度的缺点，由于消除了第一齿轮与主轴齿啮合间隙，机台加工中心加工时不产生摇晃，可增强刀具的使用寿命；现有虽然有通过两个齿轮对主轴齿夹紧来减少与主轴齿间隙，但现有使用时两个齿轮驱动时，运动方向一致，使用过程中仍然无法消除背隙，齿轮加工过程中公差无法避免，本发明人结构可完全消除使用时的齿轮之间的间隙。

所述第一齿轮3和第二齿轮5圆心到主轴齿2圆心形成“V”字形夹角或位于同一轴线上；所述第一齿轮3和第二齿轮5为V字形时，对主轴齿斜向夹紧，公差范围最小；第一齿轮3和第二齿轮5为同一轴线上时，定位方向精度控制工艺要求简单，便于装配，但装配完成后，该设置方式第一齿轮3和第二齿轮与主轴齿啮合公差精准度普通。

第三驱动装置优选地为用于驱动第二驱动装置向主轴齿方向移动的升降装置，所述第三驱动装置优选地顶部与第二齿轮或第二驱动装置相连接；升降装置可以气缸、电动推杆或蜗轮丝杆升降机，也可以替换为现有实现相同功能的升降装置，其均为现有常规技术，在此不予赘述。

使用过程中，第一驱动装置驱动第一齿轮旋转，第一齿轮驱动主轴齿旋转，实现主轴齿转动，旋转到设定角度后，第三驱动装置带动第二驱动装置上升，第一驱动装置内的第二齿轮将与主轴齿啮合，第二驱动装置带动第二齿轮旋转，带动主轴齿逆向，可参考图6～7，逆向旋转角度度数为主轴齿与第一齿轮背隙夹角角度差y，旋转后的第一齿轮与主轴齿背隙将消除，使第一齿轮与主轴齿零背隙贴合，同时第三驱动装置带动第二齿轮移动使其与主轴齿卡紧接触，第一齿轮和第二齿轮对主轴齿夹紧配合，可消除齿轮间的间隙，使用时齿轮精度更高。驱动主轴齿旋转时，也可第一驱动装置和第二驱动装置同时驱动第一齿轮和第二齿轮旋转，在对主轴齿精准定位时，第二齿轮反方向旋转进行定位，但该使用方法加工精度较低。

可参考图2，具有两个齿轮3’和齿条4’，现有齿条为了提高移动精度，设置有两个齿轮进行控制，但是该结构是对齿条纵向移动时使用结构，本结构是用机床主轴驱动旋转，尤其是应用于中型机床和重型机床上使用，不属于相同领域，无法存在转用基础；并且两个齿轮与齿条啮合，齿轮外侧整圈齿与齿条接触，由于齿轮本身存有一定公差，齿轮外侧每个齿与齿条公差精度不易控制，

相比于本发明人技术方案，本发明只需要齿轮外圈1/5、1/4或1/3处与主轴齿定位，并且齿轮需要调整时，第三驱动装置带动第二齿轮升起，才与主轴齿接触进行定位，只需要控制接触部分精度，即为齿轮顶部处，约为1/5、1/4或1/3外圈接触，也可以根据实际主轴齿直径进行调整，由于第二齿轮与主轴齿只是局部进行接触，相比于图2中的齿轮全部接触，大大提高了基础精度，并且控制方式第二齿轮钢性更好，长期使用不易损坏。例如：参考图2，其中一个齿轮3’需要与齿条4’整圈进行接触，而本发明人设计思路，只需要齿轮3’上的三个齿与齿条4’定点接触。

还包括用于限制第二驱动装置移动行程的感应装置8；感应装置可以为接近开关、行程开关或接近传感器，也可以替换现有实现同等功能的其它感应器，其均为现有常规技术，在此不予赘述；其中可检测第二驱动装置移动行程，感应装置可与外部控制系统相连，当检测到第二驱动装置移动到设定位置后，控制第三驱动装置停止对第二驱动装置上升移动。

优选地，所述感应装置8设有用于检测第二齿轮移动的第一感应器81以及用于检测第二齿轮与主轴齿锁紧啮合的第二感应器82。第一感应器和第二感应器间隔设置，第一感应器与第二感应器间隔距离为：第二齿轮外侧齿长度a1，可参考图4和5中的a1；优选地，第一感应器位于底部，第二感应器位于顶部；其中实际使用过程中第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，可能存在第二齿轮外侧齿面并未插入主轴齿内，第二齿轮与主轴齿未啮合；由于第一感应器位于底部，当第一感应器检测到第二驱动装置离开第一感应器，且未离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿未啮合，此时第二驱动装置通过第二齿轮带动主轴齿慢速旋转进行调整，调整完成后，第三驱动装置再带动第二驱动装置上升，如果第二驱动装置上的第二齿轮与主轴齿相啮合，第二感应器将感应到第二驱动装置离开，可判断第二齿轮与主轴齿相啮合，避免了第二齿轮与主轴齿未啮合的缺点。

所述主轴齿上设有陀螺仪传感器9和/或所述第一驱动装置和第二驱动装置内置有角度传感器；陀螺仪传感器也可以替换现有实现相同功能的感应器，其均为现有常规技术，在此不予赘述。

初始状态下，第一驱动装置驱动第一齿轮带动主轴齿正向旋转一圈，得出第一驱动装置输出轴旋转圈数，第一驱动装置再按照旋转圈数驱动第一齿轮带动主轴齿逆向旋转一圈，齿轮逆向旋转具有背隙，主轴齿与主轴齿的逆向背隙角度差值y，y角度下第一齿轮与主轴齿具有齿隙，主轴齿的齿数为x，需要补偿的角度数值为：a＝[360/x*1+y]or[360/x*2+y]...or[360/x*x+y]，当陀螺仪传感器检测或者角度传感器计算主轴齿角度为其中一个a值时；第二驱动装置驱动第二齿轮插入主轴齿外部齿之间，第二驱动装置驱动第二齿轮带动主轴齿旋转，使主轴齿逆向旋转y度；陀螺仪传感器可再进行校正主轴齿角度，提升使用精度，避免长期使用第一齿轮和主轴齿磨损背隙增大，未及时检测发现导致加工零件精度不合格。

本实施例二公开了一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，包括以下步骤：

a.第一驱动装置4驱动第一齿轮3旋转旋转，第一齿轮3具有第一齿面3a，主轴齿2具有第二齿面2a，第一齿轮3带动主轴齿2旋转到设定角度，第一齿轮3与第二齿轮5啮合处齿面具有间隙；优选地，只有第一驱动装置4通过第一齿轮3驱动主轴齿旋转，第二齿轮带动主轴齿逆向旋转校正齿隙；

b.第二驱动装置6驱动第二齿轮5相对于第一齿轮3旋转方向转动，第二齿轮5带动主轴齿2逆向旋转，使主轴齿2齿面与第一齿轮3贴合。可减少第一齿轮与主轴齿的误差。

还包括第三驱动装置，所述第一驱动装置驱动第一齿轮旋转，第一齿轮驱动主轴齿旋转，旋转到设定角度后，第三驱动装置带动第二驱动装置上升，第一驱动装置内的第二齿轮将与主轴齿卡紧啮合，第二驱动装置带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动主轴齿旋转，主轴齿旋转将与第一齿轮齿面相啮合，第一齿轮和第二齿轮对主轴齿夹紧配合，可消除齿轮间的间隙。

在b步中，还包括第一感应器和第二感应器，当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，第二齿轮与主轴齿未啮合，第一感应器检测到第二驱动装置离开第一感应器，且未离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿未啮合；

第二驱动装置将通过第二齿轮悬空旋转调整，第三驱动装置再带动第二驱动装置上升；直至第二驱动装置上的第二齿轮与主轴齿相啮合，第二感应器将感应到第二驱动装置离开，可判断第二齿轮与主轴齿相啮合。避免第二齿轮与主轴齿未啮合的问题。

在a步中，还包括角度传感器，初始状态下，第一驱动装置驱动第一齿轮带动主轴齿正向旋转一圈，得出第一驱动装置输出轴旋转圈数，第一驱动装置再按照旋转圈数驱动第一齿轮带动主轴齿逆向旋转一圈，主轴齿与主轴齿的逆向背隙角度差值y，y角度下第一齿轮与主轴齿具有齿隙，主轴齿的齿数为x，需要补偿的角度数值为：a＝[360/x*1+y]or[360/x*2+y]...or[360/x*x+y]，当陀螺仪传感器检测或者角度传感器计算主轴齿角度为其中一个a值时；第二驱动装置驱动第二齿轮插入主轴齿外部齿之间，第二驱动装置驱动第二齿轮带动主轴齿旋转，使主轴齿旋转y度；陀螺仪传感器可再进行校正检测；避免长期使用第一齿轮和主轴齿磨损背隙增大，未及时检测发现导致加工零件精度不合格。并且角度传感器的设置，在b步中，在第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮上升脱离第一感应器时，陀螺仪传感器或第一驱动装置内置角度传感器发送外部控制中心记录主轴齿角度，完成后第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮插入主轴齿后，主轴齿偏移旋转，外部控制中心控制第一驱动装置旋转带动第一齿轮，使主轴齿旋转到第二齿轮未插入主轴齿前的角度，完成后陀螺仪传动器再对主轴齿角度进行校准，避免第二齿轮插入主轴齿后对主轴齿产生角度偏移误差，进一步提升加工精度。

参考图8～图10，定位结构与外部机床配合使用，外部机床不限于附图中的形式，也可以为铣床、镗床等，该定位结构可以应用于机械臂主轴旋转，不限于机床主轴定位，外部机床包括机床本体100、设于机床本体100底端的加工平台110、设于机床本体100顶部的支撑臂300、用于驱动支撑臂300升降的升降平台200、设于支撑臂300远离机床本体100一端的加工刀组件500、用于驱动加工刀组件500旋转的旋转角度定位结构400、用于驱动加工刀组件500内置刀头旋转的第一传动装置600，还包括用于更换加工刀组件500内置刀头的换刀组件700；

所述换刀组件700包括与支撑臂300相连的支撑板1、可转动地设于支撑板1上的主轴齿2、与主轴齿2啮合的第一齿轮3、用于驱动第一齿轮3旋转的第一驱动装置4、与主轴齿2啮合的第二齿轮5、用于驱动第二齿轮5旋转的第二驱动装置6，所述第一齿轮3、第二齿轮5以及主轴齿2位于相同平面，所述第一驱动装置4与第一齿轮3相连接，所述第二驱动装置6与第二齿轮5相连接，所述主轴齿2与加工刀组件500相连接；

第一驱动装置4驱动第一齿轮3旋转，第一齿轮3具有第一齿面3a，主轴齿2具有第二齿面2a，第一齿轮3带动主轴齿2旋转到设定角度，主轴齿2带动加工刀组件500旋转到设定角度，第一齿轮3与第二齿轮5啮合处齿面具有间隙，导致加工刀组件精度降低；

第二驱动装置6驱动第二齿轮5相对第一齿轮3旋转方向转动，第二齿轮5带动主轴齿2逆向旋转，使主轴齿2齿面与第一齿轮3贴合，加工刀组件使用过程中不易晃动，使用寿命更长，加工出的工件精度更好。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。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。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种主轴旋转角度定位结构，其特征在于：包括支撑板、可转动地设于支撑板上的主轴齿、与主轴齿啮合的第一齿轮、用于驱动第一齿轮旋转的第一驱动装置、与主轴齿啮合或脱离的第二齿轮、用于驱动第二齿轮啮合或脱离主轴齿的第三驱动装置、用于驱动第二齿轮旋转的第二驱动装置，所述第一驱动装置与第一齿轮相连接，所述第二驱动装置与第二齿轮相连接，所述第二齿轮与第一齿轮转动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种主轴旋转角度定位结构，其特征在于：所述第一齿轮和第二齿轮圆心到主轴齿圆心形成“V”字形夹角或位于同一轴线上。

3.根据权利要求1所述的一种主轴旋转角度定位结构，其特征在于：还包括用于限制第二驱动装置移动行程的感应装置。

4.根据权利要求3所述的一种主轴旋转角度定位结构，其特征在于：所述感应装置设有用于检测第二齿轮移动的第一感应器以及用于检测第二齿轮与主轴齿锁紧啮合的第二感应器。

5.根据权利要求4所述的一种主轴旋转角度定位结构，其特征在于：所述主轴齿上设有陀螺仪传感器和/或所述第一驱动装置和第二驱动装置内置有角度传感器。

6.一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.第一驱动装置驱动第一齿轮旋转，第一齿轮具有第一齿面，主轴齿具有第二齿面，第一齿轮带动主轴齿旋转到设定角度，第一齿轮与第二齿轮啮合处齿面具有间隙；

b.第二驱动装置驱动第二齿轮相对于第一齿轮旋转方向转动，第二齿轮带动主轴齿逆向旋转，使主轴齿的第二齿面与第一齿轮的第一齿面齿面贴合。

7.根据权利要求6所述的一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，其特征在于：在b步中，还包括第三驱动装置，第三驱动装置带动第二驱动装置上升，第一驱动装置内的第二齿轮将与主轴齿卡紧啮合，第二驱动装置带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动主轴齿逆向旋转，主轴齿旋转将与第一齿轮齿面相啮合，第一齿轮和第二齿轮对主轴齿夹紧配合，消除齿轮间的间隙。

8.根据权利要求7所述的一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，其特征在于：在b步中，还包括第一感应器和第二感应器，当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿啮合；

当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，第二齿轮与主轴齿未啮合，第一感应器检测到第二驱动装置离开第一感应器，且未离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿未啮合；

第二驱动装置将通过第二齿轮带动主轴齿旋转，第三驱动装置再带动第二驱动装置上升，直至第二驱动装置上的第二齿轮与主轴齿相啮合，第二感应器将感应到第二驱动装置离开，可判断第二齿轮与主轴齿相啮合；当第三驱动装置带动第二驱动装置带动第二齿轮上升，离开第二感应器时，可判断第二齿轮与主轴齿啮合。

9.根据权利要求8所述的一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，其特征在于：在a步中，还包括角度传感器，主轴齿与主轴齿的逆向背隙角度差值y，y角度下第一齿轮与主轴齿具有齿隙，主轴齿的齿数为x，需要补偿的角度数值为：a＝[360/x*1+y]or[360/x*2+y]...or[360/x*x+y]，当陀螺仪传感器检测或者角度传感器计算主轴齿角度为其中一个a值时；第二驱动装置驱动第二齿轮插入主轴齿外部齿之间，第二驱动装置驱动第二齿轮带动主轴齿旋转，使主轴齿旋转y度，陀螺仪传感器可再进行校正检测。

10.根据权利要求8所述的一种主轴旋转角度定位结构的控制方法，其特征在于：在b步中，第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮上升脱离第一感应器时，陀螺仪传感器或第一驱动装置内置角度传感器发送外部控制中心记录主轴齿角度，完成后第三驱动装置驱动第二驱动装置上的第二齿轮插入主轴齿后，主轴齿偏移旋转，外部控制中心控制第一驱动装置旋转带动第一齿轮，使主轴齿旋转到第二齿轮未插入主轴齿前的角度，完成后陀螺仪传动器再对主轴齿角度进行校准。

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