CN114857417A - 一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台 - Google Patents

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李瑨
周威
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Abstract

本发明实施例提供一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，轴系部件，包括基座，基座上固设有支撑轴，支撑轴上固设有主轴，主轴上装有相对设置均通过轴承座、轴承盖和外壳进行固定的两个角接触球轴承，主轴上部固设有齿轮座；传动部件，包括电机，输出端通过减速器的转子轴带动小齿轮转动，小齿轮在电机驱动下沿固设于齿轮座上的大齿轮周向啮合运动，带动减速器壳体，减速器基座和台面以大齿轮中轴线为轴线转动；消隙部件，包括游隙调整架，其上设有用以调节小齿轮和大齿轮之间游隙的顶丝；限位部件，包括设于台面霍尔座上的霍尔元件和限位块，及设于齿轮座上的霍尔感应支架和限位支架；支撑轴上设有缺口槽，以在发生撞击时由缺口槽处折断。

Description

一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域，特别涉及一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台。
背景技术
机场跑道道面有可能出现金属、石头、塑料、树叶等异物，飞行故障案例表明，这些异物的存在有可能扎破飞机轮胎，影响起落架起落，甚至卷入发动机中。这些异物的存在很有可能影响机载设备的正常运行甚至引发严重事故。
在现阶段大多数机场监测并清除跑道异物的办法仍是人工定时巡检，通过周期时间的人工观察巡检发现并清除异物。当然有一些机场为了提高监测效率，增加可靠性，保证实时性，节省人力成本采用了电子监测发现跑道异物的方式。
为了适应在各种自然环境下对机场跑道异物进行动态监测，市场对跑道异物监测设备不断提出了更高的设计要求。需要机场跑道异物监测设备具备良好的密封性、抗强风性能、耐高低温以及小型化。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其体积小，质量轻，但却有着较大的承重能力，在保证较高精度的前提下，具备了良好的密封性能、抗强风性能、耐高低温性能，零部件更换与安装方便，适用于在机场跑道旁长时间运行监测异物。
本发明实施例提供一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，包括：
轴系部件，其包括基座，所述基座上固设有支撑轴，所述支撑轴上固设有主轴，所述主轴上安装有相对设置的两个角接触球轴承，所述两个角接触球轴承均通过轴承座、轴承盖和外壳进行固定，所述主轴上部固设有齿轮座，其中，所述基座、所述支撑轴、所述主轴、所述两个角接触球轴承的内环和所述齿轮座构成定子，所述两个角接触球轴承的外环、所述轴承座和所述外壳构成转子；
传动部件，其包括电机，所述电机的输出端通过减速器的转子轴带动与所述转子轴固定连接的小齿轮转动，所述减速器通过减速器基座与台面连接，所述小齿轮在所述电机驱动下沿固设于齿轮座上的大齿轮周向啮合运动，带动所述减速器壳体，所述减速器基座和所述台面以所述大齿轮中轴线为轴线转动，所述大齿轮的中轴线与主轴的中轴线重合；
消隙部件，其包括设有游隙调整架，所述游隙调整架上设有用以调整所述减速器基座位置以调节所述小齿轮和所述大齿轮之间的游隙的顶丝；
限位部件，其包括设于所述台面上的霍尔座上的霍尔元件和限位块，以及设于所述齿轮座上的霍尔感应支架和限位支架，所述霍尔元件用以感应所述霍尔感应支架进行零位限位，所述限位块和所述限位支架用以进行机械限位；
其中，所述支撑轴上设有缺口槽，以在所述伺服旋转平台发生撞击时由所述缺口槽处折断。
在本发明的一些实施例中，所述用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，还包括：
调平水泡，其安装在水泡座和水泡盖中用以标定所述底座的水平。
在本发明的一些实施例中，所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，还包括：
设于所述电机尾端用于对所述电机进行制动的失电刹车器，所述失电刹车器在远离所述电机的一端设有电机编码器。
在本发明的一些实施例中，所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，还包括：
驱动器，其通过驱动器支架设于所述台面上，所述驱动器与所述电机、所述电机编码器、所述失电刹车器和所述霍尔元件信号连接。
在本发明的一些实施例中，所述主轴与所述外壳的接触面上形成有迷宫槽，且通过设于所述主轴上的密封圈进行密封。
在本发明的一些实施例中，所述减速器基座通过减速器座转轴和转轴锁紧螺母与所述台面固定连接。
在本发明的一些实施例中，所述小齿轮通过平键和锁紧垫片与所述转子轴固定。
本发明实施例提供的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，具有以下优点：其伺服旋转设备中心轴为定子，而整个外框架、台面及其上设备为转子，通过减速器和齿轮组两级减速，使其在体积小，质量轻的情况下，却可以承载数倍于自重的负载，而且具备十级风速下长时间工作，飞机发动机尾流下短时间工作的能力。具备软件、电路控制、机械三级限位。消隙结构可用于调整齿轮啮合的游隙。设备密封性好，耐高低温。此外，其轴系的轴向和径向尺寸都很小，中心轴为定子，外框与台面为转子，能够实现较高精度的单轴旋转运动，重量轻，承载能力强。具备良好的密封性、抗强风性能，耐高低温，易拆卸搬运，具备良好的便携性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台的剖视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台的轴侧结构示意图。
附图标记
a、霍尔元件；b、驱动器；c、电机编码器；d、失电刹车器；e、电机；f、减速器；g、调平水泡；1、基座；2、水泡座；3、水泡盖；4、支撑轴；5、主轴；6、外壳；7、轴承座；8、轴承；9、轴承盖；10、主轴锁紧螺母；11、限位块；12、限位支架；13、驱动器支架；14、齿轮座密封圈；15、霍尔感应支架；16、霍尔座；17、减速器座转轴；18、转轴锁紧螺母；19、减速器基座；20、游隙调整架；21、齿轮座；22、大齿轮；23、台面；24、小齿轮；25、锁紧垫片；26、主轴密封圈。
具体实施方式
为使本领域技术人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
在本说明书中可使用词组“在一种实施例中”、“在另一实施例中”、“在又一实施例中”、“在一实施例中”、“在一些实施例中”或“在其它实施例中”，均可指代根据本发明的相同或不同实施例中的一个或多个。
此后参照附图描述本发明的具体实施例；然而，应当理解，所发明的实施例仅仅是本发明的实施例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详尽描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本发明模糊不清。因此，本发明的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样性地使用本发明。
本发明实施例提供了一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，如图1和图2所示，包括：
轴系部件，其包括基座1，所述基座1上固设有支撑轴4(如可通过螺栓固定连接)，所述支撑轴4上固设有主轴5，所述支撑轴4与所述主轴5可以是通过螺栓固定连接，所述主轴5上安装有相对设置(背对背设置)的两个角接触球轴承8，以增强轴系的刚性，具体地，所述两个角接触球轴承8均可以为薄圈精密角接触球轴承，所述两个角接触球轴承8均通过轴承座7、轴承盖9和外壳6进行固定，具体地，所述两个角接触球轴承8的内环均有主轴5和主轴锁紧螺母10压紧，所述两个角接触球轴承8的外环安装在轴承座7内，并通过外壳6和轴承盖9压紧，所述主轴5上部固设有齿轮座21，具体可采用螺栓固定连接，且在齿轮座21上布置有齿轮座21密封圈14，用以进行齿轮座21与台面23之间的密封，其中，所述基座1、所述支撑轴4、所述主轴5、所述两个角接触球轴承8的内环、主轴锁紧螺母10、所述齿轮座21和密封圈构成定子，所述两个角接触球轴承8的外环、所述轴承座7和所述外壳6构成转子；在使用时，将基座1通过地脚螺栓固定在地面，实现中心定子的固定，其余零件做单轴回转运动。
传动部件，其包括电机e，所述电机e的输出端通过减速器f的转子轴带动与所述转子轴固定连接的小齿轮24转动，其中，所述小齿轮24通过平键和锁紧垫片25与所述转子轴固定，即，实现小齿轮24与转子轴在径向和轴向上的固定，所述减速器f通过减速器基座19与台面23连接，具体地，所述减速器基座19通过减速器座转轴17和转轴锁紧螺母18与所述台面23固定连接，所述台面23下的齿轮座21上固设有大齿轮22，所述小齿轮24在所述电机e驱动下沿所述大齿轮22周向啮合运动，实现两级减速与传动，所述小齿轮24带动所述减速器f壳体，所述减速器座转轴17，转轴锁紧螺母18，所述减速器基座19和所述台面23以所述大齿轮22中轴线为轴线转动，所述大齿轮22的中轴线与主轴5的中轴线重合，所述齿轮座21和所述大齿轮22均与所述台面23之间设有缝隙。
在本实施例中，所述用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台还包括：设于所述电机e尾端用于对所述电机e进行制动的失电刹车器d，所述失电刹车器d在远离所述电机e的一端设有电机编码器c。此外，所述用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台还包括：驱动器b，其通过驱动器支架13设于所述台面23上，所述驱动器b与所述电机e、所述电机编码器c、所述失电刹车器d和所述霍尔元件a信号连接。在所述小齿轮24围绕所述大齿轮22周向啮合运动时，所述电机编码器c反馈控制电机e输出轴的旋转，失电刹车器d实现对电机e输出轴旋转的制动，其中，驱动器支架13抬高驱动器b安装位置从而不影响限位块11的安装且不影响限位支架12的运动。
消隙部件，其包括设有游隙调整架20，所述游隙调整架20上设有用以调整所述减速器基座19位置以调节所述小齿轮24和所述大齿轮22之间的游隙的顶丝，具体地，所述顶丝为球头弹簧顶丝，通过对所述球头弹簧顶丝的旋紧，对减速器基座19施加压力，使减速器f通过转子轴带动小齿轮24向大齿轮22顶紧，从而实现调节齿轮间的游隙。
限位部件，其包括设于所述台面23上的霍尔座16上的霍尔元件a和限位块11，以及设于所述齿轮座21上的霍尔感应支架15和限位支架12，所述霍尔元件a用以感应所述霍尔感应支架15进行零位限位，所述限位块11和所述限位支架12用以进行机械限位。
在本实施例中，上述用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台的最主要运行方式包括360°以内的位置模式和0°-180°的扇形扫略模式，且均不超过一个圆周，因此，需要进行限位，用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台具体包含三级限位，第一级是软件限位，第二级是通过霍尔座16上的霍尔元件a感应霍尔感应支架15，使其回零位后停止运动，第三级则是机械限位，通过限位支架12与限位块11的撞击进行限制位移。
在上述实施例中，所述支撑轴4上设有缺口槽，以在所述伺服旋转平台发生撞击时由所述缺口槽处折断，具体地，通过有限元分析优化其直径与缺口尺寸从而使其既能保证强风下正常工作，又能实现在发生撞击时首先断裂，保护其他设备及机载设备不收损坏。
在本发明的一些实施例中，所述用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，还包括：调平水泡g，其安装在水泡座2和水泡盖3中用以标定所述基座1的水平。
此外，在本发明的一些实施例中，所述主轴5与所述外壳6的接触面上形成有迷宫槽，且通过设于所述主轴5上的密封圈进行密封。
通过优化设计，使伺服旋转平台腔体部分直径小于275mm，厚度小于45mm，自重小于5kg，但承载能力大于10kg，具备良好的密封性，耐高低温性能，抗强风性能。
通过上述技术方案可知，本发明上述实施例提供的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其伺服旋转设备中心轴为定子，而整个外框架、台面及其上设备为转子，通过减速器f和齿轮组两级减速，使其在体积小，质量轻的情况下，却可以承载数倍于自重的负载，而且具备十级风速下长时间工作，飞机发动机尾流下短时间工作的能力。具备软件、电路控制、机械三级限位。消隙结构可用于调整齿轮啮合的游隙。设备密封性好，耐高低温。此外，其轴系的轴向和径向尺寸都很小，中心轴为定子，外框与台面23为转子，能够实现较高精度的单轴旋转运动，重量轻，承载能力强。具备良好的密封性、抗强风性能，耐高低温，易拆卸搬运，具备良好的便携性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，包括：
轴系部件，其包括基座，所述基座上固设有支撑轴，所述支撑轴上固设有主轴，所述主轴上安装有相对设置的两个角接触球轴承，所述两个角接触球轴承均通过轴承座、轴承盖和外壳进行固定，所述主轴上部固设有齿轮座，其中，所述基座、所述支撑轴、所述主轴、所述两个角接触球轴承的内环和所述齿轮座构成定子，所述两个角接触球轴承的外环、所述轴承座和所述外壳构成转子；
传动部件，其包括电机，所述电机的输出端通过减速器的转子轴带动与所述转子轴固定连接的小齿轮转动，所述减速器通过减速器基座与台面连接，所述小齿轮在所述电机驱动下沿固设于齿轮座上的大齿轮周向啮合运动，带动所述减速器壳体，所述减速器基座和所述台面以所述大齿轮中轴线为轴线转动，所述大齿轮的中轴线与主轴的中轴线重合；
消隙部件，其包括设有游隙调整架，所述游隙调整架上设有用以调整所述减速器基座位置以调节所述小齿轮和所述大齿轮之间的游隙的顶丝；
限位部件，其包括设于所述台面上的霍尔座上的霍尔元件和限位块，以及设于所述齿轮座上的霍尔感应支架和限位支架，所述霍尔元件用以感应所述霍尔感应支架进行零位限位，所述限位块和所述限位支架用以进行机械限位；
其中，所述支撑轴上设有缺口槽，以在所述伺服旋转平台发生撞击时由所述缺口槽处折断。
2.根据权利要求1所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，还包括：
调平水泡，其安装在水泡座和水泡盖中用以标定所述底座的水平。
3.根据权利要求1所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，还包括：
设于所述电机尾端用于对所述电机进行制动的失电刹车器，所述失电刹车器在远离所述电机的一端设有电机编码器。
4.根据权利要求3所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，还包括：
驱动器，其通过驱动器支架设于所述台面上，所述驱动器与所述电机、所述电机编码器、所述失电刹车器和所述霍尔元件信号连接。
5.根据权利要求1所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，
所述主轴与所述外壳的接触面上形成有迷宫槽，且通过设于所述主轴上的密封圈进行密封。
6.根据权利要求1所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，
所述减速器基座通过减速器座转轴和转轴锁紧螺母与所述台面固定连接。
7.根据权利要求1所述的用于机场跑道异物监测的伺服旋转平台，其特征在于，
所述小齿轮通过平键和锁紧垫片与所述转子轴固定。
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