一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备

摘要

本发明涉及一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，包括基座、内框架、负载台面、内轴系组件、耳轴系组件、内轴蜗杆组件、耳轴蜗杆组件。负载台面与内轴系组件垂直连接在内框架上，内轴蜗杆组件与内轴系组件啮合传递力矩；内框架通过耳轴系组件水平连接在基座上，耳轴蜗杆组件与耳轴系组件啮合传递力矩。无磁双轴转台设备可实现负载产品在空间滚转、俯仰二个自由度方向的精确角位置运动。基于蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备避免了电磁场和电机微抖动干扰，且小型化设计便于人工搬运，能满足无磁条件下惯性元器件的功能测试与验证需求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，属于测试仿真转台技术领域。

背景技术

由于惯性器件的不断发展，不同应用场景的广泛使用，转台测试设备的小型化、无磁化、高稳定性的要求越来越严格。因此，对转台测试设备的重量、尺寸以及传动方式提出要求。

在惯性器件的测量过程中，传统转台测试设备通常采用电控伺服方式进行直接驱动，极易产生电磁场干扰。电动转台精确定位后，由于力矩电机的电磁感应会产生细微振动，还会造成惯性器件的测量精度误差。

同时，传统转台设备尺寸、重量较大，不利于不同测试环境下的移动使用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，解决无电、无磁条件下，利用手动间接传动方式对惯性产品测量的问题，克服电动双轴转台电磁扰动和微抖动引起的精度不稳定，满足对于小型化、无电、无磁、无微振动场景高稳定性的实际测量需求。

本发明解决技术的方案是：

一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，包括负载台面、内框架、基座、内轴系组件、耳轴系组件、内轴蜗杆传动组件和耳轴蜗杆传动组件，

内轴系组件垂直于耳轴系组件，负载台面垂直于内轴系组件；

负载台面通过内轴系组件与内框架连接，内轴蜗杆传动组件固定安装在内框架上，并且与内轴系组件啮合传动；内轴蜗杆传动组件可驱动内轴系组件转动，进而带动负载台面的滚转运动；

内框架通过耳轴系组件与基座连接，耳轴蜗杆传动组件固定安装在基座上，并且与耳轴系组件啮合传动；耳轴蜗杆传动组件可驱动耳轴系组件转动，进而带动内框架的俯仰运动；

进一步的，内轴系组件包括内轴、内轴轴承、内轴蜗轮和第一角度编码器，

内轴蜗轮、内轴轴承和角度编码器均安装在内轴上，分别位于内轴的上部、中部、下部位置；负载台面安装在内轴的上端，内轴转动带动负载台面转动，进而带动负载产品转动。

、根据权利要求所述的一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，其特征在于，内轴蜗杆传动组件包括内轴蜗杆轴承、内轴蜗杆、内轴蜗杆轴承座和内轴手轮，

内轴蜗杆与内轴蜗杆轴承座通过内轴蜗杆轴承支撑连接，内轴手轮与内轴蜗杆输入端连接，通过内轴手轮输入力矩，内轴蜗杆与内轴蜗轮进行啮合，实现力矩传递，带动内轴系组件中的内轴转动，进而实现负载台面的滚转运动。

进一步的，耳轴系组件包括右耳轴、右轴轴承、耳轴蜗轮、左耳轴、左轴轴承、第二角度编码器，

耳轴蜗轮安装在右耳轴的右侧端，右耳轴转动带动内框架俯仰转动，同时带动左耳轴俯仰转动；

角度编码器位于为左耳轴的左侧，用于检测左耳轴的角位置信息，并通过计算机系统实时显示角位置信息；

右轴轴承和左轴轴承为右耳轴和左耳轴提供旋转支撑。

进一步的，耳轴蜗杆传动组件包括耳轴蜗杆轴承座、耳轴蜗杆、耳轴蜗杆轴承和耳轴手轮，

耳轴蜗杆与耳轴蜗杆轴承座通过耳轴蜗杆轴承支撑连接，耳轴手轮与耳轴蜗杆输入端连接，通过耳轴手轮输入力矩，耳轴蜗杆与耳轴蜗轮进行啮合，实现力矩传递，带动右耳轴转动，进而实现内框架的俯仰运动。

进一步的，计算机系统分别与内轴系组件和耳轴系组件的角度编码器互连，实时精确显示内轴和耳轴的角位置信息。

进一步的，无磁双轴转台设备为U—T结构形式，内轴系组件为T型，内框架为U型，综合构成了无磁双轴转台设备，实现滚转和俯仰运动。

进一步的，内轴轴承位于为内轴的中部，提供旋转支撑；角度编码器位于内轴的下端位置，用于检测内轴角位置信息，并通过计算机系统实时显示角位置信息。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明公开一种小型化蜗轮蜗杆间接驱动的无磁双轴转台设备，可以实现空间内滚转、俯仰运动，双轴转台设备的二个轴为手动蜗轮蜗杆传动的驱动形式，其优势在于大传动比、无电、无磁、高角位置分辨率，解决了电磁场干扰和微小力矩抖动问题，改善了测试精度，提供了高稳定性的无磁测试环境；

(2)本发明公开一种小型化蜗轮蜗杆间接驱动的无磁双轴转台设备，采用小型化和模块化设计，具有外形尺寸小、重量轻，便于即时移动的优势，方便不同场景下的快速应用。

附图说明

图1为本发明实施例中一种小型化蜗轮蜗杆间接驱动的无磁双轴转台设备的主视结构示意图；

图2为本发明实施例中一种小型化蜗轮蜗杆间接驱动的无磁双轴转台设备的右视结构示意图；

图3为本发明实施例中一种小型化蜗轮蜗杆间接驱动的无磁双轴转台设备的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明公开一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，解决无电、无磁以及可移动条件下，利用手动间接传动方式进行惯性产品测量的问题。双轴转台设备的内轴和耳轴采用具有行程自锁功能的蜗轮蜗杆传动方式。一方面，使得双轴转台设备具有较大传动比的角位置分辨率；另一方面，避免电动双轴转台自身电磁场干扰和力矩电机微抖动造成的惯性产品测量精度不稳定，满足了对于目前双轴转台设备对小型化、无电、无磁、无微振动场景下的高稳定性实际测量需求。

如图1～图3，在本实施例中，本发明一种小型化蜗轮蜗杆间接传动的无磁双轴转台设备，包括：负载台面1、内框架2、基座3、内轴系组件21、耳轴系组件22、内轴蜗杆传动组件23、耳轴蜗杆传动组件24、计算机系统25。

其中，负载台面1通过内轴系组件21与内框架2连接，内轴蜗杆传动组件23固定安装在内框架2上，并且与内轴系组件21啮合传动。内轴蜗杆传动组件23可驱动内轴系组件21转动，进而带动负载台面1的滚转运动。

内框架2通过耳轴系组件22与基座3连接，耳轴蜗杆传动组件24固定安装在基座3上，并且与耳轴系组件22啮合传动。耳轴蜗杆传动组件24可驱动耳轴系组件22转动，进而带动内框架2的俯仰运动。

本实施例中，无磁双轴转台设备为U—T结构形式，内轴系组件垂直于耳轴系组件，负载安装面垂直于内轴系组件。内轴系组件为T型，内框架为U型，综合构成了无磁双轴转台设备，可实现滚转和俯仰运动。

在本发明的一优选实施例中，内轴系组件21具体可以包括：内轴4、内轴轴承5、内轴蜗轮6、第一角度编码器7。负载台面1安装在内轴4的上端位置，内轴4转动带动负载台面1转动，进而带动负载产品转动。内轴轴承5位于为内轴4的中部位置，提供旋转支撑。第一角度编码器7位于内轴4的下端位置，用于检测内轴4角位置信息，并通过计算机系统25实时显示角位置信息。

优选的，内轴蜗杆传动组件23具体可以包括：内轴蜗杆轴承8、内轴蜗杆9、内轴蜗杆轴承座10、内轴手轮11。

其中，内轴蜗杆9与内轴蜗杆轴承座10通过内轴蜗杆轴承8支撑连接，内轴手轮11与内轴蜗杆9输入端连接。通过内轴手轮11输入力矩，内轴蜗杆9与内轴蜗轮6进行啮合，实现力矩传递，带动内轴4转动，进而实现负载台面1的滚转运动。

在本发明的一优选实施例中，耳轴系组件22具体可以包括：右耳轴12、右轴轴承13、耳轴蜗轮14、左耳轴18、左轴轴承19、第二角度编码器20。

其中，耳轴蜗轮14安装在右耳轴12的右侧端位置，右耳轴12转动带动内框架2俯仰转动，同时带动左耳轴18俯仰转动。第二角度编码器20位于为左耳轴18的左侧位置，用于检测左耳轴18的角位置信息，并通过计算机系统25实时显示角位置信息。右轴轴承13和左轴轴承19为右耳轴12和左耳轴18提供旋转支撑。

优选的，耳轴蜗杆传动组件24具体可以包括：耳轴蜗杆轴承座15、耳轴蜗杆16、耳轴蜗杆轴承17、耳轴手轮21；

其中，耳轴蜗杆16与耳轴蜗杆轴承座15通过耳轴蜗杆轴承17支撑连接，耳轴手轮21与耳轴蜗杆16输入端连接。通过耳轴手轮21输入力矩，耳轴蜗杆16与耳轴蜗轮14进行啮合，实现力矩传递，带动右耳轴12转动，进而实现内框架2的俯仰运动。

在本实施例中，需要说明的是：

(1)基座可以采用不锈钢和空心型钢材料，基座底部采用一体化空心型钢，两侧立柱采用不锈钢材料精密加工，合理分布加强筋并进行减重处理，有利于保持无磁双轴转台设备轻量化结构的刚度和强度。

(2)内框架可以采用U型结构形式，内框架可以选用铝合金材料精密加工，确保内框架具有良好的结构力学性能和精度。

(3)负载台面可以采用锻造铝合金材料精密加工，为薄壁盘面结构并合理分布加强筋。负载台面上可以留有同心圆均布呈射线状的M6安装螺纹孔，用于不同负载产品的通用性紧固安装。

本发明无磁双轴转台设备的工作原理如下：手轮作为无磁双轴转台的力矩输入端，通过蜗轮蜗杆啮合的间接传动，实现对内轴和耳轴的大传动比驱动，进而实现负载台面滚转、内框架俯仰方向高分辨率的角位置运动。同时二个轴的角度编码器将内轴、耳轴的角位置信息实时传递给计算机系统，可用于内轴和耳轴角位置的精确测量反馈。由于采用小型化蜗轮蜗杆传动的无磁性结构设计，避免了力矩电机驱动，减少了电磁场和电机微动对惯性产品的影响，提供了无磁条件下的高稳定性精密测量环境。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。