CN213401498U - 一种用于航天的二维转台的方位轴系结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，包括方位支架、通过轴承可转动地安装在方位支架中的中空设置的方位中空轴、安装在方位支架中的驱动方位中空轴转动的电机、以及设在方位支架中的角度反馈器件，角度反馈器件的信号输出端与电机的使能端电连接；方位支架套设在方位中空轴外，轴承、电机和角度反馈器件沿方位中空轴的长度方向依次设置。本实用新型的轴承、电机和光电编码器串联于方位中空轴上，在减小整个方位轴系高度的同时保证足够的刚度、强度，减小了方位轴系高度及重量，节省了空间资源。背对背紧靠设置的一对轴承可以同时承担径向、轴向和倾覆力矩载荷，实现对二维高精度转台的承载和定位。

Description

一种用于航天的二维转台的方位轴系结构

技术领域

本实用新型属于航空领域，具体涉及一种用于航天的二维转台的方位轴系结构。

背景技术

二维高精度转台被广泛应用于航空航天、机械制造和船舶重工等领域，作为载体用作控制产品或产品部件做旋转运动和俯仰运动。用于航天的转台对重量、体积要求及其严苛，而用于航天的跟踪转台尤其要求体积小、重量轻、精度高、强度和刚度尽可能大以及运转平稳。

一般地，方位轴系作为二维转台的重要组成部分，方位轴系安装在转台下方，是转台的基础，其强度和刚度对整个转台的精度至关重要，而航天用转台需要在保证较小体积与重量的情况下具有较大的刚度与强度，节约空间资源的同时还要求轴系精度高、具有抗倾覆性，而现有技术中缺少满足上述要求的方位轴系。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于航天的二维转台的方位轴系结构。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，包括方位支架、通过轴承可转动地安装在方位支架中的中空设置的方位中空轴、安装在方位支架中的驱动方位中空轴转动的电机、以及设在方位支架中的角度反馈器件，角度反馈器件的信号输出端与电机的使能端电连接；

方位支架套设在方位中空轴外，轴承、电机和角度反馈器件沿方位中空轴的长度方向依次设置。

上述技术方案中，轴承、电机和光电编码器串联于方位中空轴上，在减小整个方位轴系高度的同时保证足够的刚度、强度，减小了方位轴系高度及重量，节省了空间资源。

在本实用新型的一种优选实施方式中，角度反馈器件为光电编码器，光电编码器包括与方位中空轴固定连接的光电编码盘、以及与方位支架固定连接的光电接收板。

在本实用新型的一种优选实施方式中，光电编码盘通过螺钉固定安装在方位中空轴一端的端面上；方位支架内壁上具有第一内凸耳，光电接收板的外沿通过螺钉与第一内凸耳固定连接。

在本实用新型的一种优选实施方式中，轴承包括一对背对背紧靠安装的角接触球轴承。背对背紧靠安装的角接触球轴承作用点间距离较大，能够平衡附加轴向力，具有相对较高的刚度，能够同时承受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩，且温升下不易卡死，实现对二维转台的承载和定位。

在本实用新型的一种优选实施方式中，方位支架的内壁上固接有轴承座，轴承座的端面上固接有轴承压盖，轴承的外圈的两端由轴承座和轴承压盖轴向限位；方位中空轴的外壁上具有第一轴肩，方位中空轴的外壁上螺纹连接有锁紧螺母，轴承的内圈的两端分别由方位中空轴的第一轴肩和锁紧螺母轴向限位。

上述技术方案中，采用锁紧螺母调节轴承内圈的轴向预紧力，消除轴向游隙，极大提高了轴承的刚度和回转精度，提高了轴承的性能，保证方位轴系刚度和精度。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，轴承外圈与轴承座之间采用基轴制间隙配合，轴承内圈与方位中空轴之间采用基孔制过盈配合。保证方位轴系的精度。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，方位支架内壁上具有第二内凸耳，轴承座远离轴承压盖的一端由第二内凸耳轴向定位并通过螺钉与之固定连接。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，电机环设在方位中空轴外，电机包括套设在方位中空轴外且与方位中空轴同轴固接的转子、以及套设在转子外与方位支架固接的定子。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，方位中空轴的外壁上具有凸缘，转子的内壁上具有内环台，内环台与凸缘通过螺钉固定连接；方位支架具有内缘凸台，定子的外壁上具有外环台，外环台与内缘凸台通过螺钉固定连接。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，方位中空轴的外壁上具有第二轴肩，转子的一端由第二轴肩轴向定位，转子的内壁由方位中空轴的外壁限位；外环台搭设在内缘凸台上并由之限位，定子的外壁由方位支架的内侧面限位。

相较于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1)该方位轴系结构紧凑，轴承、电机和光电编码器串联于方位中空轴上，在减小整个方位轴系高度的同时保证足够的刚度、强度，减小了方位轴系高度及重量，节省了空间资源。

2)轴承包括一对背对背紧靠安装的角接触球轴承，可以同时承担径向、轴向和倾覆力矩载荷。

3)采用锁紧螺母调节轴承内圈的轴向预紧力，消除轴向游隙，极大提高了轴承的刚度和回转精度，提高了轴承的性能，保证方位轴系刚度和精度。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构的剖视结构示意图。

图2是本申请实施例中的轴承的安装示意图。

图3是本申请实施例中的方位中空轴的立体结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：轴承10、轴承座101、轴承压盖102、锁紧螺母103、方位中空轴20、第一轴肩201、凸缘202、第二轴肩203、小端端面204、轴端侧面205、电机30、转子301、内环台3011、定子302、外环台3021、光电编码器(角度反馈器件)40、光电编码盘41、光电接收板42、方位支架50、第一内凸耳501、第二内凸耳502、内缘凸台503。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

本实用新型提供了一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，如图1所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，其包括方位支架50、通过轴承10可转动地安装在方位支架50中的中空设置的方位中空轴20、安装在方位支架50中的驱动方位中空轴20转动的电机30、以及设在方位支架50中的角度反馈器件40，角度反馈器件40的信号输出端与电机30的使能端电连接。方位支架50套设在方位中空轴20外，轴承10、电机30和角度反馈器件40沿方位中空轴20的长度方向依次设置，比如方位中空轴20为从上至下依次减小的阶梯轴，轴承10和电机30由方位中空轴20的轴肩进行轴向定位，角度反馈器件设在方位中空轴20小端处。

比如方位支架50的下端为法兰盘结构，使用时，通过螺栓将方位支架50的法兰盘安装在需要使用二维转台的设备(比如空间光通信中的光学天线)上，负载(比如光学天线的主镜)与方位中空轴20的上端固定连接，比如通过螺栓连接。角度反馈器件40给电机30控制提供角度信息和角速度信息，电机30驱动方位中空轴20转动以使负载转动，以调节负载的方位，采用电机30直接驱动方位中空轴20转动，提高转动精度。

如图1所示，在另一优选的实施方式中，角度反馈器件40为光电编码器，光电编码器40包括与方位中空轴20小端固定连接的光电编码盘41、以及与方位支架50固定连接的光电接收板42，光电接收板42位于光电编码盘41的下端。具体地，光电编码盘41通过周向均布的螺钉固定安装在方位中空轴20的小端端面204上，并由方位中空轴20的轴端侧面205径向定位。方位支架50下部内壁上具有环形的第一内凸耳501，光电接收板42的外沿通过周向均匀分布的螺钉与第一内凸耳501固定连接，光电接收板42外缘与方位支架50之间具有用于电机线束走线的空间。

如图2和图3所示，在另一优选的实施方式中，轴承10包括一对背对背紧靠安装的标准薄壁角接触球轴承，轴承10包括轴承外圈和轴承内圈，轴承外圈和轴承内圈之间采用滚动体和保持架支撑，角接触球轴承为标准件，其结构在此不详述。

如图1和图2所示，在另一优选的实施方式中，方位支架50上部的的内壁上固接有轴承座101，轴承10设在轴承座101与方位中空轴20之间，轴承外圈与轴承座101之间采用基轴制间隙配合，轴承内圈与方位中空轴20之间采用基孔制过盈配合。轴承10下端具有向内径向延伸的挡沿，轴承座101的上端固接有轴承压盖102，轴承外圈的两端由轴承座101的挡沿和轴承压盖102进行轴向限位。比如方位支架50上部的内壁上具有环形的第二内凸耳502，轴承座101的下端由第二内凸耳502轴向定位并通过周向均匀分布的螺钉与第二内支耳固定连接，轴承压盖102与轴承座101的上端也通过周向均匀分布的螺钉固定。方位中空轴20上部的外壁上具有第一轴肩201，方位中空轴20的外壁上螺纹连接有位于第一轴肩201下方的锁紧螺母103，轴承10的内圈的两端分别由方位中空轴20的第一轴肩201和锁紧螺母103进行轴向限位，在方位中空轴20上转动锁紧螺母103，可调节施加在轴承内圈上的预紧力，消除轴向游隙。

如图1和图3所示，在另一优选的实施方式中，电机30采用直流力矩电机，电机30环设在方位中空轴20中部之外，电机30包括套设在方位中空轴20外且与方位中空轴20同轴固接的转子301、以及套设在转子301外与方位支架50固接的定子302。

在本实施方式中，方位中空轴20的外壁上具有向下设置的凸缘202，转子301的内壁上具有内环台3011，内环台3011位于凸缘202的下方，内环台3011与凸缘202通过周向均匀分布的螺钉固定连接，由此实现转子301与方位中空轴200的固接。方位支架50为上小下大的阶梯结构，方位支架50的阶梯处具有内缘凸台503，定子302的外壁上具有外环台3021，外环台3021与内缘凸台503也通过周向均匀分布的螺钉固定连接，由此实现定子302与方位支架500的固接。

如图1和图3所示，在另一优选的实施方式中，方位中空轴20的外壁上具有位于凸缘202上方的第二轴肩203，转子301的上端由第二轴肩203限位，便于转子301的轴向定位；转子301内壁由方位中空轴20的外壁限位，便于转子301的径向定位。外环台3021搭设在内缘凸台503上并由之限位，便于定子302的周向定位；定子302的外壁由方位支架50的内侧面限位，便于定子302的径向限位。

在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，包括方位支架、通过轴承可转动地安装在方位支架中的中空设置的方位中空轴、安装在方位支架中的驱动所述方位中空轴转动的电机、以及设在所述方位支架中的角度反馈器件，角度反馈器件的信号输出端与所述电机的使能端电连接；

所述方位支架套设在所述方位中空轴外，所述轴承、电机和角度反馈器件沿所述方位中空轴的长度方向依次设置。

2.如权利要求1所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述角度反馈器件为光电编码器，所述光电编码器包括与所述方位中空轴固定连接的光电编码盘、以及与所述方位支架固定连接的光电接收板。

3.如权利要求2所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述光电编码盘通过螺钉固定安装在所述方位中空轴一端的端面上；所述方位支架内壁上具有第一内凸耳，所述光电接收板的外沿通过螺钉与所述第一内凸耳固定连接。

4.如权利要求1所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述轴承包括一对背对背紧靠安装的角接触球轴承。

5.如权利要求1所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述方位支架的内壁上固接有轴承座，轴承座的端面上固接有轴承压盖，所述轴承的外圈的两端由轴承座和轴承压盖轴向限位；所述方位中空轴的外壁上具有第一轴肩，所述方位中空轴的外壁上螺纹连接有锁紧螺母，所述轴承的内圈的两端分别由方位中空轴的第一轴肩和锁紧螺母轴向限位。

6.如权利要求5所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述轴承外圈与轴承座之间采用基轴制间隙配合，所述轴承内圈与方位中空轴之间采用基孔制过盈配合。

7.如权利要求5所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述方位支架内壁上具有第二内凸耳，轴承座远离轴承压盖的一端由第二内凸耳轴向定位并通过螺钉与之固定连接。

8.如权利要求1-7中任一项所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述电机环设在方位中空轴外，所述电机包括套设在方位中空轴外且与方位中空轴同轴固接的转子、以及套设在所述转子外与所述方位支架固接的定子。

9.如权利要求8所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述方位中空轴的外壁上具有凸缘，所述转子的内壁上具有内环台，所述内环台与凸缘通过螺钉固定连接；所述方位支架具有内缘凸台，所述定子的外壁上具有外环台，所述外环台与内缘凸台通过螺钉固定连接。

10.如权利要求9所述的一种用于航天的二维转台的方位轴系结构，其特征在于，所述方位中空轴的外壁上具有第二轴肩，所述转子的一端由所述第二轴肩轴向定位，所述转子的内壁由方位中空轴的外壁限位；所述外环台搭设在所述内缘凸台上并由之限位，所述定子的外壁由方位支架的内侧面限位。

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