CN211783514U - 二维曲面电容式编码器实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种二维曲面电容式编码器实验装置，该装置的方位轴系可随俯仰轴系的俯仰轴一起做俯仰方向上的摆动；支架中，侧板左端与后侧俯仰轴系支撑板一体支架的前侧俯仰轴系支撑板与俯仰轴承座固定连接，后侧俯仰轴系支撑板设置在俯仰轴系的后端；A俯仰轴承安装在俯仰轴承座和俯仰轴之间，B俯仰轴承安装在俯仰轴和后侧俯仰轴系支撑板之间；摆臂左端与方位轴系的方位轴承座固连，且摆臂的轴心始终经过方位轴系和俯仰轴系的正交点；二维曲面电容式编码器的移动电容与摆臂的右端连接，固定电容安装固定在固定电容支座上，固定电容支座固连在支架的侧板上。本实用新型避免了轴系悬臂，能够保证轴系平稳运转。
Description
技术领域
本实用新型属于实验设备技术领域，尤其涉及一种二维曲面电容式编码器实验装置。
背景技术
“二维曲面电容式编码器”【中国发明专利申请：CN201910066013.1】，公开了一种不占用系统内部空间，利于系统小型化的二维曲面电容式编码器。为了实验二维曲面电容式编码器的功能，实验装置需要包括相互正交的方位轴系和俯仰轴系，且支撑球冠形极板的摆臂轴线始终经过正交中心；在球冠形极板绕球心作方位和俯仰摆动过程中，需要设置机械限位，同时能够准确读出球冠形极板在方位和俯仰方向上的摆动角度。但在该专利申请公开的机械结构中，存在较长的悬臂结构，且悬臂经过三次转接，降低了电容的传感精度；轴系也存在悬臂结构，不利于轴承的平稳运转；设置有两个限位销，其安装过程较为繁琐。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够保证轴系平稳运转的二维曲面电容式编码器实验装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的二维曲面电容式编码器实验装置包括方位轴系、俯仰轴系、摆臂；俯仰轴系包括俯仰轴承座、A俯仰轴承、俯仰轴和俯仰编码器；方位轴系的方位轴与俯仰轴系的俯仰轴固定连接，方位轴系可随俯仰轴一起做俯仰方向上的摆动；其特征在于还包括支架；所述的支架为一体加工形成的结构件；包括侧板和俯仰轴系支架；俯仰轴系支架包括一体连接的前侧俯仰轴系支撑板、底板和后侧俯仰轴系支撑板，侧板的左端与后侧俯仰轴系支撑板一体；俯仰轴系还包括B俯仰轴承；前侧俯仰轴系支撑板与俯仰轴承座固定连接，后侧俯仰轴系支撑板设置在俯仰轴系的后端；A俯仰轴承安装在俯仰轴承座和俯仰轴之间，B俯仰轴承安装在俯仰轴和后侧俯仰轴系支撑板之间，并由轴承盖压紧固定；摆臂左端与方位轴系的方位轴承座固连，且摆臂的轴心始终经过方位轴系和俯仰轴系的正交点；二维曲面电容式编码器的移动电容与摆臂的右端连接，固定电容安装固定在固定电容支座上，固定电容支座固连在支架的侧板上。
所述的方位轴系包括方位轴承座、方位轴承、方位轴和方位编码器；方位轴承安装在方位轴承座和方位轴之间；方位编码器的定子与方位轴固连，方位编码器的转子与方位轴承座固连。
进一步，本实用新型还包括限位销；俯仰轴的外壁上沿周向加工有俯仰限位槽，方位轴承座的外壁上沿周向开有方位限位槽；限位销底端插在俯仰轴的俯仰限位槽里，上端与俯仰轴承座固连，并且限位销侧面的一部分插在方位限位槽中。
进一步，所述的方位轴和俯仰轴均为空心轴，方便穿过线缆。
进一步，所述的支架的侧板沿长度方向预留多组安装孔，用于固定电容支座的连接固定，可以满足模拟不同球径的使用要求。
进一步，所述的方位编码器和俯仰编码器优选DS系列编码器，该系列编码器精度高、可靠性好。
进一步，所述的方位轴承、A俯仰轴承和B俯仰轴承优选交叉滚柱轴承，刚度好，承载能力强。
本实用新型的有益技术效果在于：能够满足二维曲面电容式编码器对机械结构的功能要求，俯仰轴系两端都装有轴承，避免了轴系悬臂，能够保证轴系平稳运转；摆臂做成一个结构件，能够避免因为转接摆臂造成实验误差；方位限位和俯仰限位设计在同一处，只需安装一个限位销，既操作方便又能达到限位目的。支架7的侧板采用加长设计，能够满足模拟不同球径的使用要求。
附图说明
图1、图2是本实用新型的总装视图。
图3是本实用新型的轴系纵剖视图。
图中：1-固定电容；21-移动电容；22-移动电容座；3-摆臂；4-方位轴系；41-方位轴承；42-方位编码器；43-方位轴；44-方位轴承座；441-方位限位槽；5-俯仰轴系；51-A俯仰轴承；52-俯仰编码器；53-俯仰轴；531-俯仰限位槽；54-俯仰轴承座；55-B俯仰轴承；56-轴承盖；6-固定电容支座；7-支架；71-侧板；721-前侧俯仰轴系支撑板；722-底板；723-后侧俯仰轴系支撑板；73-安装孔；8-限位销。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1至图3所示，本实用新型二维曲面电容式编码器实验装置包括支架7、方位轴系4、俯仰轴系5、摆臂3。
所述的支架7包括一体的侧板71和俯仰轴系支架；俯仰轴系支架包括一体的前侧俯仰轴系支撑板721、底板722和后侧俯仰轴系支撑板723，侧板71的左端与后侧俯仰轴系支撑板723一体。
所述的俯仰轴系5包括俯仰轴承座54、A俯仰轴承51、B俯仰轴承55、俯仰轴53和俯仰编码器52；前侧俯仰轴系支撑板721与俯仰轴承座54固定连接，后侧俯仰轴系支撑板723位于在俯仰轴系5的后端；A俯仰轴承51安装在俯仰轴承座54和俯仰轴53之间并预紧消隙；B俯仰轴承55安装在俯仰轴53和后侧俯仰轴系支撑板723之间，并由轴承盖56压紧固定；俯仰编码器52的定子与俯仰轴承座54固连，俯仰编码器52的转子与俯仰轴53固连，当俯仰轴53摆动时，俯仰编码器52的转子随俯仰轴53转动，俯仰编码器52便能准确读出俯仰轴53的摆动角度；在俯仰轴53的外壁上沿周向开有俯仰限位槽531，限位销8一端插在俯仰轴53的俯仰限位槽531里，当俯仰轴系摆动的角度超过二维曲面电容式编码器的工作量程时，限位销8及时在俯仰方向上进行机械限位。
所述的方位轴系4上的方位编码器42和方位轴承41在方位轴43上的安装方式与俯仰轴系5的相同，工作原理也相同；方位轴43与俯仰轴53固连，当俯仰轴系5摆动时，方位轴系4会跟着俯仰轴53一起做俯仰摆动。
所述的摆臂3的左端与方位轴承座44固连，摆臂3的轴心始终经过方位轴系4和俯仰轴系5的正交点，此正交点也是实验装置模拟的球心；在方位轴承座44的外壁沿周向开有方位限位槽441，限位销8的一端插在俯仰轴53的俯仰限位槽531里，其侧面的一部分插在方位限位槽441中，实现俯仰和方位两个方向上的同时限位；当方位轴系4和俯仰轴系5单独或者同时摆动时，摆臂3都会带动移动电容21在方位和俯仰方向上进行随动和限位；移动电容21安装固定在移动电容支座22上，并通过顶丝固连在摆臂3的末端，固定电容1安装固定在固定电容支座6上，固定电容支座6通过螺栓和定位销固连在支架7的侧板71上，当摆臂3产生摆角时，移动电容21便会在固定电容1表面与其做同球心相对运动，形成电感电容；实验装置中的球冠形极板的球心始终在本实验装置模拟的球心上。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例之一，并非用于限定本实用新型的保护范围，本实用新型中未作详细描述的内容均可以采用本领域内的现有技术，凡是根据本实用新型方法实质做出的实施例，均仍属于本发明方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种二维曲面电容式编码器实验装置，包括方位轴系(4)、俯仰轴系(5)、摆臂(3)；俯仰轴系(5)包括俯仰轴承座(54)、A俯仰轴承(51)、俯仰轴(53)和俯仰编码器(52)；方位轴系(4)的方位轴与俯仰轴系(5)的俯仰轴固定连接，方位轴系(4)可随俯仰轴(53)一起做俯仰方向上的摆动；其特征在于还包括支架(7)；所述的支架(7)包括一体的侧板(71)和俯仰轴系支架；俯仰轴系支架包括一体连接的前侧俯仰轴系支撑板(721)、底板(722)和后侧俯仰轴系支撑板(723)，侧板(71)的左端与后侧俯仰轴系支撑板(723)一体；俯仰轴系(5)还包括B俯仰轴承(55)；前侧俯仰轴系支撑板(721)与俯仰轴承座(54)固定连接，后侧俯仰轴系支撑板(723)设置在俯仰轴系(5)的后端；A俯仰轴承(51)安装在俯仰轴承座(54)和俯仰轴(53)之间，B俯仰轴承(55)安装在俯仰轴(53)和后侧俯仰轴系支撑板(723)之间，并由轴承盖(56)压紧固定；摆臂(3)左端与方位轴系(4)的方位轴承座(44)固连，且摆臂(3)的轴心始终经过方位轴系(4)和俯仰轴系(5)的正交点；二维曲面电容式编码器的移动电容(21)与摆臂(3)的右端连接，固定电容(1)安装固定在固定电容支座(6)上，固定电容支座(6)固连在支架(7)的侧板(71)上。
2.根据权利要求1所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于所述的方位轴系(4)包括方位轴承座(44)、方位轴承(41)、方位轴(43)和方位编码器(42)；方位轴承(41)安装在方位轴承座(44)和方位轴(43)之间；方位编码器(42)的定子与方位轴(43)固连，方位编码器(42)的转子与方位轴承座(44)固连。
3.根据权利要求1所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于还包括限位销(8)；俯仰轴(53)的外壁上沿周向加工有俯仰限位槽(531)，方位轴承座(44)的外壁上沿周向开有方位限位槽(441)；限位销(8)底端插在俯仰轴(53)的俯仰限位槽(531)里，上端与俯仰轴承座(54)固连，并且限位销(8)侧面的一部分插在方位限位槽(441)中。
4.根据权利要求1所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于所述的方位轴(43)和俯仰轴(53)均为空心轴。
5.根据权利要求1所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于所述的支架(7)的侧板(71)沿长度方向预留多组安装孔(73)，用于固定电容支座(6)的连接固定。
6.根据权利要求2所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于所述的方位编码器(42)和俯仰编码器(52)采用DS系列编码器。
7.根据权利要求2所述的二维曲面电容式编码器实验装置，其特征在于所述的方位轴承(41)、A俯仰轴承(51)和B俯仰轴承(55)采用交叉滚柱轴承。
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| CN114624869A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-14 | 长春通视光电技术有限公司 | 高分辨率、大变倍比的光学系统及采用该系统的变焦镜头 |
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