專利名稱：雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置
一、 技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置，具體地是一種關(guān)于實(shí)現(xiàn)某一 物體在兩個自由度上精確旋轉(zhuǎn)的裝置，即先通過其中一組驅(qū)動裝置使某一物 體實(shí)現(xiàn)一個自由度上的精確旋轉(zhuǎn)，再通過另一組驅(qū)動裝置使該物體實(shí)現(xiàn)另一個 自由度上的精確旋轉(zhuǎn)的一種裝置。
二、 背景技術(shù)
我公司曾經(jīng)開發(fā)出一種雙自由度轉(zhuǎn)盤，其基礎(chǔ)驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)臺相聯(lián)，啟 動最終定位驅(qū)動裝置時，旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，基礎(chǔ)驅(qū)動裝置也隨著旋轉(zhuǎn)。且兩套驅(qū)動 裝置使用的是普通電機(jī)及普通減速器，兩個自由度的旋轉(zhuǎn)件上，沒有特定的消 除間隙裝置及編碼器。此裝置的不足之處是l.最終定位驅(qū)動裝置啟動時，被 驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)重量包括基礎(chǔ)驅(qū)動裝置，由此引起較大的附加轉(zhuǎn)動慣量；2.旋轉(zhuǎn)精 度低，且手動操作。即原裝置整體性能差，精度低，操作困難。
三、發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種整體性能 好，精度高，并操作方便的雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置。 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型的雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置包括基礎(chǔ)驅(qū)動裝置、底座大齒圈、底 座、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座、軸承蓋、軸承、基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器、軸、 旋轉(zhuǎn)臺、扇形齒輪、最終定位驅(qū)動裝置、最終定位驅(qū)動編碼器，其特征在于 底座大齒圈與底座連接；底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座通過軸承連接，軸承用軸承蓋 固定于底座上；底座和旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座均與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；扇形齒輪、旋轉(zhuǎn)機(jī) 架、旋轉(zhuǎn)臺用軸聯(lián)結(jié)在一起，軸和扇形齒輪間及軸和旋轉(zhuǎn)機(jī)架間裝有鍵；基礎(chǔ) 驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編 碼器各自的齒輪和底座大齒圈嚙合；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器 分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器各自的齒輪和 扇形齒輪嚙合。
上述基礎(chǔ)驅(qū)動裝置和最終定位驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)相同，基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器和最終 定位驅(qū)動編碼器結(jié)構(gòu)相同；
基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動裝置包括步進(jìn)電機(jī)、諧波減速器、驅(qū)動裝置 機(jī)架、傳力齒輪、消隙齒輪、軸承、消隙拉簧，步進(jìn)電機(jī)、諧波減速器及驅(qū)動 裝置機(jī)架相互之間通過螺釘連接；傳力齒輪與諧波減速器通過軸承連接，軸承 用內(nèi)外擋圈固定；傳力齒輪與消隙齒輪通過螺釘及消隙拉簧連接，且二者與諧 波減速器通過鍵連接，軸端用擋板及螺釘固定。
基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器及最終定位驅(qū)動編碼器包括傳感器、傳感器機(jī)架、聯(lián)軸節(jié)、 軸、軸承、消隙扭簧、消隙齒輪、增速齒輪，傳感器與傳感器機(jī)架通過螺釘連接；傳感器與軸通過聯(lián)軸節(jié)連接；消隙齒輪與增速齒輪通過螺釘及消隙扭簧連
接，且二者與軸通過鍵連接，軸端用擋板及螺釘固定。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是整體性能好，精度高，應(yīng)用廣泛，使用安全可靠， 操作輕便靈活。


圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的左視圖3是圖1的A-A剖視圖4是本實(shí)用新型基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖5是圖4的俯視圖6是本實(shí)用新型基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器及最終定位驅(qū)動編碼器結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施方式
如圖1至圖6所示，本實(shí)用新型包括基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1、底座大齒圈2、底座 3、旋轉(zhuǎn)機(jī)架4、底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座5、軸承蓋6、軸承7、大螺母8、螺釘 9、銷10、基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器ll、鍵12、軸13、旋轉(zhuǎn)臺14、扇形齒輪15、最終 定位驅(qū)動裝置16、最終定位驅(qū)動編碼器17，底座大齒圈2通過螺釘9及銷10 和底座3連接；底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座5通過軸承7和底座3連接，末端用大 螺母8固定，軸承7通過軸承蓋6固定于底座3上；底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座5 通過螺釘9及銷10和旋轉(zhuǎn)機(jī)架4連接；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器11 各自用螺釘9和旋轉(zhuǎn)機(jī)架4連接；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器11各自的 齒輪和底座大齒圈2嚙合，基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1驅(qū)動底座大齒圈2 (底座大齒圈2 靜止，基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1相對其轉(zhuǎn)動)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)架4在一個方向的旋轉(zhuǎn)，底 座大齒圈2驅(qū)動基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器11，實(shí)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)方向的信息反饋；最終定位驅(qū) 動裝置16及最終定位驅(qū)動編碼器17各自用螺釘9和旋轉(zhuǎn)機(jī)架4連接；最終定 位驅(qū)動裝置16及最終定位驅(qū)動編碼器17各自的齒輪和扇形齒輪15嚙合，最終 定位驅(qū)動裝置16驅(qū)動扇形齒輪15，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺14在另一個方向的旋轉(zhuǎn)；扇形 齒輪15驅(qū)動最終定位驅(qū)動編碼器17，實(shí)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)方向的信息反饋。軸13將扇 形齒輪15、旋轉(zhuǎn)機(jī)架4、旋轉(zhuǎn)臺14聯(lián)結(jié)起來，軸13和扇形齒輪15間裝有鍵 12，軸13和旋轉(zhuǎn)機(jī)架4間裝有鍵，扇形齒輪15帶動旋轉(zhuǎn)臺14同歩旋轉(zhuǎn)。其中 基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1及最終定位驅(qū)動裝置16、基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器11及最終定位驅(qū)動 編碼器17各含有
A基礎(chǔ)驅(qū)動裝置1及最終定位驅(qū)動裝置16各自包括歩進(jìn)電機(jī)18、諧波減 速器19、內(nèi)外擋圈20、驅(qū)動裝置機(jī)架21、傳力齒輪22、消隙齒輪23、擋板24、 彈性擋圈25、軸承26、鍵27、螺釘28、消隙拉簧29。歩進(jìn)電機(jī)18、諧波減速 器19及驅(qū)動裝置機(jī)架21相互之間通過螺釘28連接；傳力齒輪22與諧波減速 器19通過軸承26連接，軸承26的固定用內(nèi)外擋圏20;傳力齒輪22與消隙齒 輪23通過螺釘28及消隙拉簧29連接，且二者與諧波減速器19通過鍵27連接， 軸用擋板24及螺釘28固定。B基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器11及最終定位驅(qū)動編碼器17包括傳感器30、傳感器
機(jī)架31、聯(lián)軸節(jié)32、軸33、軸承34、擋圈35、鍵36、消隙扭簧37、消隙齒 輪38、增速齒輪39。傳感器30與傳感器機(jī)架31通過螺釘連接；傳感器30與 軸33通過聯(lián)軸節(jié)32連接；消隙齒輪38與增速齒輪39通過螺釘及消隙扭簧37 連接，且二者與軸33通過鍵36連接，軸33用擋板及螺釘固定。
工作過程如下其中基礎(chǔ)驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)機(jī)架相聯(lián)，該驅(qū)動裝置啟動時， 帶動整套裝置實(shí)現(xiàn)一個自由度的旋轉(zhuǎn)；最終定位驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)機(jī)架相聯(lián)，該 驅(qū)動裝置啟動時，帶動旋轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)另一個自由度的旋轉(zhuǎn)；以上兩套驅(qū)動裝置實(shí) 現(xiàn)雙自由度旋轉(zhuǎn)。兩個自由度的旋轉(zhuǎn)件上，都裝有特定消除間隙裝置及編碼器， 前者消除因制造，磨損等引起的間隙，后者使各自輸出的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度得以反 饋到各自對應(yīng)的驅(qū)動裝置上，消除間隙裝置及編碼器的安裝，保證旋轉(zhuǎn)的精確 性。
權(quán)利要求1、一種雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置，包括基礎(chǔ)驅(qū)動裝置、底座大齒圈、底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座、軸承蓋、軸承、基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器、軸、旋轉(zhuǎn)臺、扇形齒輪、最終定位驅(qū)動裝置、最終定位驅(qū)動編碼器，其特征在于底座大齒圈與底座連接；底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座通過軸承連接，軸承用軸承蓋固定于底座上；底座和旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座均與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；扇形齒輪、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、旋轉(zhuǎn)臺用軸聯(lián)結(jié)在一起，軸和扇形齒輪間及軸和旋轉(zhuǎn)機(jī)架間裝有鍵；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器各自的齒輪和底座大齒圈嚙合；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器各自的齒輪和扇形齒輪嚙合。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于基礎(chǔ)驅(qū) 動裝置及最終定位驅(qū)動裝置包括步進(jìn)電機(jī)、諧波減速器、驅(qū)動裝置機(jī)架、傳力 齒輪、消隙齒輪、軸承、消隙拉簧，步進(jìn)電機(jī)、諧波減速器及驅(qū)動裝置機(jī)架相 互之間通過螺釘連接；傳力齒輪與諧波減速器通過軸承連接，軸承用內(nèi)外擋圈 固定；傳力齒輪與消隙齒輪通過螺釘及消隙拉簧連接，且二者與諧波減速器通 過鍵連接，軸端用擋板及螺釘固定。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置，其特征在于基礎(chǔ)驅(qū) 動編碼器及最終定位驅(qū)動編碼器包括傳感器、傳感器機(jī)架、聯(lián)軸節(jié)、軸、軸承、 消隙扭簧、消隙齒輪、增速齒輪，傳感器與傳感器機(jī)架通過螺釘連接；傳感器 與軸通過聯(lián)軸節(jié)連接；消隙齒輪與增速齒輪通過螺釘及消隙扭簧連接，且二者 與軸通過鍵連接，軸端用擋板及螺釘固定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙自由度精確旋轉(zhuǎn)裝置，包括基礎(chǔ)驅(qū)動裝置、底座大齒圈、底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座、軸承蓋、軸承、基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器、軸、旋轉(zhuǎn)臺、扇形齒輪、最終定位驅(qū)動裝置、最終定位驅(qū)動編碼器，其特征在于底座大齒圈與底座連接；底座與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座通過軸承連接，軸承用軸承蓋固定于底座上；底座和旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接座均與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；扇形齒輪、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、旋轉(zhuǎn)臺用軸聯(lián)結(jié)在一起，軸和扇形齒輪間及軸和旋轉(zhuǎn)機(jī)架間裝有鍵；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；基礎(chǔ)驅(qū)動裝置及基礎(chǔ)驅(qū)動編碼器各自的齒輪和底座大齒圈嚙合；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)架連接；最終定位驅(qū)動裝置及最終定位驅(qū)動編碼器各自的齒輪和扇形齒輪嚙合。其優(yōu)點(diǎn)是整體性能好，精度高，應(yīng)用廣泛，使用安全可靠，操作輕便靈活。
文檔編號F16M11/00GK201228835SQ20082012588
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者王繼偉, 霞 賈, 陶義斌, 靳自力 申請人:內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造(集團(tuán))有限公司