CN207687116U - 一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置，由基座体、密珠套、导向柱、升降蜗杆、升降蜗轮、升降位置反馈板、升降位置传感器、升降齿盘和旋转齿盘等构成，升降齿盘、导向柱和密珠套组成处于小过盈配合状态的双密珠轴系，升降蜗轮、升降蜗杆、升降位置反馈板及升降位置传感器组成升降机构，升降齿盘与旋转齿盘啮合。本实用新型运用了双密珠轴系和齿盘锁紧的结构，能使旋转定位装置旋转轴与旋转定位装置外壳通过升降齿盘、旋转齿盘啮合而固定在一起，使得旋转定位装置在固定位置进行可靠锁紧。本实用新型具有能为旋转定位装置提供长期高精度的锁紧状态、重复定位精度高、使用寿命长、可靠性高、体积小、适用于各种旋转定位装置的优点。

Description

一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及旋转定位装置，尤其是涉及一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置。

背景技术

锁紧装置是一种应用于单轴或多轴旋转定位装置上的重要装置。传统的标定方法是先将惯组从载体上拆卸下来，再经转台标定后，最后重新安装在载体上。基于该种标定方式的不便之处开发出一种在线、无需拆卸安装的旋转定位装置。由于惯组设备的制导方案的需要，在线自标定技术对旋转定位装置主要有到位时不准有位置超调过程（锁紧可靠）的要求。现在国内广泛使用的旋转定位和锁紧主要采取两种方式：机电插销锁紧方式和机械传动件自锁锁紧方式，这两种方式都存在锁紧重复精度不高、使用寿命不长、锁紧不可靠的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能为旋转定位装置提供长期高精度的锁紧状态、使用寿命长、可靠性高、适用于各种旋转定位装置的基于齿盘的小尺寸锁紧装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置，包括基座体和控制电路，特征是：在基座体的中间设有一个基座体中间通孔，在基座体对称轴的左右两端各设有一个基座体通孔，在每个基座体通孔的前后端面各设有一个沉头台阶通孔，两个“T”字形的导向柱分别穿过各自的基座体通孔并各以螺钉连接方式固定在基座体上，在导向柱下端的外壁套有带标准钢球的密珠套，在升降齿盘的两侧圆形耳朵处设有一个升降齿盘通孔，升降齿盘通过两侧的升降齿盘通孔套在密珠套的外壁，升降齿盘、导向柱和密珠套相配合组成处于小过盈配合状态的双密珠轴系；在基座体的中间偏左处设有一端通过联轴器连接在升降电机的输出轴上的升降蜗杆，在基座体的基座体中间通孔中设有通过轴承定位的升降蜗轮，升降蜗轮与升降蜗杆啮合，在升降蜗轮的底部有设外螺纹，在升降齿盘的中间设有带内螺纹的螺纹孔，升降蜗轮通过螺纹连接方式与升降齿盘连接，处于升降齿盘下方的旋转齿盘的底端固定在旋转定位装置的旋转定位装置旋转轴的顶端，旋转齿盘顶部的端齿面能与升降齿盘底部的端齿面啮合；在基座体的底部两侧通过螺钉各安装有一个升降位置传感器，在升降齿盘的边缘凸台上通过两个螺钉安装有用于给升降位置传感器感应升降齿盘的位置信号用的升降位置反馈板，升降位置反馈板、升降位置传感器、升降电机通过导线分别与控制电路连接。

升降齿盘、旋转齿盘均为刚性直齿端齿盘。

本实用新型由基座体、密珠套、导向柱、升降蜗杆、升降蜗轮、升降位置反馈板、升降位置传感器、控制电路、升降齿盘和旋转齿盘构成，升降齿盘、导向柱和密珠套相配合组成处于小过盈配合状态的双密珠轴系，升降蜗轮、升降蜗杆、升降位置反馈板及升降位置传感器组成升降机构。本实用新型通过升降电机驱动升降蜗杆、升降蜗轮，带动升降齿盘进行升降运动，双密珠轴系能保证升降齿盘在升降过程中不会扭动，本实用新型利用升降齿盘与安装在旋转定位装置上旋转轴系的旋转齿盘的啮合，使得旋转定位装置处于可靠的锁紧状态。由于升降齿盘、旋转齿盘具有平均效应和磨损不会影响精度的特点，使得锁紧装置有重复定位精度高、使用寿命长的优点。

在升降运动过程中，升降位置反馈板随升降齿盘一同运动，由于基座体在此过程中不动，因此可以通过基座体上的升降位置传感器来感应升降位置反馈板的位置信息，从而反馈信号给控制电路判断是否到达锁紧位置或解锁位置。

基座体用于安装其它零件，对相关的安装面有较高的平面度要求，各安装孔位需精密加工，使装配时传动轴系有很好的回转精度。

旋转齿盘通过螺钉被安装在旋转定位装置的旋转轴上，当旋转轴转动到预定需要锁紧的位置上时，升降齿盘进行升运动，与旋转齿盘啮合，达到锁紧旋转定位装置的旋转轴的目的。

控制电路安装在旋转定位装置上，方便与旋转定位装置直接通过接口进行通讯，升降电机、升降位置传感器安装在基座体上，升降位置反馈板安装在升降齿盘上，升降电机用于驱动升降蜗杆、升降蜗轮，升降位置传感器、升降位置反馈板用于反馈升降齿盘的位置信息，从而达到闭环控制的目的。

本实用新型运用了双密珠轴系和齿盘锁紧的结构，能使旋转定位装置旋转轴与旋转定位装置外壳通过升降齿盘、旋转齿盘啮合而固定在一起，使得旋转定位装置在固定位置进行可靠锁紧。因此，本实用新型具有以下优点：

1、锁紧可靠：升降齿盘、旋转齿盘锁紧可以满足各种恶劣的力学环境；

2、重复定位精度高：升降齿盘、旋转齿盘的多齿分度技术使得重复定位精度高；

3、使用寿命长：升降齿盘、旋转齿盘在直齿磨损的情况下不会降低精度，依然能正常使用，可靠性高；

4、体积小：本实用新型的主体通过升降齿盘、旋转齿盘锁紧，所需的传动件少，对电机要求的功率不高，使得整体尺寸可以做到比较小的程度。

本实用新型适用于各种旋转定位装置。

附图说明

图1是本实用新型的使用状态图；

图2是锁紧装置的剖视示意图；

图3是锁紧装置的机械台体外形示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是升降齿盘的外形结构示意图；

其中：1－旋转定位装置外壳；2－锁紧装置；3－旋转定位装置旋转轴；4－旋转定位装置外框；5－旋转定位装置俯仰轴；6－旋转定位装置；201—基座体；202—密珠套；203—导向柱；204—升降蜗杆；205—升降蜗轮；206—升降位置反馈板； 207—控制电路；208—升降位置传感器；209—升降齿盘；210—旋转齿盘；211—轴承；212—升降齿盘通孔；213—基座体侧通孔；214—沉头台阶通孔；215—升降电机；216—基座体中间通孔；217-升降齿盘的边缘凸台；218-升降齿盘的螺纹孔。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置，包括基座体201和控制电路207，特征是：在基座体201的中间设有一个基座体中间通孔216，在基座体201对称轴的左右两端各设有一个基座体通孔213，在每个基座体通孔213的前后端面各设有一个沉头台阶通孔214，两个“T”字形的导向柱203分别穿过各自的基座体通孔213并各以螺钉连接方式固定在基座体201上，在导向柱203下端的外壁套有带标准钢球的密珠套202，在升降齿盘209的两侧圆形耳朵处设有一个升降齿盘通孔212，升降齿盘209通过两侧的升降齿盘通孔212套在密珠套202的外壁，升降齿盘209、导向柱203和密珠套202相配合组成处于小过盈配合状态的双密珠轴系；在基座体201的中间偏左处设有一端通过联轴器连接在升降电机215的输出轴上的升降蜗杆204，在基座体201的基座体中间通孔216中设有通过轴承211定位的升降蜗轮205，升降蜗轮205与升降蜗杆204啮合，在升降蜗轮205的底部有设外螺纹，在升降齿盘209的中间设有带内螺纹的螺纹孔218，升降蜗轮205通过螺纹连接方式与升降齿盘209连接，处于升降齿盘209下方的旋转齿盘210的底端固定在旋转定位装置6的旋转定位装置旋转轴3的顶端，旋转齿盘210顶部的端齿面能与升降齿盘209底部的端齿面啮合；在基座体201的底部两侧通过螺钉各安装有一个升降位置传感器208，在升降齿盘209的边缘凸台217上通过两个螺钉安装有用于给升降位置传感器208感应升降齿盘209的位置信号用的升降位置反馈板206，升降位置反馈板206、升降位置传感器208、升降电机215通过导线分别与控制电路207连接。

升降齿盘209、旋转齿盘210均为刚性直齿端齿盘。

如图1所示，锁紧装置2在某双轴旋转定位装置上的应用，旋转定位装置6可以绕X方向（旋转定位装置旋转轴3）和Y方向（旋转定位装置俯仰轴5）进行旋转定位工作。锁紧装置的控制电路及机械台体（除旋转齿盘部分）安装在旋转定位装置外壳1上。

基座体201和控制电路207通过螺钉固定在旋转定位装置外壳1上。

工作原理：当双轴旋转定位装置在工作时，锁紧装置2处于待机状态，等待指令。当旋转定位装置6旋转定位工作完成，需要进行锁紧时，旋转定位装置旋转轴3旋转到图1所示位置，然后系统向锁紧装置2的控制电路207发出指令，锁紧装置2开始工作，升降电机215驱动升降蜗杆204，升降蜗杆204带动升降蜗轮205运动，升降蜗轮205旋转迫使升降齿盘209进行升运动（图1中x轴负方向），由于采用双密珠轴系结构，使得升降齿盘209在运动中在旋转方向被限位，整体只沿升降方向进行直线运动。当升降齿盘209运动到与旋转齿盘210啮合的位置时，升降位置传感器208通过感应固连在升降齿盘209上的升降位置反馈板206的位置，向控制电路207反馈升降齿盘209的位置信息，控制电路207发出停止指令，锁紧装置2的升降电机215停止工作。经过上述过程，旋转定位装置旋转轴3及与旋转定位装置外框4连接的旋转定位装置俯仰轴5同时被锁紧装置2锁定限位，此时，旋转定位装置6处于一个可靠的锁紧状态。

当双轴旋转定位装置需要进行工作时，锁紧装置2接到指令，进行解锁工作。升降电机215驱动升降蜗杆204，升降蜗杆204带动升降蜗轮205运动，升降蜗轮205旋转迫使升降齿盘209脱离与旋转齿盘210啮合的位置，进行降运动（图1中x轴正方向），由于采用双密珠轴系结构，使得升降齿盘209在运动中在旋转方向被限位，整体只沿升降方向进行直线运动。当升降齿盘209运动到规定的位置时，升降位置传感器208通过感应固连在升降齿盘209上的升降位置反馈板206的位置，向控制电路207反馈升降齿盘209的位置信息，控制电路207发出停止指令，锁紧装置2的升降电机215停止工作。经过上述过程，旋转定位装置旋转轴3及与旋转定位装置外框4连接的旋转定位装置俯仰轴5同时被解除锁定状态，此时，旋转定位装置6处于一个可进行旋转工作状态。

Claims (2)

1.一种基于齿盘的小尺寸锁紧装置，包括基座体和控制电路，其特征在于：在基座体的中间设有一个基座体中间通孔，在基座体对称轴的左右两端各设有一个基座体通孔，在每个基座体通孔的前后端面各设有一个沉头台阶通孔，两个“T”字形的导向柱分别穿过各自的基座体通孔并各以螺钉连接方式固定在基座体上，在导向柱下端的外壁套有带标准钢球的密珠套，在升降齿盘的两侧圆形耳朵处设有一个升降齿盘通孔，升降齿盘通过两侧的升降齿盘通孔套在密珠套的外壁，升降齿盘、导向柱和密珠套相配合组成处于小过盈配合状态的双密珠轴系；在基座体的中间偏左处设有一端通过联轴器连接在升降电机的输出轴上的升降蜗杆，在基座体的基座体中间通孔中设有通过轴承定位的升降蜗轮，升降蜗轮与升降蜗杆啮合，在升降蜗轮的底部有设外螺纹，在升降齿盘的中间设有带内螺纹的螺纹孔，升降蜗轮通过螺纹连接方式与升降齿盘连接，处于升降齿盘下方的旋转齿盘的底端固定在旋转定位装置的旋转定位装置旋转轴的顶端，旋转齿盘顶部的端齿面能与升降齿盘底部的端齿面啮合；在基座体的底部两侧通过螺钉各安装有一个升降位置传感器，在升降齿盘的边缘凸台上通过两个螺钉安装有用于给升降位置传感器感应升降齿盘的位置信号用的升降位置反馈板，升降位置反馈板、升降位置传感器、升降电机通过导线分别与控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于齿盘的小尺寸锁紧装置，其特征在于：升降齿盘、旋转齿盘均为刚性直齿端齿盘。