CN117220438A - 一种两轴高精度转台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两轴高精度转台，包括产生两轴运动的两个动力组件和同时参与两轴运动的摆动座，两个动力组件包括旋转轴不平行的第一动力组件和第二动力组件，第一动力组件和第二动力组件独立由陶瓷电机驱动。采用本发明的技术方案，通过将第一动力组件和第二动力组件内均设置陶瓷电机作为旋转驱动，提高了转台转动的精度和稳定性；由于设置有两个动力组件和与之相连的摆动座，加上两个动力组件中的第一动力组件和第二动力组件的旋转轴不平行，使得摆动座可叠加参与两轴运动，且两轴运动均由具有高精度控制效果的陶瓷电机作为驱动，提高转台进行两轴旋转的精度。

Description

一种两轴高精度转台

技术领域

本发明涉及两轴运动结构领域，特别是一种两轴高精度转台。

背景技术

在两轴转台领域，多以电磁电机连接减速器驱动为主，由于齿轮啮合精度的限制，在需要频繁正反转和平稳快速反应时，齿轮传动往往影响系统性能，在运行精度、稳定性要求较高的场合，传统的结构与方式难以满足需求。

发明内容

本发明针对现有技术中的两轴转台精度低、稳定性差的技术问题，提供一种两轴高精度转台。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种两轴高精度转台，包括产生两轴运动的两个动力组件和同时参与两轴运动的摆动座，两个动力组件包括旋转轴不平行的第一动力组件和第二动力组件，第一动力组件和第二动力组件独立由陶瓷电机驱动。

本发明的有益效果是：通过将第一动力组件和第二动力组件内均设置陶瓷电机作为旋转驱动，提高了转台转动的精度和稳定性；由于设置有两个动力组件和与之相连的摆动座，加上两个动力组件中的第一动力组件和第二动力组件的旋转轴不平行，使得摆动座可叠加参与两轴运动，且两轴运动均由具有高精度控制效果的陶瓷电机作为驱动，提高转台进行两轴旋转的精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，第一动力组件的旋转轴沿竖直方向设置并驱动旋转台转动，旋转台上固定有第二动力组件，第二动力组件的旋转轴沿水平方向设置且并驱动摆动座转动。

采用上述进一步方案的有益效果是，第一动力组件将驱动旋转台、第二动力组件同步转动，第二动力组件驱动摆动座转动，从而使得摆动座可参与两轴的转动。

进一步，摆动座和旋转台均呈U形，摆动座位于旋转台的U形内侧且二者开口方向相同，第二动力组件设有两个，分别对称地固定在旋转台的U形两侧壁上，且摆动座的U形两侧壁的外侧分别与两个第二动力组件固定。

采用上述进一步方案的有益效果是，将摆动座和旋转台均设为U形，便于二者的连接固定，方便摆动座的转动；且设置两个第二动力组件，使得摆动座的U形两侧壁均通过第二动力组件连接在旋转台上，以提高旋转台和摆动座连接的稳定性。

进一步，第一动力组件包括陶瓷电机、陶瓷环和沿竖直方向设置的第一转轴，第一转轴通过外壁套设的两个第一滚动轴承可转动地固定在底座内，两个第一滚动轴承轴向的内外圈之间分别通过第一内隔套、第一外隔套抵接；第一转轴的下方沿轴向依次固定有转接轴、第一法兰轴和陶瓷环，陶瓷电机驱动陶瓷环转动；第一转轴的上方连接有水平转动的旋转台。

采用上述进一步方案的有益效果是，第一动力组件设在竖直方向，以通过沿竖直方向设置的第一转轴传递水平方向的旋转运动，从而带动与第一转轴上方连接的旋转台的转动。

进一步，底座中部设有台阶状安装孔，第一动力组件置于安装孔内且第一转轴的顶部高出底座的上端面；陶瓷电机通过第一安装盘固定在底座上，安装孔内还通过支架固定有用于角度检测的第一传感器。

采用上述进一步方案的有益效果是，第一动力组件内的第一转轴顶部高于底座带的上端面，方便第一转轴伸出并连接带动旋转台进行转动；设置第一传感器以检测反馈出旋转台的转动角度，为转台角度控制提供反馈，亦可作为测量装置使用时位置的反馈，便于第一转轴、旋转台转动角度的精确控制。

进一步，旋转台、第一转轴、转接轴和第一法兰轴的中部均设有同轴的避空孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置避空孔，便于外部设备的线缆的穿过，同时具有减重的轻量化效果。

进一步，第二动力组件固定在旋转台上并包括陶瓷电机、陶瓷环和沿水平方向设置的第二转轴，第二转轴连接至摆动座；第二转轴通过外壁套设的两个第二滚动轴承可转动地固定在旋转台上，两个第二滚动轴承轴向的内外圈之间分别通过第二内隔套、第二外隔套抵接；第二转轴的轴向通过第二法兰轴固定在陶瓷环上。

采用上述进一步方案的有益效果是，第二动力组件设在水平方向，以通过沿水平方向设置的第二转轴传递水平方向的旋转运动，从而带动与第二转轴上方连接的摆动座的转动。

进一步，第二动力组件还设有通过法兰盘固定的第二传感器，第二传感器固定在旋转台上以检测旋转角度。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置第二传感器，以检测第二动力组件带动旋转台转动的角度，可为控制器提供角度反馈，便于转动角度的精确控制。

进一步，每个陶瓷环的径向设有至少两个陶瓷电机。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置多个陶瓷电机，可增加回转轴系的回转驱动力，提高长时间转动的稳定性。

进一步，摆动座的底部固定有配重块。

采用上述进一步方案的有益效果是，配重块的位置可微调，可设置螺纹连接与长孔相结合实现配重块位置的调整，可通过配重块调整搭载设备后的摆动座的重心靠近俯仰轴线，提高精度和稳定性。

附图说明

图1为本发明一种两轴高精度转台的整体图；

图2为本发明第一动力组件的部分剖视图；

图3为本发明第二动力组件的部分剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10摆动座；

20第一动力组件；21第一转轴；22第一滚动轴承；23第一内隔套；24第一外隔套；25转接轴；26第一法兰轴；27第一安装盘；28支架；29第一传感器；

30第二动力组件；31第二转轴；32第二滚动轴承；33第二内隔套；34第二外隔套；35第二法兰轴；36-1第二传感器；36-2法兰盘；37轴套；38端盖；39第二安装盘；

41陶瓷电机；42陶瓷环；

50旋转台；

60底座；61安装孔；62外端盖；

70配重块。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，该实施例涉及一种两轴高精度转台，包括产生两轴运动的两个动力组件和同时参与两轴运动的摆动座10，两个动力组件包括旋转轴不平行的第一动力组件20和第二动力组件30，第一动力组件20和第二动力组件30独立由陶瓷电机41驱动。

该实施例的有益效果是：通过将第一动力组件20和第二动力组件30内均设置陶瓷电机41作为旋转驱动，提高了转台转动的精度和稳定性；由于设置有两个动力组件和与之相连的摆动座10，加上两个动力组件中的第一动力组件20和第二动力组件30的旋转轴不平行，使得摆动座10可叠加参与两轴运动，且两轴运动均由具有高精度控制效果的陶瓷电机41作为驱动，提高转台进行两轴旋转的精度。

具体地，在上述技术方案的基础上，只要第一动力组件20和第二动力组件30驱动旋转的旋转轴不平行，叠加即可产生两轴运动，以满足对两轴运动的需求；连个旋转轴所成的夹角根据需求设置即可。

两轴运动指的是，具有两个动力组件，两个动力组件所产生的运动方向不同且可进行叠加，从而是的摆动座10可同时参与两个动力组件所产生的运动；实施方式可以为，将第一个动力组件置于第二个动力组件带动运动的结构上，将摆动座10置于第一动力组件上，即实现了摆动座10同时参与两轴运动的技术效果。

实施例2

如图2所示，优选的，在实施例1的基础上，第一动力组件20的旋转轴沿竖直方向设置并驱动旋转台50转动，旋转台50上固定有第二动力组件30，第二动力组件30的旋转轴沿水平方向设置且并驱动摆动座10转动。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，第一动力组件20将驱动旋转台50、第二动力组件30同步转动，第二动力组件30驱动摆动座10转动，从而使得摆动座10可参与两轴的转动。

具体地，在上述技术方案的基础上，第一动力组件20驱动旋转台50转动且转动的旋转轴沿竖直方向设置，旋转台50上固定有第二动力组件30，从而使得第二动力组件30与旋转台50一起转动；第二动力组件30驱动摆动座10转动且转动的旋转轴沿水平方向设置，因而摆动座10运动时会同时参与第一动力组件20、第二动力组件30结合的两轴运动。

实施例3

如图1所示，优选的，在实施例2的基础上，摆动座10和旋转台50均呈U形，摆动座10位于旋转台50的U形内侧且二者开口方向相同，第二动力组件30设有两个，分别对称地固定在旋转台50的U形两侧壁上，且摆动座10的U形两侧壁的外侧分别与两个第二动力组件30固定。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，将摆动座10和旋转台50均设为U形，便于二者的连接固定，方便摆动座10的转动；且设置两个第二动力组件30，使得摆动座10的U形两侧壁均通过第二动力组件30连接在旋转台50上，以提高旋转台50和摆动座10连接的稳定性。

实施例4

如图2所示，优选的，在实施例1的基础上，第一动力组件20包括陶瓷电机41、陶瓷环42和沿竖直方向设置的第一转轴21，第一转轴21通过外壁套设的两个第一滚动轴承22可转动地固定在底座60内，两个第一滚动轴承22轴向的内外圈之间分别通过第一内隔套23、第一外隔套24抵接；第一转轴21的下方沿轴向依次固定有转接轴25、第一法兰轴26和陶瓷环42，陶瓷电机41驱动陶瓷环42转动；第一转轴21的上方连接有水平转动的旋转台50。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，第一动力组件20设在竖直方向，以通过沿竖直方向设置的第一转轴21传递水平方向的旋转运动，从而带动与第一转轴21上方连接的旋转台50的转动。

具体地，在上述技术方案的基础上，底座60上固定有外端盖62，外端盖62压紧第一滚动轴承22的外圈。

具体地，与实施例4并列的实施例有：第一滚动轴承22的数量不限于两个，可以为一个，也可以为多个，具体的个数设置根据本申请的转台的结构进行选用；设置多个第一滚动轴承22时，第一滚动轴承22间同轴设置。

实施例5

如图2所示，优选的，在实施例4的基础上，底座60中部设有台阶状安装孔61，第一动力组件20置于安装孔61内且第一转轴21的顶部高出底座60的上端面；陶瓷电机41通过第一安装盘27固定在底座60上，安装孔61内还通过支架固定有用于角度检测的第一传感器29。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，第一动力组件20内的第一转轴21顶部高于底座60带的上端面，方便第一转轴21伸出并连接带动旋转台50进行转动；设置第一传感器29以检测反馈出旋转台50的转动角度，为转台角度控制提供反馈，亦可作为测量装置使用时位置的反馈，便于第一转轴21、旋转台50转动角度的精确控制。

具体地，在上述技术方案的基础上，第一滚动轴承22的外圈与底座60的安装孔61间采用小间隙配合或过渡配合，第一滚动轴承22的内圈与第一转轴21间采用小间隙配合或过渡配合；第一外隔套24与底座60间采用间隙配合，第一内隔套23与第一转轴21间采用间隙配合；可通过控制第一外隔套24或第一内隔套23的尺寸偏差以调整轴系的轴向预紧，提高轴系旋转精度，转接轴25固定连接在第一转轴21的下端面；第一传感器可为光电编码器或其余可检测角度的装置。

实施例6

优选的，在实施例4的基础上，旋转台50、第一转轴21、转接轴25和第一法兰轴26的中部均设有同轴的避空孔。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，设置避空孔，便于外部设备的线缆的穿过，同时具有减重的轻量化效果。

该避空孔与底座60中部的台阶状安装孔61相叠加，提高线缆安装的走线范围，是的线缆的安装更加灵活方便。

实施例7

如图3所示，优选的，在实施例4的基础上，第二动力组件30固定在旋转台50上并包括陶瓷电机41、陶瓷环42和沿水平方向设置的第二转轴31，第二转轴31连接至摆动座10；第二转轴31通过外壁套设的两个第二滚动轴承32可转动地固定在旋转台50上，两个第二滚动轴承32轴向的内外圈之间分别通过第二内隔套33、第二外隔套34抵接；第二转轴31的轴向通过第二法兰轴35固定在陶瓷环42上。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，第二动力组件30设在水平方向，以通过沿水平方向设置的第二转轴31传递水平方向的旋转运动，从而带动与第二转轴31上方连接的摆动座10的转动。

实施例8

如图3所示，优选的，在实施例7的基础上，第二动力组件30还设有通过法兰盘36-2固定的第二传感器36-1，第二传感器36-1固定在旋转台50上以检测旋转角度。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，设置第二传感器36-1，以检测第二动力组件30带动旋转台50转动的角度，可为控制器提供角度反馈，便于转动角度的精确控制。

设有轴套37，轴套37、一个端盖38均位于第二滚动轴承32靠近摆动座10的一侧，轴套37设在设在摆动座10和第二滚动轴承32内圈之间，端盖38设有两个，其中一个端盖38用于压紧该第二滚动轴承32的外圈；另一个端盖38固定在第二滚动轴32承背向摆动座10的一端，并用于压紧第二滚动轴32的外圈。第二传感器36-1可为光电编码器，光电编码器的固定端可直接或间接固定在旋转台50上，当第二动力组件30驱动摆动座10转动时，即可带动光电编码器转动，即可测量摆动座10的旋转角度，为控制系统反馈测得的角度值。

实施例9

如图1、2所示，优选的，在实施例1的基础上，每个陶瓷环42的径向设有至少两个陶瓷电机41。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，设置多个陶瓷电机41，可增加回转轴系的回转驱动力，提高长时间转动的稳定性。

具体地，在上述技术方案的基础上，陶瓷电机41在陶瓷环42的周向均匀设置。

实施例10

如图1、3所示，优选的，在实施例1的基础上，摆动座10的底部固定有配重块70。

采用上述实施例中优选方案的有益效果是，配重块70的位置可微调，可设置螺纹连接与长孔相结合实现配重块70位置的调整，可通过配重块70调整搭载设备后的摆动座10的重心靠近俯仰轴线，提高精度和稳定性。

本申请使用时，通过第一动力组件20、第二动力组件30实现摆动座10进行两轴运动，通过采用陶瓷电机41和陶瓷环42配合驱动，提高了转台设备的稳定性和精度；设置可调节的配重块70，便于转台搭载设备后进行重心调节，以便提高搭载设备后两轴转动的稳定性。

本实施例的结构组成为：

第一动力组件20包括作为驱动的陶瓷电机41、陶瓷环42，还包括第一转轴21、第一滚动轴承22、第一内隔套23、第一外隔套24、转接轴25、第一法兰轴26、第一安装盘27、支架28、第一传感器29，因而第一动力组件20通过第一转轴21驱动旋转台50转动；

第二动力组件30固定在旋转台50上且与旋转台50同步转动；

第二动力组件30包括作为驱动的陶瓷电机41、陶瓷环42，还包括第二转轴31、第二滚动轴承32、第二内隔套33、第二外隔套34、第二法兰轴35第二传感器36-1、法兰盘36-2、轴套37、端盖38、第二安装盘39；

第二动力组件30将驱动摆动座10转动，摆动座10将同时参与两轴的运动，且改进后使用陶瓷电机41、陶瓷环42驱动转动的结构稳定性高，精度高。

在本申请的技术方案中，陶瓷电机41、陶瓷环42采用相同的标号未进行区分，仅表示两个动力组件均采用了陶瓷电机41、陶瓷环42，不代表两个动力组件所使用的陶瓷电机41、陶瓷环42的结构、性能等指标完全一样。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种两轴高精度转台，其特征在于，包括产生两轴运动的两个动力组件和同时参与两轴运动的摆动座（10），两个动力组件包括旋转轴不平行的第一动力组件（20）和第二动力组件（30），所述第一动力组件（20）和第二动力组件（30）独立由陶瓷电机（41）驱动。

2.根据权利要求1所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述第一动力组件（20）的旋转轴沿竖直方向设置并驱动旋转台（50）转动，所述旋转台（50）上固定有所述第二动力组件（30），所述第二动力组件（30）的旋转轴沿水平方向设置且并驱动所述摆动座（10）转动。

3.根据权利要求2所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述摆动座（10）和所述旋转台（50）均呈U形，所述摆动座（10）位于所述旋转台（50）的U形内侧且二者开口方向相同，所述第二动力组件（30）设有两个，分别对称地固定在所述旋转台（50）的U形两侧壁上，且所述摆动座（10）的U形两侧壁的外侧分别与两个所述第二动力组件（30）固定。

4.根据权利要求1所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述第一动力组件（20）包括陶瓷电机（41）、陶瓷环（42）和沿竖直方向设置的第一转轴（21），所述第一转轴（21）通过外壁套设的两个第一滚动轴承（22）可转动地固定在底座（60）内，两个所述第一滚动轴承（22）轴向的内外圈之间分别通过第一内隔套（23）、第一外隔套（24）抵接；所述第一转轴（21）的下方沿轴向依次固定有转接轴（25）、第一法兰轴（26）和所述陶瓷环（42），所述陶瓷电机（41）驱动所述陶瓷环（42）转动；所述第一转轴（21）的上方连接有水平转动的旋转台（50）。

5.根据权利要求4所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述底座（60）中部设有台阶状安装孔（61），所述第一动力组件（20）置于所述安装孔（61）内且所述第一转轴（21）的顶部高出所述底座（60）的上端面；所述陶瓷电机（41）通过第一安装盘（27）固定在所述底座（60）上，所述安装孔（61）内还通过支架（28）固定有用于角度检测的第一传感器（29）。

6.根据权利要求4所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述旋转台（50）、所述第一转轴（21）、所述转接轴（25）和所述第一法兰轴（26）的中部均设有同轴的避空孔。

7.根据权利要求4所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述第二动力组件（30）固定在所述旋转台（50）上并包括陶瓷电机（41）、陶瓷环（42）和沿水平方向设置的第二转轴（31），所述第二转轴（31）连接至所述摆动座（10）；所述第二转轴（31）通过外壁套设的两个第二滚动轴承（32）可转动地固定在所述旋转台（50）上，两个所述第二滚动轴承（32）轴向的内外圈之间分别通过第二内隔套（33）、第二外隔套（34）抵接；所述第二转轴（31）通过第二法兰轴（35）固定在所述陶瓷环（42）上。

8.根据权利要求7所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述第二动力组件（30）还设有通过法兰盘（36-2）固定的第二传感器（36-1），所述第二传感器（36-1）固定在所述旋转台（50）上以检测旋转角度。

9.根据权利要求4或7任一项所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，每个所述陶瓷环（42）的径向设有至少两个所述陶瓷电机（41）。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种两轴高精度转台，其特征在于，所述摆动座（10）的底部固定有配重块（70）。