CN102252055A - 带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，包括蜗轮蜗杆传动单元，在所述蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮或轴承上设置有检测元件（3），相对检测元件的外圆周面上至少设置有一个以上传感器（1），由固定架（2）固定支撑。所述的检测元件（3）为磁栅或光栅或钢栅或时栅。通过检测元件与传感器的配合使用，时实监测转动单元的运转位置（角度或转动弧度），并把监测的信号时实传递到控制***，控制***通过反馈值与给定值进行比较后，控制驱动单元对产生的偏差量进行补偿。由此，实现对旋转机构的高精度测控。具有结构简单，使用方便，节省空间、降低成本的特点。

Description

带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元

技术领域

本发明属于转动机构技术领域，主要涉及的是一种蜗轮蜗杆传动单元旋转位置的测控装置。广泛适用于加工中心转台、机床转台、发射塔旋转台、雷达天线转台、木工机械等领域。

技术背景

蜗轮蜗杆传动单元是实现大传动比的装置，用在空间交错的两轴间传递运动和动力。主要用于传递运动和动力的设备中，尤其是对旋转过程需要控制运动位置的设备或装置上，如加工中心转台、机床转台、发射塔旋转台、雷达天线转台、木工机械等。现有的蜗轮蜗杆传动单元主要包括主轴承/蜗轮4(与轴承一体或带齿轴承）、底座或壳体5、左端盖6、蜗杆或蜗杆轴7、辅轴承8、辅轴承座或壳体9、右端盖10和动力源11（也有不配置动力源使用者自行配置动力源的），由于这类设备的传动机构所用部件多，传动结构复杂，一般蜗轮上面会安装轴承和平台或需要转动的工件，因此，占用空间大，传动过程中不能准确控制蜗轮所在位置，致使加工的工件精度不高，误差大。目前采取的措施是：通过使用电机编码器，由编码器发出信号反馈给控制器，控制蜗杆转动的位置，间接控制蜗轮的转动位置。由于蜗轮蜗杆传动过程中有误差，因而这种方式不能精确控制蜗轮的精准位置。

发明内容

本发明的目的由此产生，提出一种带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元。通过控制蜗轮的旋转位置来确定或控制转动单元的运转角度或转动弧度，实现对转动机构回转位置的高精度测控，最大旋转角度误差可测控到三角秒。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：在蜗轮蜗杆传动装置的主轴承/涡轮上设置有检测元件，相对检测元件的外圆周面上至少设置有一个以上传感器，由固定架固定支撑。

本发明所述的检测元件为磁栅、光栅、钢栅、时栅。

本发明所述的检测元件安装在主轴承/涡轮下面固定圈外径上；或安装在主轴承/涡轮上部外内径上；或安装在主轴承/涡轮下面固定圈内径上；或安装在主轴承/涡轮上面固定圈内径上；或安装在主轴承/涡轮上面固定圈外径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮下面固定圈外径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮上部外内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮下面固定圈内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮上面固定圈内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮上面固定圈外径上。

本发明所述的固定圈可以是单独一个圈，也可以和主轴承/涡轮加工为一体，即在主轴承/涡轮上加工出一个圆形环，检测元件安装在该圆形环上。

本发明由动力源带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，检测元件随主轴承/涡轮一起旋转，通过检测元件与传感器的配合使用，时实监测转动单元的运转位置（角度或转动弧度），并把监测的信号时实传递到控制***，控制***通过反馈值与给定值进行比较后，控制驱动单元对产生的偏差量进行补偿。由此，实现对旋转机构的高精度测控。不仅结构简单，使用方便，而且相对于传统转台机构减少了蜗轮上面连接的固定圈和转台轴承，节省空间，并降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明检测元件位于轴承下面固定圈外侧的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明检测元件位于轴承上部外内径处，无固定圈的结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为本发明检测元件位于轴承下面固定圈内侧的结构示意图。

图6为图5的侧视图。

图7为本发明检测元件位于轴承上面固定圈内侧的结构示意图。

图8为图7的侧视图。

图9为本发明检测元件位于安装在主轴承/涡轮上面固定圈外侧结构示意图。

图10为图9的侧视图。

图11为本发明检测元件安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮上部外内径上结构示意图。

图12为图11的侧视图。

图13为本发明检测元件安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮下部固定圈内侧的结构示意图。

图14为图13的侧视图。

图中： 1、传感器， 2、固定架， 3、检测元件， 4、主轴承/涡轮， 5、底座或壳体，6、左端盖，7、蜗杆或蜗杆轴， 8、辅轴承，9、辅轴承座或壳体，10、右端盖，11、动力源。

具体实施方式

结合附图，对本发明实施例进行详细说明。但本发明不局限以下实施例。

如图1-14所示：本实施例所属的带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元包括蜗轮蜗杆传动装置、检测元件3、感应器1及固定架2，蜗轮蜗杆传动装置采用的是公知技术。主要有两种结构，一种是单蜗杆传动装置，如图1-10所示：单蜗杆传动装置包括主轴承/涡轮4、底座或壳体5、左端盖6、蜗杆7、辅轴承8、辅轴承座或壳体9、右端盖10及动力源11或不带动力源。主轴承/涡轮4可以带齿或是蜗轮与轴承配合一体，蜗杆7带一个蜗杆或蜗杆轴，两端安装有辅轴承8，辅轴承安装在辅轴承座9里面，蜗轮齿圈内孔配置有轴承（或蜗轮和轴承为一体结构）。另一种是双蜗杆传动传动装置。如图11-14所示：双蜗杆传动传动装置包括主轴承/涡轮4、底座或壳体5、左端盖6、蜗杆7、辅轴承8、辅轴承座或壳体9、右端盖10及动力源11或不带动力源。主轴承/涡轮4可以带齿或是蜗轮与轴承配合一体，蜗杆7带两个蜗杆或蜗杆轴，两端安装有辅轴承8，辅轴承安装在辅轴承座9里面，蜗轮齿圈内孔配置有轴承（或蜗轮和轴承为一体结构）。

所述检测元件3采用的是公知磁栅尺环，钢栅尺环，光栅尺或时栅技术，采用套装设置的方式安装在主轴承/涡轮4下面固定圈外径上（如图1-2所示）；或安装在主轴承/涡轮4上部外内径上（如图3-4所示）；或安装在主轴承/涡轮4下面固定圈内径上（如图5-6所示）；或安装在主轴承/涡轮4上面固定圈内侧上（如图7-8所示）；或安装在主轴承/涡轮4上面固定圈外侧上（如图9-10所示）；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮4上部外内径上（如图11-12所示）；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮4下部固定圈内侧（如图13-14所示）；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮4下面固定圈外侧；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮4上面固定圈内侧；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮4上面固定圈外侧。

相对检测元件3的外圆周面附近至少设置有一个以上传感器，由固定架固定支撑在距离检测元件 0.1mm～0.2mm 的位置，通过数据线与控制单元连接。

使用时，在动力源11的带动下，蜗轮转动即主轴承/涡轮在旋转的同时，检测元件3随着主轴承/涡轮一起旋转，传感器1通过对检测元件的监测把监测的信号时实传递到控制***，控制***通过反馈值与给定值进行比较后，对产生的偏差量由驱动单元进行补偿，实现对旋转的精度控制。

Claims (5)

1.一种带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，包括蜗轮蜗杆传动装置，其特征是：在所述蜗轮蜗杆传动装置的蜗轮或轴承上设置有检测元件（3），相对检测元件的外圆周面上至少设置有一个以上传感器（1），由固定架（2）固定支撑。

2.根据权利要求1所述带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，其特征是：所述的蜗轮蜗杆传动装置为单蜗杆蜗轮结构或双蜗杆蜗轮结构。

3.根据权利要求1所述带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，其特征是：所述的检测元件（3）为磁栅或光栅或钢栅或时栅。

4.根据权利要求1或2或3所述带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，其特征是：所述的检测元件（3）安装在主轴承/涡轮（4）下面固定圈外径上；或安装在主轴承/涡轮（4）上部外内径上；或安装在主轴承/涡轮（4）下面固定圈内径上；或安装在主轴承/涡轮（4）上面固定圈内径上；或安装在主轴承/涡轮（4）上面固定圈外径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮（4）上部外内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮（4）下部固定圈内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮（4）下面固定圈外径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮（4）上面固定圈内径上；或安装在双蜗杆传动主轴承/涡轮（4）上面固定圈外径上。

5.根据权利要求1或2或3所述带可控装置的蜗轮蜗杆传动单元，其特征是： 所述的固定圈可以是单独一个圈，也可以和主轴承/涡轮（4）加工为一体，即在主轴承/涡轮上加工出一个圆形环，检测元件（3）安装在该圆形环上。

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