本發(fā)明涉及高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺裝置，尤其是一種X射線衍射儀用同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺裝置。

背景技術(shù)：

X射線衍射儀是利用衍射原理，精確測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、織構(gòu)及應(yīng)力的精密檢測儀器。其廣泛應(yīng)用于材料、先進制造技術(shù)、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)生產(chǎn)等領(lǐng)域，是這些研究領(lǐng)域不可或缺的研究手段。同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺是X射線衍射儀器的關(guān)鍵部件，該測角轉(zhuǎn)臺的兩個旋轉(zhuǎn)工作臺均繞x軸、y軸、或者z軸任意一軸旋轉(zhuǎn)，同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺的精度直接影響著衍射儀的檢測精度。目前市場上衍射儀的轉(zhuǎn)臺，要么小尺寸、小承載，要么大尺寸、大承載。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、高剛性、高分度測角精度高、相對承載力大的特點，滿足需要對體積要求小、分度測角精度高且承載力相大的轉(zhuǎn)臺的要求。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺裝置，包括臺體、內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺、外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺、內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸、外組合軸承Ⅰ、內(nèi)組合軸承Ⅱ、高精度時柵角度傳感器Ⅰ、高精度時柵角度傳感器Ⅱ、控制系統(tǒng)及驅(qū)動系統(tǒng)。

所述內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺固定在內(nèi)環(huán)軸上，內(nèi)環(huán)軸固定在內(nèi)組合軸承Ⅱ上；外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺固定在外環(huán)軸上，外環(huán)軸固定在外組合軸承Ⅰ上；內(nèi)組合軸承上Ⅱ、外組合軸承Ⅰ分別固定在臺體上加工的兩個同心圓環(huán)面上；由轉(zhuǎn)子和定子組成的兩套內(nèi)外高精度時柵角度傳感器的轉(zhuǎn)子分別直接或者間接固定連接在內(nèi)環(huán)軸和外環(huán)軸上，定子相應(yīng)直接或者間接固定在與各自轉(zhuǎn)子同心的臺體的圓環(huán)面上；兩套內(nèi)外高精度時柵角度傳感器、驅(qū)動系統(tǒng)接入控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對驅(qū)動系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺步進角設(shè)置及旋轉(zhuǎn)方向的改變，高精度時柵角度傳感器完成內(nèi)外旋轉(zhuǎn)工作臺即時旋轉(zhuǎn)角度的測量輸出。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性大，分度測角精度高，相應(yīng)體積下承載力大的特點，其分度測角精度在±3＂以內(nèi)，承載可達到150kg，承載相對較大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裝配總圖。

圖2是本發(fā)明的臺體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.臺體；2.環(huán)罩；3. 外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺；4. 內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺；5.上蓋; 6.內(nèi)環(huán)軸；7.時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅰ；8.時柵角位移傳感器定子Ⅰ、9.環(huán)罩；10.外環(huán)軸；11.外組合軸承Ⅰ；12.護罩；13.內(nèi)組合軸承Ⅱ；14.外蝸桿；15.外蝸輪；16.滾動軸承；17.組合支架；18.內(nèi)蝸桿；19.內(nèi)蝸輪；20.下蓋；21.環(huán)架Ⅰ；22.時柵角位移傳感器定子Ⅱ；23.時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅱ；24.接盤；25.環(huán)架Ⅱ；26.固定盤；27.擋環(huán)；28.時柵角位移傳感器定子Ⅰ安裝基面，29.外組合軸承的同心圓環(huán)安裝基面；30.內(nèi)組合軸承的同心圓環(huán)安裝基面；31.時柵角位移傳感器定子Ⅱ的基面。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施對本發(fā)明做詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺裝置的結(jié)構(gòu)如下：

轉(zhuǎn)臺裝置的內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺4通過螺釘固定在內(nèi)環(huán)軸6上，內(nèi)環(huán)軸6固定連接內(nèi)蝸輪19，內(nèi)環(huán)軸6固定在內(nèi)組合軸承II13的端面上。外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺3通過螺釘固定在外環(huán)軸10上，外環(huán)軸10固定連接外蝸輪15，外環(huán)軸10固定在外組合軸承I11的端面上。外組合軸承I11及內(nèi)組合軸承II13分別固定在一次加工完成的臺體1的同心圓環(huán)基面29和基面30上。臺體1的結(jié)構(gòu)參見圖2。

轉(zhuǎn)臺裝置的滾動軸承16以過渡配合方式套于內(nèi)環(huán)軸6上，由擋環(huán)27軸向約束，和內(nèi)組合軸承II13和內(nèi)環(huán)軸6組合為簡支梁結(jié)構(gòu)，增強內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺4的整體剛度。

轉(zhuǎn)臺裝置有兩套高精度時柵角位移傳感器，時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅰ7、時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅱ23分別固定連接在內(nèi)環(huán)軸6和外環(huán)軸10上，具體方式為：時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅰ7直接固連在外環(huán)軸10上，時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅱ23固連在環(huán)架Ⅱ24上，環(huán)架Ⅱ25固連于內(nèi)環(huán)軸6上。時柵角位移傳感器定子Ⅰ7固定在于與各自轉(zhuǎn)子同心的臺體1的圓環(huán)面28上，時柵角位移傳感器定子Ⅱ22固連于環(huán)架Ⅰ21上，環(huán)架Ⅰ21固連于與時柵角位移傳感器轉(zhuǎn)子Ⅱ23同心的臺體1的圓環(huán)面31上。

轉(zhuǎn)臺裝置外側(cè)有環(huán)罩2，起保護時柵角位移傳感器作用。還設(shè)置有護罩12，護罩12里側(cè)裝有時柵傳感器電路板，外側(cè)裝有線路接頭。

固定盤26連接于內(nèi)環(huán)軸6上，其端面留有均布螺紋孔，可連接保持內(nèi)環(huán)軸6轉(zhuǎn)動平衡的

平衡塊。外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺3上也留有均布螺紋孔，可連接保持外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺3轉(zhuǎn)動時平衡的平衡塊。

轉(zhuǎn)臺裝置有由兩套蝸輪蝸桿傳動副、兩套步進電機（圖中未給出）、兩套驅(qū)動器（圖中未給出）組成的兩套驅(qū)動系統(tǒng)。外蝸桿14及內(nèi)蝸桿18分別固定安裝在可微調(diào)間隙的組合支架17上，步進電機分別安裝于臺體1上，驅(qū)動器留在臺體1外面。

本裝置由內(nèi)外步進電機驅(qū)動系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)驅(qū)動蝸桿蝸輪傳動副，帶動內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸轉(zhuǎn)動，內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸帶動內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺及外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動，內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺、外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動的角度通過高精度時柵傳感器來精密分度及測量。

本裝置中，內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺、外環(huán)旋轉(zhuǎn)工作臺可獨立運動，亦可聯(lián)動。

為了使附圖簡潔，圖1、圖2沒有畫出兩套步進電機、驅(qū)動器和控制系統(tǒng)，其連接方式為一般傳統(tǒng)的連接方式，有關(guān)控制過程及連接關(guān)系也為傳統(tǒng)技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解。

時柵角度傳感器及驅(qū)動系統(tǒng)都接入控制系統(tǒng)，通過高精度時柵位移傳感器，利用控制體系統(tǒng)對驅(qū)動系統(tǒng)控制，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺步進角、旋轉(zhuǎn)方向的調(diào)節(jié)控制以及角度的測量輸出，實現(xiàn)對同心雙軸分度測角轉(zhuǎn)臺的高精密分度和測量。

本裝置的內(nèi)、外環(huán)軸獨立安裝，摒棄了外環(huán)軸通過滾珠環(huán)套于內(nèi)環(huán)軸外側(cè)的結(jié)構(gòu)，降低了內(nèi)外環(huán)軸加工精度、熱處理及安裝難度的要求，隔斷了內(nèi)外環(huán)由于加工、安裝誤差引起的轉(zhuǎn)動時的相互影響。

本裝置的臺體采用環(huán)中環(huán)封閉結(jié)構(gòu)，利用有限元分析和優(yōu)化，使臺體剛性高，承載相對大，結(jié)構(gòu)相對緊湊。