CN115031123A - 重型传感器三自由度安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型传感器三自由度安装装置，包括用于使重型传感器在水平方向360°旋转的转动平台和用于使重型传感器向任意角度倾斜的旋转摆动组件，转动平台中部设有安装孔，旋转摆动组件设置在安装孔内，旋转摆动组件相对的两侧分别通过连接组件与转动平台进行连接固定，旋转摆动组件通过转接头与重型传感器连接，所述转接头的两端分别通过螺纹连接的方式与旋转摆动组件、重型传感器连接。本发明通过转动平台与旋转摆动组件配合使用，可实现旋转摆动组件任意角度倾斜及可实现转动平台在平面内360°旋转，通过将重型传感器通过转接头旋转安装在该安装装置上，进而实现重型传感器在三自由度上随意安装，大大降低重型传感器的安装难度。

Description

重型传感器三自由度安装装置

技术领域

本发明涉及传感器安装技术领域，特别地，涉及一种重型传感器三自由度安装装置。

背景技术

随着科技的发展，多路协调加载试验技术已成功运用到零部件结构强度试验中，载荷传感器作为加载系统的重要元件，是试验设备安装中不可缺少的一项。随着试验载荷的逐步提高，重型传感器的应用逐渐增加，重型传感器的尺寸及质量大(见图1)，搬运及安装困难，给试验带来巨大困扰。

为解决重型传感器安装问题，通常的做法是：①通过多人合力托举；②通过叉车托举，控制起降；③提前在地面将传感器与直线油缸连接，然后吊装油缸。但是上述三种做法存在如下问题：第一种做法不仅费时费力，且单个人无法操作，需多人配合才能完成，第二种做法对于倾斜角度的传感器安装，无法使用叉车(叉车高度受限)，第三种做法提前在地面连接传感器，则不利于后期的试验的安装，稍有不慎即会对传感器造成磕碰损伤，传统方法不能很好地解决重型传感器安装问题。

发明内容

本发明提供了一种重型传感器三自由度安装装置，以解决重型传感器难安装的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种重型传感器三自由度安装装置，包括用于使重型传感器在水平方向360°旋转的转动平台和用于使重型传感器向任意角度倾斜的旋转摆动组件，所述转动平台为中心对称结构，转动平台中部设有安装孔，所述旋转摆动组件设置在安装孔内，旋转摆动组件相对的两侧分别通过连接组件与转动平台进行连接固定，所述旋转摆动组件为轴对称结构，所述旋转摆动组件通过转接头与重型传感器连接，所述转接头的两端分别通过螺纹连接的方式与旋转摆动组件、重型传感器连接。

作为上述技术方案的进一步改进：旋转摆动组件上设有用于插入操作螺杆的螺孔，所述操作螺杆用于重型传感器倾斜角度安装装配时使用。

进一步地，所述转动平台包括支撑机构、转动盘、固定机构和用于使转动盘实现可转动功能的滚动单元，所述支撑机构内设有环状放置槽，所述滚动单元放置在环状放置槽内，所述转动盘放置在滚动单元的外表面上，所述固定机构设置在环状放置槽的槽口处用于将转动盘和滚动单元限制在环状放置槽内移动，固定机构采用可拆卸方式与支撑机构连接。

进一步地，所述固定机构上还设有用于控制转动盘转动后锁紧的止动单元。

进一步地，所述止动单元为止动螺钉，固定机构上设有用于与止动螺钉配合的螺纹孔，止动螺钉可精确控制转动盘的转动角度量。

进一步地，所述滚动单元包括金属球和金属球保持架。

进一步地，所述固定机构上设置有整圆刻度盘，所述整圆刻度盘设置在转动盘的一侧并紧邻转动盘设置。

进一步地，所述旋转摆动组件包括摆动筒、直线轴承和双列圆锥滚子轴承，所述摆动筒为上、下底面均设有开口的圆柱形筒体结构，所述双列圆锥滚子轴承设置在摆动筒内腔中，并通过轴承卡簧与摆动筒固定连接，所述双列圆锥滚子轴承的内腔中固定设有转接头衬套，转接头采用螺纹连接的方式固定于转接头衬套内，所述直线轴承的数量为两个，两个所述直线轴承分列在摆动筒的两侧且同轴布设，每个直线轴承的外部均设有直线轴承衬套，所述直线轴承衬套的外壁与摆动筒的筒壁下端固定连接，所述直线轴承套设在连接组件的外表面上。

进一步地，所述连接组件为圆柱光杆，所述直线轴承套设在圆柱光杆上并可沿圆柱光杆的外表面滑动，圆柱光杆的一端与转动平台固定连接，另一端设有用于限制直线轴承滑出的凸台。

进一步地，每个所述直线轴承靠近凸台一端的端部与凸台之均存在间隙，该间隙的长度为8-12mm，方便微调重型传感器位置使其与作动器轴线对准。

进一步地，直线轴承优选采用标准件LM20UU，所述双列圆锥滚子轴承优选采用标准件351309E，选用双列圆锥滚子轴承既可承受轴向载荷又可以承受径向载荷。

进一步地，所述转动平台和旋转摆动组件均优选采用强化的铝合金材质，使结构轻巧便携、安全可靠，转动平台可承受整个装置和传感器的重量，旋转摆动组件上设有用于插入操作螺杆的螺孔，所述操作螺杆用于重型传感器倾斜角度安装装配时使用，所述转动平台在使用状态时利用吊车或叉车实现吊装。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的重型传感器三自由度安装装置通过转动平台与旋转摆动组件配合使用，组成三自由度(平面转动、前后摆动、旋转上升或下降)旋转结构，可实现旋转摆动组件任意角度倾斜及可实现转动平台在平面内360°旋转，通过将重型传感器通过转接头安装在该安装装置上，进而实现重型传感器在三自由度上随意安装，再配合吊车或叉车使用，大大降低重型传感器的安装难度；

(2)本发明的重型传感器三自由度安装装置通过转接头与重型传感器连接，转接头不同的螺纹规格与不同传感器接口螺纹配合，可保证本发明的安装装置通用性较强；

(3)本发明结构简单、可靠性较高，操作方面，使用、转移都十分方便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的重型传感器的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的重型传感器三自由度安装装置的立体结构示意图；

图3是图2中的附视图；

图4是图3中A-A剖视图；

图5是本发明优选实施例重型传感器与三自由度安装装置装配时的结构示意图；

图6是本发明优选实施例重型传感器垂直安装装配时的结构示意图；

图7是本发明优选实施例重型传感器水平安装装配时的结构示意图；

图8是本发明优选实施例重型传感器倾斜安装装配时的结构示意图。

图例说明：

1、重型传感器；2、转动平台；21、安装孔；22、支撑机构；221、环状放置槽；222、吊装单元；23、转动盘；24、固定机构；241、整圆刻度盘；242、止动单元；243、螺纹孔；25、滚动单元；251、金属球；252、金属球保持架；3、旋转摆动组件；31、摆动筒；32、直线轴承；33、双列圆锥滚子轴承；34、转接头衬套；35、直线轴承衬套；36、螺孔；4、连接组件；41、凸台；5、转接头；6、操作螺杆；7、连接螺钉。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图8所示，一种重型传感器三自由度安装装置，包括用于使重型传感器1在水平方向360°旋转的转动平台2和用于使重型传感器1向任意角度倾斜的旋转摆动组件3，转动平台2为中心对称结构，转动平台2中部设有安装孔21，旋转摆动组件3设置在安装孔21内，旋转摆动组件3相对的两侧分别通过连接组件4与转动平台2进行连接固定，旋转摆动组件3通过转接头5与重型传感器1连接，转接头5的两端分别通过螺纹连接的方式与旋转摆动组件3、重型传感器1连接，转接头5不同的螺纹规格与不同重型传感器1的接口螺纹配合，旋转摆动组件3、转接头5和重型传感器1三者之间的螺纹连接方式，可实现重型传感器的旋转上升与旋转下降，螺纹规格可选取M24*1.5，可承受5吨以内的荷载，可保证重型传感器在依靠螺纹旋转上升和下降过程中的稳定性及可靠性较高。

本实施例的重型传感器三自由度安装装置的使用时，首先将重型传感器1通过转接头5安装在该结构上，若配合吊车使用：通过吊绳连接转动平台2上的两端吊点(结构重心在吊点内部，保证其不会发生侧翻)，使用吊车吊起重型传感器1至适当高度，在旋转摆动组件3的作用下，使重型传感器1的轴线与直线油缸轴线共线，旋转重型传感器1使其直线上升拧入直线油缸；若配合叉车使用：需将转动平台2固定在叉车叉子上，保证结构不会发生翻转，调整叉车至适当高度，旋转重型传感器1使其直线上升，拧入直线油缸。

本实施例中，旋转摆动组件3上设有用于插入操作螺杆6的螺孔36，操作螺杆6用于重型传感器1倾斜角度安装装配时使用，通过操作螺杆6便于调节旋转摆动组件3的偏转角度，进而便于调节重型传感器1的偏转角度。

本实施例中，转动平台2包括支撑机构22、转动盘23、固定机构24和用于使转动盘23实现可转动功能的滚动单元25，支撑机构22内设有环状放置槽221，滚动单元25放置在环状放置槽221内，转动盘23放置在滚动单元25的外表面上，固定机构24设置在环状放置槽221的槽口处用于将转动盘23和滚动单元25限制在环状放置槽221内移动，固定机构24连接螺钉7与支撑机构22连接。转动盘23依靠滚动单元的支持作用，可以在环状放置槽221内进行水平方向360°旋转，而固定机构的作用是限制转动盘只能在环状放置槽221内旋转。如图4所示，环状放置槽221的槽底还设置有供滚动单元25滚动的滚动槽，避免金属球251脱轨。

本实施例中，支撑机构22上设有用于吊装的吊装单元222，吊装单元222可以包括偶数个支耳，如两个支耳或四个支耳，在吊装时吊绳可以选择合适的吊耳进行连接，支耳上也可以设有吊装孔，支耳与支撑机构22的主体结构之间可以是一体式设计，在其他实施例中，吊装单元222也可以是设置在支撑机构22上的吊装孔，该吊装孔可以沿支撑机构22环形排列，便于根据实际吊装需求进行合理选择。

本实施例中，固定机构24上还设有用于控制转动盘23转动后锁紧的止动单元242。止动单元242为止动螺钉，固定机构24上设有用于与止动螺钉配合的螺纹孔243。通过止动单元242可以精确控制转动盘23的转动角度，当转动盘23转动到需要的角度时，通过止动单元242锁紧转动盘23，利于重型传感器1安装过程顺利进行。通过止动螺钉在螺纹孔243中的插入与拔出来控制转动盘23的转动状态与锁紧状态的切换。

本实施例中，支撑机构22包括支撑板，该支撑板为环形板，固定机构24包括压板，该压板也为环形板，压板与支撑板通过连接螺钉7连接，使得转动盘23维持在两者之间转动。

本实施例中，滚动单元25包括金属球251和金属球保持架252，金属球保持架252保证金属球251在平面内延圆周均匀分布，既保证了金属球251滚动的顺畅性，又可使重型传感器1的载荷均匀传递至支撑机构22上。金属球251可以是钢球，也可以是硬质合金球等。

本实施例中，固定机构24上粘贴有整圆刻度盘241，整圆刻度盘241设置在转动盘23的一侧并紧邻转动盘23设置，便于转动盘23转动过程中读取转动角度。

本实施例中，旋转摆动组件3包括摆动筒31、直线轴承32和双列圆锥滚子轴承33，摆动筒31为上、下底面均设有开口的圆柱形筒体结构，双列圆锥滚子轴承33设置在摆动筒31内腔中，并通过轴承卡簧与摆动筒31固定连接，双列圆锥滚子轴承33的内腔中固定设有转接头衬套34，转接头5采用螺纹连接的方式固定于转接头衬套34内，转接头衬套34内设有六方孔，便于更换转接头，直线轴承32的数量为两个，两个直线轴承32分列在摆动筒31的两侧且同轴布设，每个直线轴承32的外部均设有直线轴承衬套35，直线轴承衬套35的外壁与摆动筒31的筒壁下端固定连接，直线轴承32套设在连接组件4的外表面上。

本实施例中，连接组件4为圆柱光杆，直线轴承32套设在圆柱光杆上并可沿圆柱光杆的外表面滑动，圆柱光杆的一端与转动平台2固定连接，另一端设有用于限制直线轴承32滑出的凸台41。

本实施例中，每个所述直线轴承(32)靠近凸台41一端的端部与凸台41之间均存在间隙，该间隙的长度为8-12mm，实现微调重型传感器1位置使其与作动器轴线对准的效果。这是由于两个直线轴承32在圆柱光杆上滑动时不仅受凸台的限制，还受整体结构的限制，如右侧的直线轴承32向右滑动时，因左侧的直线轴承32也会跟着向右侧滑动，而左侧的直线轴承32会受到凸台的限制，右侧的直线轴承32实际的滑动长度最大为左侧的直线轴承32与该侧凸台41之间的间隙距离，右侧的直线轴承32向左滑动时的原理如上，这样就可以实现重型传感器1位置的微调。

本实施例中，直线轴承32采用标准件LM20UU，双列圆锥滚子轴承33采用标准件351309E，结构可靠性较高，选用双列圆锥滚子轴承33既可承受轴向载荷又可以承受径向载荷。

本实施例中，转动平台2和旋转摆动组件3均采用强化的铝合金材质，使结构轻巧便携、安全可靠，转动平台可承受整个装置和传感器的重量，旋转摆动组件3上设有用于插入操作螺杆6的螺孔36，操作螺杆6用于重型传感器1倾斜角度安装装配时使用。

本实施例中，转动平台2在使用状态时利用吊车或叉车实现吊装，如图6-8所示，采用吊车或叉车吊装时，可进行垂直方向、水平方向及倾斜方向的吊装。在安装重型传感器1时，先将重型传感器1通过转接头5安装在本实施例的安装结构上，通过吊绳连接两端吊点(可以是转动平台2上4个支耳，也可以是直接设置在支撑结构22上的吊装孔)，使用吊车吊起重型传感器1至适当高度，在双列圆锥滚子轴承33及直线轴承32的配合使用下，使重型传感器1的轴线与直线油缸轴线共线，转动重型传感器使其拧入直线油缸。倾斜角度安装装配时(如图8所示)，在摆动筒31上插入操作螺杆6，通过手动操作螺杆6，调整重型传感器1的角度位置，因杠杆原理，操作螺杆6上仅需很小的力即可撑起整个重型传感器1，降低了操作难度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，包括用于使重型传感器(1)在水平方向360°旋转的转动平台(2)和用于使重型传感器(1)向任意角度倾斜的旋转摆动组件(3)，

所述转动平台(2)为中心对称结构，转动平台(2)中部设有安装孔(21)，所述旋转摆动组件(3)设置在安装孔(21)内，旋转摆动组件(3)相对的两侧分别通过连接组件(4)与转动平台(2)进行连接固定，

所述旋转摆动组件(3)通过转接头(5)与重型传感器(1)连接，所述转接头(5)的两端分别通过螺纹连接的方式与旋转摆动组件(3)、重型传感器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，旋转摆动组件(3)上设有用于插入操作螺杆(6)的螺孔(36)，所述操作螺杆(6)用于重型传感器(1)倾斜角度安装装配时使用。

3.根据权利要求1所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述转动平台(2)包括支撑机构(22)、转动盘(23)、固定机构(24)和用于使转动盘(23)实现可转动功能的滚动单元(25)，

所述支撑机构(22)内设有环状放置槽(221)，所述滚动单元(25)放置在环状放置槽(221)内，所述转动盘(23)放置在滚动单元(25)的外表面上，所述固定机构(24)设置在环状放置槽(221)的槽口处用于将转动盘(23)和滚动单元(25)限制在环状放置槽(221)内移动，固定机构(24)采用可拆卸方式与支撑机构(22)连接。

4.根据权利要求3所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述固定机构(24)上还设有用于控制转动盘(23)转动后锁紧的止动单元(242)。

5.根据权利要求4所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述止动单元(242)为止动螺钉，固定机构(24)上设有用于与止动螺钉配合的螺纹孔(243)。

6.根据权利要求3所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述滚动单元(25)包括金属球(251)和金属球保持架(252)。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，所述固定机构(24)上设置有整圆刻度盘(241)，所述整圆刻度盘(241)设置在转动盘(23)的一侧并紧邻转动盘(23)设置。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述旋转摆动组件(3)包括摆动筒(31)、直线轴承(32)和双列圆锥滚子轴承(33)，

所述摆动筒(31)为上、下底面均设有开口的圆柱形筒体结构，

所述双列圆锥滚子轴承(33)固定连接在摆动筒(31)内腔中，所述双列圆锥滚子轴承(33)的内腔中固定设有转接头衬套(34)，转接头(5)采用螺纹连接的方式固定于转接头衬套(34)内，

所述直线轴承(32)的数量为两个，两个所述直线轴承(32)分列在摆动筒(31)的两侧且同轴布设，每个直线轴承(32)的外部均设有直线轴承衬套(35)，所述直线轴承衬套(35)的外壁与摆动筒(31)的筒壁下端固定连接，所述直线轴承(32)套设在连接组件(4)的外表面上。

9.根据权利要求8所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

所述连接组件(4)为圆柱光杆，所述直线轴承(32)套设在圆柱光杆上并可沿圆柱光杆的外表面滑动，圆柱光杆的一端与转动平台(2)固定连接，另一端设有用于限制直线轴承(32)滑出的凸台(41)。

10.根据权利要求9所述的重型传感器三自由度安装装置，其特征在于，

每个所述直线轴承(32)靠近凸台(41)一端的端部与凸台(41)之间均存在间隙，该间隙的长度为8-12mm。

Images