CN220270472U - 电动速率位置飞行转台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电动速率位置飞行转台，属于电动转台技术领域，电动速率位置飞行转台，包括铸铁底座，铸铁底座的上端安装有外框轴组件，外框轴组件的外端安装有外框码盘，外框轴组件的上端转动连接有外框架，外框架的上端设有中框轴组件，中框轴组件的上端固定连接有插销组件，两个中框轴组件的内壁之间转动连接有内框架，内框架的下端安装有内框轴组件，内框架的内底端转动连接有工作台，铸铁底座的底端安装有多个均匀分布的调平地脚，本实用新型可以实现在无框电机的使用下，其体积小，扭力大，好容易控制，与时栅编码器配合，精度更高，成本更低。

Description

电动速率位置飞行转台

技术领域

本实用新型涉及电动转台技术领域，更具体地说，涉及电动速率位置飞行转台。

背景技术

三轴电动转台是一种用于信息科学与系统科学领域的分析仪器，常用于对各类惯性器件测试及运动仿真试验，其检测试验的准确度较高，因此三轴电动转台的使用率大大提高

但由于传统电动转台采用步进电机及减速机构搭配组合，这种结构有以下几个缺点：

第一，传统电动转台电机能过减速机构如涡轮蜗杆传动，导致转台的转速受减速机影响，从而导致转速不高。

第二，由于减速机结构配合有间隙，所在当转台转动到某一位置后不容易锁住。

第三，步进电机扭力小。

第四，普通转台采用光电编码器，成本高，精度低。

为此本方案提出了电动速率位置飞行转台，来完善上述缺陷。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供电动速率位置飞行转台，可以实现在无框电机的使用下，其体积小，扭力大，好容易控制，与时栅编码器配合，精度更高，成本更低。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

电动速率位置飞行转台，包括铸铁底座，所述铸铁底座的上端安装有外框轴组件，所述外框轴组件的外端安装有外框码盘，所述外框轴组件的上端转动连接有外框架，所述外框架的上端设有中框轴组件，所述中框轴组件的上端固定连接有插销组件，两个所述中框轴组件的内壁之间转动连接有内框架，所述内框架的下端安装有内框轴组件，所述内框架的内底端转动连接有工作台，所述铸铁底座的底端安装有多个均匀分布的调平地脚。

进一步的，所述外框轴组件包括铸铁底座上端转动连接的主轴，所述铸铁底座内部安装有外框电机和外框轴承，所述外框电机和外框轴承均套设与主轴的外侧，且外框轴承位于外框电机的上侧。

进一步的，所述内框轴组件包括内框架下端安装的导电滑环，所述导电滑环的外端套设有内框轴，所述内框轴的外端安装有内框轴承，所述内框架的下端安装有内框电机和内框码盘，所述内框电机位于导电滑环的左侧，所述内框码盘位于导电滑环的底端。

进一步的，所述中框轴组件包括外框架上端安装的中框电机，所述中框电机与内框架的侧端固定连接，所述中框电机的外端套设有中框轴承，所述中框电机的侧端安装有角度传感器。

进一步的，所述外框电机、中框电机和内框电机均为直流力矩电机设置。

进一步的，所述外框轴承、中框轴承和内框轴承均为角接触球轴承设置。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

(1)无框电机的应用为直驱式，能避免抢占有限的带宽资源，同时消除扭转损失，以及所有发条或弹簧损耗。消除机械裕量可将带宽提升5倍至20倍，而带宽越大，机器就能更快响应、运转和启停。能满足更多指标要求，每分钟能完成更多的工序，从而大幅提升生产效率。

(2)尺寸优势：使用无框电机还能增大转矩密度，进而减少占地面积、降低重量，较轻的重量还能起到节能作用。

(3)安装优势：采用嵌入式电机设计的直驱式，即电机直接连接到负载，无需联轴器、皮带和滑轮、齿轮以及其他机械部件。因此直驱无框电机能降低维护需求，缩短开机时间。同时，使用无框电机，无需改装机器的动力学模型。无框电机的转子和定子无需进行任何特殊的公差分析，与其他类似器件一样，可按常规的设计流程进行安装。

综上所述，在无框电机的使用下，其体积小，扭力大，好容易控制，与时栅编码器配合，精度更高，成本更低。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为本实用新型整体剖面的结构示意图；

图3为本实用新型外框轴组件的结构示意图；

图4为本实用新型内框轴组件的结构示意图；

图5为本实用新型中框轴组件的结构示意图。

图中标号说明：

1铸铁底座、101调平地脚、2外框码盘、5外框架、9插销组件、10内框架；

18外框轴组件，3外框电机、4外框轴承、17主轴；

20中框轴组件，6中框轴承、7角度传感器、8中框电机；

19内框轴组件，11内框轴、12内框电机、13内框码盘、14工作台、15内框轴承、16导电滑环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1-5，电动速率位置飞行转台，包括铸铁底座1，铸铁底座1的上端安装有外框轴组件18，外框轴组件18的外端安装有外框码盘2，外框轴组件18的上端转动连接有外框架5，外框架5的上端设有中框轴组件20，中框轴组件20的上端固定连接有插销组件9，两个中框轴组件20的内壁之间转动连接有内框架10，内框架10的下端安装有内框轴组件19，内框架10的内底端转动连接有工作台14，铸铁底座1的底端安装有多个均匀分布的调平地脚101。

进一步的，外框轴组件18包括铸铁底座1上端转动连接的主轴17，铸铁底座1内部安装有外框电机3和外框轴承4，外框电机3和外框轴承4均套设与主轴17的外侧，且外框轴承4位于外框电机3的上侧。

进一步的，内框轴组件19包括内框架10下端安装的导电滑环16，导电滑环16的外端套设有内框轴11，内框轴11的外端安装有内框轴承15，内框架10的下端安装有内框电机12和内框码盘13，内框电机12位于导电滑环16的左侧，内框码盘13位于导电滑环16的底端。

进一步的，中框轴组件20包括外框架5上端安装的中框电机8，中框电机8与内框架10的侧端固定连接，中框电机8的外端套设有中框轴承6，中框电机8的侧端安装有角度传感器7。

进一步的，外框电机3、中框电机8和内框电机12均为直流力矩电机设置。

进一步的，外框轴承4、中框轴承6和内框轴承15均为角接触球轴承设置。

本方案在使用过程中，三轴电动转台为三轴框架式机械轴系仿真设备，由机械台体、测控系统等三部分组成。台体结构采用UUT框架形式，采用圆光栅实现角位置动态测量，采用直流力矩电机实现轴系旋转驱动。

测控系统通过台体插座上的电缆，连接圆光栅的测量信号与直流力矩电机的驱动信号，实时采集三轴角度数据，传送控制指令。

三轴电动转台的机械台体结构为UUT型三轴转台。整个转台由底座1、两框框架、三框轴系和工作台组成，转台外形尺寸为730mm×580mm×1250mm，总重量约250kg。

两框框架均采用铸造铝合金材料，牌号为ZL107，具有力学性能高、可切削性能好等优点。框架内部设有加强筋，以提升整体的刚性。框架铸造完成后进行T6处理以提升框架的综合力学性能。框架采用精镗工艺，保证框架轴孔的同轴度和垂直度。

底座1采用灰铸铁材料，牌号为HT200，具有强度高、稳定性高、铸造性能好等优点。底座1内部设有加强筋，以提升整体的刚性。底座1铸造完成后进行人工时效，以消除残余应力，稳定底座1材料的组织和尺寸。底座1采用精镗工艺，保证底座1轴孔的形位公差。底座1留有8个Φ9通孔，可通过8个M8螺钉与台面固连。

内框轴组件19由工作台14、内框轴11、内框轴承15、内框电机12组成。

中框轴组件由内框框架、中框轴承6、、中框电机8、角度传感器7组成。

外框轴组件由底座1、外框轴承4、外框电机3、主轴17组成。

且外框和中框轴组件都设置了机械零位插销组件9，用于转台在安装负载或运输时防止轴系自由转动。

三框轴组件都设计有限位机构，能够实现偏航、俯仰±45°,滚转0～360°的转动范围，限位机构采用拨杆+滑块以及弹性挡块的形式，确保安全可靠。

转台底部安装有调平地脚101，用于整体的调整水平。

考虑到转台的通用性，配备有不同型号重量的配重块和砝码，其配平能力可控制在轴系的静摩擦力矩范围之内。

工作台14的台面直径为Φ350mm，采用硬铝合金材料，表面进行精密研磨加工，保证达到良好的平面度和端面跳动，台面安装面呈放射状均布数圈螺纹孔，用于负载的安装，具体尺寸和大小与用户协商后确定。台面上留有接插件安装孔，便于负载走线。

轴承是三轴电动转台的关键元部件之一，轴承的精度、支承刚度、摩擦力矩会直接影响三轴台的动态和静态特性。

内框轴组件19采用一对角接触球轴承7018AC/DB.P4作为支承。

中框轴组件20采用两对带预紧力的精密角接触球轴承作为支承，轴承型号为7918AC/DB.P4。

外框轴组件18采用一对角接触球轴承7024AC/DB.P4作为支承，轴承间增加隔环以提升轴系的回转精度和承载能力。

该方案的轴系承载能力大，连接刚度高，是转台轴系常用的支承结构，可达到较高的回转精度。

本测角系统必须为高分辨率、高的静态和动态测量精度、实时数据输出等特点的角度测量系统。为达到上述要求，角度传感器的选择至关重要。常用的角度传感器有圆光栅、角度编码器、旋转变压器等，又可以分为增量式和绝对式两大类。考虑到安装尺寸、精度要求、动态特性等因素，选用英国雷尼绍公司的绝对式角度编码器，无内置轴承，安装尺寸紧凑，可满足该转台俯仰、偏航定位精度≤0.005°，滚转定位精度≤0.03°的精度要求。

该系列编码器的测量基准是周期刻线-光栅，光栅刻制在钢制基体上，其自身刚性较高，精度稳定，对安装的基准面要求较低，经过多次实际使用比较，在可靠性及精度稳定性等方面均优于同类产品。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.电动速率位置飞行转台，包括铸铁底座(1)，其特征在于：所述铸铁底座(1)的上端安装有外框轴组件(18)，所述外框轴组件(18)的外端安装有外框码盘(2)，所述外框轴组件(18)的上端转动连接有外框架(5)，所述外框架(5)的上端设有中框轴组件(20)，所述中框轴组件(20)的上端固定连接有插销组件(9)，两个所述中框轴组件(20)的内壁之间转动连接有内框架(10)，所述内框架(10)的下端安装有内框轴组件(19)，所述内框架(10)的内底端转动连接有工作台(14)，所述铸铁底座(1)的底端安装有多个均匀分布的调平地脚(101)。

2.根据权利要求1所述的电动速率位置飞行转台，其特征在于：所述外框轴组件(18)包括铸铁底座(1)上端转动连接的主轴(17)，所述铸铁底座(1)内部安装有外框电机(3)和外框轴承(4)，所述外框电机(3)和外框轴承(4)均套设与主轴(17)的外侧，且外框轴承(4)位于外框电机(3)的上侧。

3.根据权利要求2所述的电动速率位置飞行转台，其特征在于：所述内框轴组件(19)包括内框架(10)下端安装的导电滑环(16)，所述导电滑环(16)的外端套设有内框轴(11)，所述内框轴(11)的外端安装有内框轴承(15)，所述内框架(10)的下端安装有内框电机(12)和内框码盘(13)，所述内框电机(12)位于导电滑环(16)的左侧，所述内框码盘(13)位于导电滑环(16)的底端。

4.根据权利要求3所述的电动速率位置飞行转台，其特征在于：所述中框轴组件(20)包括外框架(5)上端安装的中框电机(8)，所述中框电机(8)与内框架(10)的侧端固定连接，所述中框电机(8)的外端套设有中框轴承(6)，所述中框电机(8)的侧端安装有角度传感器(7)。

5.根据权利要求4所述的电动速率位置飞行转台，其特征在于：所述外框电机(3)、中框电机(8)和内框电机(12)均为直流力矩电机设置。

6.根据权利要求4所述的电动速率位置飞行转台，其特征在于：所述外框轴承(4)、中框轴承(6)和内框轴承(15)均为角接触球轴承设置。