CN116276853A - 一种简易大负载角度自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种简易大负载角度自动调节装置，包括基座、旋转台、环形导轨滑块组件、驱动轴和驱动机构，旋转台通过环形导轨滑块组件旋转地设置在基座上，驱动轴固定设置在旋转台上，驱动机构设置在基座侧面，用于带动驱动轴和旋转台绕环形导轨的轴心旋转。环形导轨滑块组件的运动稳定，旋转导向效果好，可实现大盘径大载荷的承载，所以旋转台可以承受的负载也很大；另外，驱动机构通过驱动轴带动旋转台旋转，由于驱动机构设置在基座侧面，安装不易受限制，布置更容易；驱动轴一般设置在旋转台的边缘，距离旋转中心较远，力臂大，对驱动机构的推力要求变小，而且旋转台的盘径越大，对驱动机构的推力要求不会同步变高，甚至还会变小。

Description

一种简易大负载角度自动调节装置

技术领域

本申请涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种简易大负载角度自动调节装置。

背景技术

现有技术中机器人视觉应用越来越广泛，视觉伺服系统是指利用工业相机对产品进行拍照定位，然后通过伺服装置进行纠偏，伺服装置一般为XYQ移动平台，对X轴、Y轴及Q轴进行位置调整，还可以包括角度自动调节装置，对产品进行角度调节。

现有高精度的角度自动调节装置通常有以下三种形式，一是直接使用DD马达带动旋转台旋转，进行角度分度；二是使用伺服电机加谐波控制的方式，带动旋转台旋转；三是使用交叉滚子轴承加电机丝杠推动的方式，带动旋转台旋转。虽然以上几种形式都可以实现高精度小角度的调节，但其各有各的不足，比如DD马达虽然精度高，但负载能力一般，旋转台的盘径越大，对DD马达的要求越高，导致功率越大，体积也越大，DD马达价格也比较昂贵；伺服电机加谐波控制的控制方式负载能力较强，但安装形式受限较大，尤其是旋转台的盘径较大时，对伺服电机的功率要求越高，伺服电机体积也越大；交叉滚子轴承加电机丝杠推动的方式负载能力强，但是由于受到交叉滚子轴承的体积限制，旋转台的盘径越大时，安装所需要的空间较大，有待改进。

发明内容

为了解决现有的大负载高精度角度自动调节装置体积大、安装受限制的技术问题，本发明提供了一种简易大负载角度自动调节装置。

本申请提供的一种简易大负载角度自动调节装置采用如下的技术方案：一种简易大负载角度自动调节装置，包括基座、旋转台、环形导轨滑块组件、驱动轴和驱动机构，所述旋转台通过环形导轨滑块组件旋转地设置在基座上，所述驱动轴固定设置在旋转台上，所述驱动机构设置在基座侧面，用于带动驱动轴和旋转台绕环形导轨的轴心旋转。

通过采用上述技术方案，旋转台通过环形导轨滑块组件旋转地设置在基座上，环形导轨滑块组件的运动稳定，旋转导向效果好，可实现大盘径大载荷的承载，所以旋转台可以承受的负载也很大；另外，驱动机构通过驱动轴带动旋转台旋转，由于驱动机构设置在基座侧面，安装不易受限制，布置更容易；驱动轴一般设置在旋转台的边缘，距离旋转中心较远，力臂大，对驱动机构的推力要求变小，而且旋转台的盘径越大，对驱动机构的推力要求不会同步变高，甚至还会变小，同时，本申请利用半径的放大作用，还能提高装置的整体控制精度，从而达到非常高的定位精度。

优选地，所述角度自动调节装置还包括固定轴和定心机构，所述固定轴一端固定设置在旋转台的旋转中心处，另一端设置在定心机构上，所述定心机构设置在基座上。

通过采用上述技术方案，定心机构可以弥补环形导轨本身精度的不足和安装精度的不足，实现旋转中心一直处于稳定状态，从而达到更高的旋转精度。

优选地，所述定心机构包括第一球轴承和第一球轴承罩，所述第一球轴承罩设置在基座上，所述第一球轴承设置在第一球轴承罩内，所述固定轴的下端设置在第一球轴承内。

通过采用上述技术方案，第一球轴承就能很好地限定固定轴的径向晃动幅度在极小范围内，从而起到极好的定心效果。

优选地，所述第一球轴承为双列角接触球轴承，数量为二个，在第一球轴承罩内上下叠层布置。

通过采用上述技术方案，双列角接触球轴承可以承受较大的径向负荷和作用在两个方向的轴向负荷，它能限制轴双向轴向位移，可以提供刚性较高的轴承配置，并能承受倾覆力矩，从而保证定心效果。

优选地，所述驱动机构包括电缸、平移滑台、位移补偿滑台、第一直线导轨滑块组件、第二直线导轨滑块组件、第二球轴承和第二球轴承罩，所述电缸设置在基座上，所述平移滑台通过第一直线导轨滑块组件设置在基座或者电缸上，所述位移补偿滑台通过第二直线导轨滑块组件设置在平移滑台上，所述第二球轴承罩设置在位移补偿滑台上，所述第二球轴承设置在第二球轴承罩内，所述驱动轴旋转地设置在第二球轴承内，所述电缸用于驱动平移滑台平移，平移滑台带动位移补偿滑台移动，位移补偿滑台再通过第二球轴承带动驱动轴绕环形滑轨的轴心旋转。

通过采用上述技术方案，高精度的电缸可实现小角度和高精度的运行，从而实现大负载小角度高精度的角度自动调节。平移滑台在移动的时候，位移补偿滑台始终能保证驱动轴与旋转台的旋转中心之间的距离是固定不变的，保证了驱动机构的正常运动。

优选地，所述第二球轴承为双列角接触球轴承，数量为二个，在第二球轴承罩内上下叠层布置。

通过采用上述技术方案，双列角接触球轴承能更好地保证定心效果。

优选地，所述电缸的电缸轴通过转接板与平移滑台连接。

通过采用上述技术方案，当平移滑台设置在电缸上时，需要设置转接板，以连接电缸的电缸轴和平移滑台。

优选地，所述电缸或基座上设有位置传感器，所述平移滑台上对应设有触发片。

通过采用上述技术方案，通过位置传感器和触发片可以获得平移滑台的位置信息，控制系统可以进一步推导出旋转台的当前角度。

优选地，所述旋转台为长方形，所述角度自动调节装置包括两组环形导轨滑块组件，分别位于旋转台的两端。

通过采用上述技术方案，旋转台采用长方形，台面的利用率较高，对于大盘径的旋转台也可以在不需要很大的安装空间而实现安装，结构简单，成本也相对现有技术更低。

优选地，所述第一直线导轨滑块组件与基座长端的侧面相平行，所述第一直线导轨滑块组件和第二直线导轨滑块组件相互垂直布置。

通过采用上述技术方案，移动的参数之间转换计算更容易，方便控制系统进行控制。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.旋转台通过环形导轨滑块组件旋转地设置在基座上，环形导轨滑块组件的运动稳定，旋转导向效果好，可实现大盘径大载荷的承载，所以旋转台可以承受的负载也很大；

2.驱动机构通过驱动轴带动旋转台旋转，由于驱动机构设置在基座侧面，安装不易受限制，布置更容易；驱动轴一般设置在旋转台的边缘，距离旋转中心较远，力臂大，对驱动机构的推力要求变小，而且旋转台的盘径越大，对驱动机构的推力要求不会同步变高，甚至还会变小，同时，本申请利用半径的放大作用，还能提高装置的整体控制精度，从而达到非常高的定位精度；

3.定心机构可以弥补环形导轨本身精度的不足和安装精度的不足，实现旋转中心一直处于稳定状态，从而达到更高的旋转精度。

附图说明

图1绘示了本申请实施例所述角度自动调节装置的立体图；

图2绘示了图1中的局部结构示意图；

图3绘示了本申请实施例所述角度自动调节装置另一角度的立体图；

图4绘示了本申请实施例所述角度自动调节装置的侧视图；

图5绘示了图4中A-A向剖示图；

图6绘示了图5中B处放大图；

图7绘示了图5中C处放大图。

附图标记说明：1、基座；2、旋转台；3、环形导轨滑块组件；4、驱动轴；5、驱动机构；51、电缸；52、平移滑台；53、位移补偿滑台；54、第一直线导轨滑块组件；55、第二直线导轨滑块组件；56、第二球轴承；57、第二球轴承罩；58、转接板；6、固定轴；7、定心机构；71、第一球轴承；72、第一球轴承罩；8、位置传感器；9、触发片。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

参照图1、图2和图3，本申请实施例公开一种简易大负载角度自动调节装置，包括基座1、旋转台2、环形导轨滑块组件3、驱动轴4和驱动机构5，所述旋转台2通过环形导轨滑块组件3旋转地设置在基座1上，所述驱动轴4固定设置在旋转台2上，所述驱动机构5设置在基座1侧面，用于带动驱动轴4和旋转台2绕环形导轨的轴心旋转。

参照图5，所述角度自动调节装置还包括固定轴6和定心机构7，所述固定轴6一端固定设置在旋转台2的旋转中心处，另一端设置在定心机构7上，所述定心机构7设置在基座1上。由于加工精度及配合间隙的问题，在环形导轨滑块组件3的导向下，旋转台2在旋转时相对旋转中心仍然会有很小的转动偏差，定心机构7可以弥补环形导轨本身精度的不足和安装精度的不足，实现旋转中心一直处于稳定状态，从而达到更高的旋转精度，整个角度自动调节装置的调节精度也会更高。

参照图5和图7，所述定心机构7包括第一球轴承71和第一球轴承罩72，所述第一球轴承罩72设置在基座1上，所述第一球轴承71设置在第一球轴承罩72内，所述固定轴6的下端设置在第一球轴承71内。第一球轴承罩72能把第一球轴承71稳定地固定好，轴向和径向都不能移动，然后固定轴6的下端设置在第一球轴承71内，第一球轴承71就能很好地限定固定轴6的径向晃动幅度在极小范围内，从而起到极好的定心效果。

由于本申请为大负载的角度自动调节装置，为了保证定心效果，所述第一球轴承71优选双列角接触球轴承，并且数量为二个，在第一球轴承罩72内上下叠层布置。双列角接触球轴承可以承受较大的径向负荷和作用在两个方向的轴向负荷，它能限制轴双向轴向位移，可以提供刚性较高的轴承配置，并能承受倾覆力矩；双列角接触球轴承成对安装，采用预加载荷，根据实际工况，可以选择背对背、面对面或串联排列。

参照图1、图2和图6，所述驱动机构5包括电缸51、平移滑台52、位移补偿滑台53、第一直线导轨滑块组件54、第二直线导轨滑块组件55、第二球轴承56和第二球轴承罩57，所述电缸51设置在基座1上，所述平移滑台52通过第一直线导轨滑块组件54设置在电缸51（也可以为基座1）上，所述位移补偿滑台53通过第二直线导轨滑块组件55设置在平移滑台52上，所述第二球轴承罩57设置在位移补偿滑台53上，所述第二球轴承56设置在第二球轴承罩57内，所述驱动轴4旋转地设置在第二球轴承56内，所述电缸51用于驱动平移滑台52平移，平移滑台52带动位移补偿滑台53移动，位移补偿滑台53再通过第二球轴承56带动驱动轴4绕环形滑轨的轴心旋转。

高精度的电缸51可实现小角度和高精度的运行，从而实现大负载小角度高精度的角度自动调节。平移滑台52在移动的时候，由于驱动轴4与旋转台2的旋转中心之间的距离是固定不变的，所以需要设置位移补偿滑台53，位移补偿滑台53可以在平移滑台52上自由滑动，当平称滑台向两端移动时，位移补偿滑台53向内移动，当平称滑台向中间移动时，位移补偿滑台53向外移动，始终能保证驱动轴4与旋转台2的旋转中心之间的距离是固定不变的，也保证了驱动机构5的正常运动。

参照图5，所述第二球轴承56为双列角接触球轴承，数量为二个，在第二球轴承罩57内上下叠层布置。具体原因在上面已经说明，此处不再重复。

参照图1，所述电缸51的电缸51轴通过转接板58与平移滑台52连接。由于本实施例平移滑台52是设置在电缸51上的，所以需要设置转接板58，以连接电缸51的电缸轴和平移滑台52。

参照图1和图2，所述电缸51（也可为基座1）上设有位置传感器8，所述平移滑台52上对应设有触发片9。通过位置传感器8和触发片9可以获得平移滑台52的位置信息，控制系统可以进一步推导出旋转台2的当前角度。

参照图1，所述旋转台2为长方形，所述角度自动调节装置包括两组环形导轨滑块组件3，分别位于旋转台2的两端。由于本申请是用于视觉伺服系统的纠偏，所以转动的角度范围都比较窄，一般仅为5-10°，所以旋转台2可以为不完整的圆盘，旋转台2采用长方形，台面的利用率较高，对于大盘径的旋转台2也可以在不需要很大的安装空间而实现安装，结构简单，成本也相对现有技术更低；环形导轨的半径越大，环形导轨滑块组件3的导向效果会越好，所以把两组环形导轨滑块组件3分别设置在旋转台2的两端，以保证导向效果。

参照图1，所述第一直线导轨滑块组件54与基座1长端的侧面相平行，所述第一直线导轨滑块组件54和第二直线导轨滑块组件55相互垂直布置。移动的参数之间转换计算更容易，方便控制系统进行控制。

本申请的实施例原理为：旋转台2通过环形导轨滑块组件3旋转地设置在基座1上，环形导轨滑块组件3的运动稳定，旋转导向效果好，可实现大盘径大载荷的承载，所以旋转台2可以承受的负载也很大；另外，驱动机构5通过驱动轴4带动旋转台2旋转，由于驱动机构5设置在基座1侧面，安装不易受限制，布置更容易；驱动轴4一般设置在旋转台2的边缘，距离旋转中心较远，力臂大，对驱动机构5的推力要求变小，只需要采用小型的电缸即可；而且旋转台2的盘径越大，对驱动机构5的推力要求不会同步变高，甚至还会变小，同时，本申请利用半径的放大作用，还能提高装置的整体控制精度，从而达到非常高的定位精度。

本发明机械机构结构简单、安装紧凑、控制简单，相比国内外同类设备提高了整体设备的适用性，可以生产更高精度的产品，提高了生产良率、生产效率，减少生产成本，在整个行业中具备竞争优势。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，包括基座(1)、旋转台(2)、环形导轨滑块组件(3)、驱动轴(4)和驱动机构(5)，所述旋转台(2)通过环形导轨滑块组件(3)旋转地设置在基座(1)上，所述驱动轴(4)固定设置在旋转台(2)上，所述驱动机构(5)设置在基座(1)侧面，用于带动驱动轴(4)和旋转台(2)绕环形导轨的轴心旋转。

2.根据权利要求1所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述角度自动调节装置还包括固定轴(6)和定心机构(7)，所述固定轴(6)一端固定设置在旋转台(2)的旋转中心处，另一端设置在定心机构(7)上，所述定心机构(7)设置在基座(1)上。

3.根据权利要求2所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述定心机构(7)包括第一球轴承(71)和第一球轴承罩(72)，所述第一球轴承罩(72)设置在基座(1)上，所述第一球轴承(71)设置在第一球轴承罩(72)内，所述固定轴(6)的下端设置在第一球轴承(71)内。

4.根据权利要求3所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述第一球轴承(71)为双列角接触球轴承，数量为二个，在第一球轴承罩(72)内上下叠层布置。

5.根据权利要求1所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述驱动机构(5)包括电缸(51)、平移滑台(52)、位移补偿滑台(53)、第一直线导轨滑块组件(54)、第二直线导轨滑块组件(55)、第二球轴承(56)和第二球轴承罩(57)，所述电缸(51)设置在基座(1)上，所述平移滑台(52)通过第一直线导轨滑块组件(54)设置在基座(1)或者电缸(51)上，所述位移补偿滑台(53)通过第二直线导轨滑块组件(55)设置在平移滑台(52)上，所述第二球轴承罩(57)设置在位移补偿滑台(53)上，所述第二球轴承(56)设置在第二球轴承罩(57)内，所述驱动轴(4)旋转地设置在第二球轴承(56)内，所述电缸(51)用于驱动平移滑台(52)平移，平移滑台(52)带动位移补偿滑台(53)移动，位移补偿滑台(53)再通过第二球轴承(56)带动驱动轴(4)绕环形滑轨的轴心旋转。

6.根据权利要求5所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述第二球轴承(56)为双列角接触球轴承，数量为二个，在第二球轴承罩(57)内上下叠层布置。

7.根据权利要求5所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述电缸(51)的电缸轴通过转接板(58)与平移滑台(52)连接。

8.根据权利要求5所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述电缸(51)或基座(1)上设有位置传感器(8)，所述平移滑台(52)上对应设有触发片(9)。

9.根据权利要求5所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述旋转台(2)为长方形，所述角度自动调节装置包括两组环形导轨滑块组件(3)，分别位于旋转台(2)的两端。

10.根据权利要求9所述的简易大负载角度自动调节装置，其特征在于，所述第一直线导轨滑块组件(54)与基座(1)长端的侧面相平行，所述第一直线导轨滑块组件(54)和第二直线导轨滑块组件(55)相互垂直布置。

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