一种大直径小角度高精密分度机构

摘要

本发明属于位移测量装置技术领域，具体涉及一种大直径小角度高精密分度机构，本发明可用于空气透平实验平台测量位移装置。所述的大直径小角度高精密分度机构包括回转座、圆弧导轨、圆弧导轨动块、支架、摆杆、滑块、拖板、直线导轨、滚珠丝杠副、弹性联轴器、伺服电机。使用圆弧导轨将直线运动转换为圆周运动，使用高精密滚珠丝杠副作直线运动，间接的测量大直径小角度范围内的角度变化量。本发明的大直径小角度高精密分度机构成本低，可靠性好，适用于大直径、分度角度较小、分度精度要求高的检测设备。

权利要求

1.一种大直径小角度高精密分度机构，其特征在于：含有回转座（1）、圆弧导轨（2）、圆弧导轨动块（3）、支架（4）、摆杆（5）、滑块（6）、拖板（7）、直线导轨（8）、滚珠丝杠副（9）、弹性联轴器（10）、伺服电机（11）；

所述圆弧导轨（2）固定在回转座（1）上；圆弧导轨动块（3）固定在摆杆（5）上，支架（4）固定在回转座（1）上；摆杆（5）与滑块（6）为滑动连接；滑块（6）在拖板（7）上旋转，拖板（7）与支架（4）通过直线导轨（8）连接；滚珠丝杠副（9）安装在支架（4）上；伺服电机（11）与支架（4）连接，伺服电机（11）和滚珠丝杠副（9）通过弹性联轴器（10）连接；

所述的圆弧导轨（2）上设置有用于圆周运动的圆弧导轨动块（3）；所述的滚珠丝杠副（9）与用于直线运动的滑块（6）、拖板（7）连接；圆弧导轨动块（3）与滑块（6）通过摆杆（5）连接。

说明书

一种大直径小角度高精密分度机构

技术领域

[0001] 本发明属于位移测量装置技术领域，具体涉及一种大直径小角度高精密分度机构，本发明可用于空气透平实验平台测量位移装置。

背景技术

[0002] 通常大直径分度机构采用蜗轮、蜗杆或齿轮的结构，这种结构传动效率和分度精度较低。空气透平实验平台测量位移装置需要在大直径的圆筒上进行高精密分度，具体要求的分度精度为±5秒。因此常用的大直径分度机构难以在空气透平实验平台测量位移装置上应用。

发明内容

[0003] 为解决常用大直径分度机构精度一般、难以实现空气透平实验平台测量位移装置高精密分度的问题，本发明提供一种大直径小角度高精密分度机构。

[0004] 本发明的大直径小角度高精密分度机构包括：回转座、圆弧导轨、圆弧导轨动块、支架、摆杆、滑块、拖板、直线导轨、滚珠丝杠副、弹性联轴器、伺服电机。

[0005] 所述大直径小角度高精密分度机构的连接关系是：圆弧导轨固定在回转座上；圆弧导轨动块固定在摆杆上，摆杆可以绕着圆弧导轨的圆心作回转运动；支架固定在回转座上；摆杆与滑块为滑动连接，并且在运动时摆杆和滑块绕着拖板作转动；滑块与拖板连接；拖板与支架通过直线导轨连接；滚珠丝杠副安装在支架上；伺服电机安装在支架上，伺服电机与滚珠丝杠副通过弹性联轴器连接。

[0006] 所述的圆弧导轨上设置有用于圆周运动的圆弧导轨动块。

[0007] 所述的滚珠丝杠副与用于直线运动的滑块、拖板连接。

[0008] 所述的圆弧导轨上设置有用于圆周运动的圆弧导轨动块；所述的滚珠丝杠副与用于直线运动的滑块、拖板连接；圆弧导轨动块与滑块通过摆杆连接。

[0009] 所述大直径小角度高精密分度机构的工作过程为：伺服电机带动滚珠丝杠旋转，推动拖板沿着直线导轨作直线运动，拖板的直线运动带动滑块和摆杆沿着圆弧导轨作圆周运动，实现大直径小角度高精密分度。

[0010] 本发明的大直径小角度高精密分度机构，经应用验证，解决了常用大直径分度机构传动效率低、分度精度低、结构复杂、安装调试困难等问题。并具有以下特点：使用圆弧导轨将直线运动转换为圆周运动Δθ，理论上测量直径只受限于圆弧导轨的直径d；使用高精密滚珠丝杠副作直线运动ΔL，理论上测量角度只受限于滚柱丝杠副的行程L；因此，测量的角度根据支架高度H修正后为：Δθ＝arcsin(2×ΔL/(d+H))，在圆弧导轨的直径d和支架高度H都很大的同时，滚珠丝杠副作直线运动ΔL相对很小，在小角度范围内较容易实现圆周运动，Δθ达到很高精度。

附图说明

[0011] 图1是本发明的大直径小角度高精密分度机构的正视图

[0012] 图2是本发明的大直径小角度高精密分度机构的侧视图

[0013] 图中，1.回转座 2.圆弧导轨 3.圆弧导轨的动块 4.支架 5.摆杆6.滑块7.拖板 8.直线导轨 9.滚珠丝杠副 10.弹性联轴器 11.伺服电机

具体实施方式

[0014] 下面结合附图及实施例对本发明进行进一步描述。

[0015] 图1是本发明的大直径小角度高精密分度机构的正视图，图2是本发明的大直径小角度高精密分度机构的侧视图。

[0016] 本发明的大直径小角度高精密分度机构在空气透平实验平台测量位移装置上进行实施。

[0017] 由图1、2知，本发明包括回转座1、圆弧导轨2、圆弧导轨动块3、支架4、摆杆5、滑块6、拖板7、直线导轨8、滚珠丝杠副9、弹性联轴器10、伺服电机11。

[0018] 本发明的大直径小角度高精密分度机构连接关系为：圆弧导轨2固定在回转座1上；圆弧导轨动块3固定在摆杆5上，支架4固定在回转座1上；摆杆5与滑块6为滑动连接；滑块6在拖板7上旋转，拖板7与支架4通过直线导轨8连接；滚珠丝杠副9安装在支架4上；伺服电机11与支架4连接，伺服电机11和滚珠丝杠副9通过弹性联轴器10连接。

[0019] 本发明的大直径小角度高精密分度机构工作过程如下：

[0020] 回转座1提供整个装置的支撑；

[0021] 控制系统输入分度信号至交流伺服电机11；

[0022] 交流伺服电机11输入分度动力至滚珠丝杠副9；

[0023] 滚珠丝杠副9带动拖板7和滑块6作直线运动；

[0024] 拖板7带动滑块6和摆杆4沿着圆弧导轨2作回转运动，完成分度运动；

[0025] 本发明的大直径小角度高精密分度机构具有以下特点：采用的电机为交流伺服电机，通过编码器提供反馈信息，实现半闭环控制，提高了该机构的分度精度；使用带抱闸的电机防止在失电状态下摆杆由于重力的作用发生位置变动；采用P3级的高精密滚珠丝杠副，使直线运动的误差尽可能小；在实际应用的空气透平实验平台测量位移装置上，测量直径为1380mm，当丝杠定位误差为0.006mm时，反应到分度上的误差为1秒；采用R形高精密圆弧滚动导轨可以获得无间隙的高精密圆周运动。

[0026] 按照本发明所公布的实施例能够实现本发明，但本发明的实施不仅仅限于以上实施方式，如通过采用其他功能类似的驱动装置替代本发明的驱动装置以实现本发明。