CN101887285A - 一种±200°旋转转体的机电限位机构 - Google Patents
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Abstract
一种±200°旋转转体的机电限位机构，属于光电仪器技术领域中涉及的一种机电限位机构。要解决的技术问题是：提供一种±200°旋转转体的机电限位机构。解决的技术方案，包括第一和第二霍尔元件电限位、固定机械限位块、动环、旋转环、第一和第二磁块、压环、控制钉、控制钉锁紧螺帽；该机电限位机构是安装在两个相对旋转体之间使用，动环、压环和旋转环安装在外部的旋转体上部的工作面上，固定机械限位块、第一和第二霍尔元件电限位、控制钉和控制钉锁紧螺帽安装固定在承载体底面的工作面上，使用安装时，旋转体的“0”位和承载体的“0”位重叠。实现了两个旋转体之间超出360°的大角度限位旋转，实现了±200°的电限位。
Description
技术领域：
本发明属于光电仪器技术领域中涉及的一种±200°旋转转体的机电限位机构。
背景技术：
在光电仪器的设计中，经常会遇到n×360°多圈旋转转台，此时不涉及限位问题。由于特殊需要，要求旋转角度大于一圈以上，例如从-200°到+200°的旋转，即：单向+400°的转角，必须要设计特别的限位机构，才可实现其机械和电限位。
在已有的技术中，与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制的产品中应用的旋转角度小于一圈的机电限位机构如图1所示，包括转轴1、固定环2、第一机械限位块3、第一霍尔元件电限位4、第二机械限位块5、机械限位转框6、磁块固定架7、第二霍尔元件电限位8和磁块9。转轴1和固定环2为相对旋转的两个转体。第一机械限位块3、第二机械限位块5及第一霍尔元件电限位4、第二霍尔元件电限位8安装在固定环2上；机械限位转框6及磁块固定架7安装在转轴1上，在磁块固定架7的另一端镶嵌有磁块9，转动时，磁块9在第一霍尔元件4和第二霍尔元件8之间转动，当磁块9转到第一霍尔元件4或第二霍尔元件8上方时，有电信号输入，转动受控、停止；机械限位转框6在第一机械限位块3和第二机械限位块5之间转动，当机械限位转框6的两端分别与第一机械限位块3和第二机械限位块5相碰时，转动停止。机械限位发生在电限位之后，当电限位失控时才使用机械限位。
该机电限位机构通常是应用在相对旋转的两个旋转体之间，用以控制两个转体之间的旋转角度，来满足旋转体的工作要求。
该限位机构存在的主要问题是只能控制转角在360°以内的旋转，大于360°的旋转角度不可控制。
发明内容：
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于解决转角范围大于360°时，可实现机械和电限位，特设计一种转体的机电限位机构。
本发明要解决的技术问题是：提供一种±200°旋转转体的机电限位机构。解决技术问题的技术方案如图2、图3、图4、图5、图6所示，包括第一霍尔元件电限位10、固定机械限位块11、动环12、旋转环13、第二霍尔元件电限位14、第一磁块15、压环16、动环控位凸台17、第二磁块18、旋转控位凸台19、控制钉20、控制钉锁紧螺帽21；压环16和旋转环13利用螺钉上下连接，由于旋转环13上面有一个台肩，压环16和旋转环13连接时，两环之间形成一个开口朝外侧的槽，动环12的内侧有一个凸台，伸进压环16和旋转环13形成的槽内，间隙配合，如图3所示，由此，动环12限制在压环16和旋转环13之间，并且使动环12只能转动。动环12上带有动环控位凸台17，动环控位凸台17的两端相对动环12的旋转中心张角为75°，在动环控位凸台17的两端对称镶嵌装有第一磁块15和第二磁块18，两个磁块中心相对旋转中心张角为67°；在旋转环13上带有旋转控位凸台19，旋转控位凸台19的两端相对旋转环13的旋转中心张角为75°；动环控位凸台17受限制于固定机械限位块11和旋转控位凸台19。
该机电限位机构是安装在两个相对旋转体之间使用，如图4所示，即安装在外部的旋转体22和承载体23之间，固定在承载体23的下面凸檐内；动环12、压环16和旋转环13安装在外部的旋转体22上部的工作面上，如图5所示，通过旋转环13用螺钉与旋转体22相连，安装时，旋转控位凸台19的对心张角平分线与旋转体22的“0”位之间的张角为172.5°；固定机械限位块11、第一霍尔元件电限位10、第二霍尔元件电限位14、控制钉20和控制钉锁紧螺帽21安装固定在承载体23底面的工作面上，如图6所示，固定机械限位块11相对于承载体23的旋转中心张角为75°，安装时，固定机械限位块11的对心张角平分线与承载体23的“0”位之间的张角为37.5°；在固定机械限位块11的两侧，对称安装有第一霍尔元件电限位10和第二霍尔元件电限位14，两者相对于旋转中心的张角为96°；在固定机械限位块11的对面，在固定机械限位块11的对心张角平分线上，在承载体23底面的工作面上安装控制钉20，控制钉20与承载体23之间螺纹连接，在控制钉20上装有控制钉锁紧螺帽21，两者为螺纹连接。
工作原理说明：仪器正常工作时，需要电限位直接控制，本发明需选择磁块、霍尔元件间的电磁信号控制。如图7所示，a为+200°电限位位置，当旋转体22受控顺时针转动时，旋转环13托着动环12一起动作到b所示，当动环12上的第二磁块18转到控制钉20时(控制钉20为吸磁钢件)，被其吸住(见c)，由此动环12停止不动，旋转环13继续旋转(见d)，旋转环13转动210°后，其旋转控位凸台19会碰到动环12的动环控位凸台17的另一侧(见e)，推动动环12转动，直到动环12上的第二磁块18遇到第一个霍尔元件电限位10(见f)，完成旋转体22顺时针转动400°，即到了-200°的位置，同理反方向逆时针旋转又可到+200°位置。选出此角度的中间位置，设为零位，如图8中标注位置，即可完成±200°旋转。当电限位失效时，动环控位凸台17会直接碰到固定机械限位块11上，使旋转停止。
本发明的积极效果：利用动环12的动环控位凸台17与固定机械限位块11、旋转环13的旋转控位凸台19的相互限位关系，实现了两个旋转体之间超出360°的大角度限位旋转；第一磁块15和第二磁块18安装在可旋转的动环控位凸台17上，与霍尔元件配套使用，再利用了控制钉，避免了提前电限位，实现±200°的电限位。
附图说明：
图1是已有技术的立体机电限位结构示意图；
图2是本发明的立体机电限位结构示意图；
图3是本发明中动环12、压环16和旋转环13结构关系示意图；
图4是本发明的应用结构示意图；
图5是本发明安装在外部的旋转体22上的俯视结构示意图；
图6是本发明安装在外部的承载体23上的仰视结构示意图；
图7是本发明的工作动作流程图；
图8是本发明的相关尺寸标注示意图；
图9是图8的侧视、相关尺寸标注示意图。
具体实施方式：
本发明按图2、图3、图4、图5和图6所示的结构实施，其中，固定机械限位块11、动环12、旋转环13和压环16皆为不吸磁不锈钢件，它们的直径大小由外部的旋转体22和承载体23的直径大小决定，动环12安装在旋转环13和压环16之间，旋转环13与旋转体22通过螺钉固连，使旋转控位凸台19的对心张角平分线与旋转体22的“0”位之间的张角为172.5°；固定机械限位块11与承载体23通过螺钉固连，使固定机械限位块11的对心张角平分线与承载体23的“0”位之间的张角为37.5°，使用安装时，旋转体22的“0”位和承载体23的“0”位重叠。第一磁块15和第二磁块18为底面直径φ8mm，高2mm的圆柱体，对称镶嵌在动环控位凸台17表面，旋转半径可根据动环控位凸台17的宽度而确定；以固定机械限位块11的对心张角平分线为对称轴，以第一磁块15和第二磁块18的旋转半径为半径，在承载体23上用螺钉对称安装两个霍尔元件电限位---第一霍尔元件电限位10和第二霍尔元件电限位14，相对旋转中心张角为96°。由于霍尔元件能切进磁场，就会有电信号，不是必须中心重叠，经过试验，中心不重叠对心张角为3°时，就有电信号输入，由此，根据角度理论值为400°，正反两方向各留0.5°余量，计算出两个磁块中心相对旋转中心张角为67°。在固定机械限位块11的对面，对心张角角平分线上，以第一磁块15和第二磁块18的旋转半径为半径，安装控制钉20，两者为螺纹连接，再用控制钉锁紧螺帽21将控制钉20锁紧，控制钉20为吸磁钢件(如图8所示)。
固定在动环12上的第一磁块15和第二磁块18与第一霍尔元件电限位10和第二霍尔元件电限位14重叠后轴向间隔为1.5mm，与控制钉20的端面，重叠后轴向的间隔为0.1～0.2mm(如图9)。动环控位凸台17在轴向和径向都有凸起，对心张角为75°，可被固定机械限位块11限住，也可被旋转控位凸台19限住，固定机械限位块11与旋转环13互不限制，固定机械限位块11对心张角为75°，旋转控位凸台19对心张角为75°，此时可计算出旋转环13的机械最大旋转角度为420°，可在电限位失控时，起保护作用。
Claims (1)
1.一种±200°旋转转体的机电限位机构，包括第一霍尔元件电限位10、第二霍尔元件电限位14，其特征在于还包括固定机械限位块11、动环12、旋转环13、第一磁块15、压环16、动环控位凸台17、第二磁块18、旋转控位凸台19、控制钉20、控制钉锁紧螺帽21；压环16和旋转环13利用螺钉上下连接，由于旋转环13上面有一个台肩，压环16和旋转环13连接时，两环之间形成一个开口朝外侧的槽，动环12的内侧有一个凸台，伸进压环16和旋转环13形成的槽内，间隙配合，动环12上带有动环控位凸台17，动环控位凸台17的两端相对动环12的旋转中心张角为75°，在动环控位凸台17的两端对称镶嵌装有第一磁块15和第二磁块18，两个磁块中心相对旋转中心张角为67°；在旋转环13上带有旋转控位凸台19，旋转控位凸台19的两端相对旋转环13的旋转中心张角为75°；该机电限位机构是安装在两个相对旋转体之间，即安装在外部的旋转体22和承载体23之间，固定在承载体23的下面凸檐内；动环12、压环16和旋转环13安装在外部的旋转体22上部的工作面上，通过旋转环13用螺钉与旋转体22相连，安装时，旋转控位凸台19的对心张角平分线与旋转体22的“0”位之间的张角为172.5°；固定机械限位块11、第一霍尔元件电限位10、第二霍尔元件电限位14、控制钉20和控制钉锁紧螺帽21安装固定在承载体23底面的工作面上，固定机械限位块11相对于承载体23的旋转中心张角为75°，安装时，固定机械限位块11的对心张角平分线与承载体23的“0”位之间的张角为37.5°；在固定机械限位块11的两侧，对称安装有第一霍尔元件电限位10和第二霍尔元件电限位14，两者相对于旋转中心的张角为96°；在固定机械限位块11的对面，在固定机械限位块11的对心张角平分线上，在承载体23底面的工作面上安装控制钉20，控制钉20与承载体23之间螺纹连接，在控制钉20上装有控制钉锁紧螺帽21，两者为螺纹连接；安装时，旋转体22的“0”位和承载体23的“0”位重叠。
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