CN108757877B - 摩擦轮柔性机械式反馈装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，包括动力杆、摩擦轮、安装支架、传动轴、圆柱齿轮和反馈杆，摩擦轮设置有两个，对称设置于动力杆的两侧；摩擦轮转动安装于安装支架上，传动轴通过传动轴支座安装于两个摩擦轮之间，传动轴的两端分别与两个摩擦轮的顶端转动连接；圆柱齿轮位于传动轴的上方，并与传动轴的中部外壁转动连接，圆柱齿轮的一端设置有连接轴，连接轴的端部与反馈杆螺纹连接，连接轴通过限位装置转动安装于安装支架上。本发明采用摩擦轮柔性接触来进行位移、速度反馈，可减少工作中机械冲击主要反馈构件磨损，反馈精度可随着摩擦轮直径大小以及正压力大小进行调整，稳定性高，结构简单合理，造价较低。

Description

摩擦轮柔性机械式反馈装置
技术领域
本发明涉及数字液压缸反馈装置技术领域，具体涉及一种摩擦轮柔性机械式反馈装置。
背景技术
反馈装置广泛应用于机械结构中，尤其是数字液压缸，目前主要的内反馈装置分为两大类：一种基于传感器式的被动反馈，一种基于机械结构的主动式反馈。
中国专利201610819216.X授权一种内置位移传感器集成式电机泵空单出杆对称液压缸，反馈装置采用磁致伸缩位移传感器，成本高，反馈装置精度主要取决于传感器精度，一旦磁致传感器失效，则反馈装置失效，可靠性低；中国专利200420084127.8授权的一种双级螺旋内反馈数字流体缸，反馈装置采用的是大导程精密螺旋杆，制造成本较高，安装空间较大，细长螺纹杆工作时稳定性较差，螺旋杆受工作冲击容易磨损堆积小颗粒影响精度；论文《一种新型数字液压缸的研究》中介绍一种采用齿轮齿条进行反馈的数字液压缸，齿轮齿条工作时噪声大，并且齿条容易磨损堆积小颗粒状污染物，严重影响控制精度。
因此，提供一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，以解决上述现有技术所存在的问题，成为现在亟待解决技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，以解决上述现有技术存在的问题，采用摩擦轮柔性接触来进行位移、速度反馈，可减少工作中机械冲击主要反馈构件磨损，反馈精度可随着摩擦轮直径大小以及正压力大小进行调整，稳定性高，结构简单合理，造价较低。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，包括动力杆、摩擦轮、安装支架、传动轴、圆柱齿轮和反馈杆，所述摩擦轮设置有两个，对称设置于所述动力杆的两侧，并与所述动力杆构成摩擦传动；所述摩擦轮转动安装于所述安装支架上，所述传动轴通过传动轴支座安装于两个所述摩擦轮之间，所述传动轴的两端分别与两个所述摩擦轮的顶端转动连接；所述圆柱齿轮位于所述传动轴的上方，并与所述传动轴的中部外壁转动连接，所述圆柱齿轮的一端设置有连接轴，所述连接轴的端部与所述反馈杆螺纹连接，所述连接轴通过限位装置转动安装于所述安装支架上。
优选的，两个所述摩擦轮的中部均设置有一个贯穿的安装轴，两个所述安装轴的两端均通过安装轴承转动安装于所述安装支架上。
优选的，两个所述安装轴的顶端设置有第一锥齿轮，所述传动轴的两端各设置有一个第二锥齿轮，分别与两个所述第一锥齿轮啮合，所述第一锥齿轮带动所述第二锥齿轮转动，从而带动所述传动轴转动。
优选的，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮垂直设置。
优选的，所述传动轴的中部外壁上设置有螺旋齿，所述螺旋齿与所述圆柱齿轮连接，带动所述圆柱齿轮转动。
优选的，所述圆柱齿轮的连接轴的另一端安装有反馈螺母，所述反馈螺母与所述反馈杆通过螺纹进行连接。
优选的，所述限位装置包括深沟球轴承，所述连接轴通过所述深沟球轴承转动安装于所述安装支架上。
优选的，所述限位装置包括深沟球轴承，所述连接轴通过所述深沟球轴承转动安装于所述安装支架上。
优选的，所述深沟球轴承的前端设置有轴承端盖，所述轴承端盖通过螺栓固定于所述安装支架上；所述连接轴靠近所述深沟球轴承的位置处设置有限位平键，所述轴承端盖上设置有与所述限位平键相对应的环形限位槽，所述限位平键在所述环形限位槽内转动。
优选的，所述深沟球轴承的后侧设置有密封圈，所述密封圈将所述深沟球轴承固定在所述安装支架上，并进行密封。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明采用摩擦轮柔性接触来进行位移、速度反馈，可减少工作中机械冲击主要反馈构件磨损，反馈精度可随着摩擦轮直径大小以及正压力大小进行调整，稳定性高，结构简单合理，造价较低，可生产不同系列产品；摩擦轮有两个，对称安装在活塞杆两端，使其受力均匀，并可通过改变摩擦轮直径，调整对动力杆正压力，提高控制精度；传动轴两端锥齿轮与两个摩擦轮上端锥齿轮传动连接，受力均匀，只能转动不能平动，通过修改锥齿轮齿数、模数可提高控制精度、控制速度及行程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明摩擦轮柔性机械式反馈装置的结构示意图；
图2为本发明摩擦轮柔性机械式反馈装置的工作原理图；
其中，1动力杆，2摩擦轮，3安装轴承，4安装支架，5传动轴，6传动轴支座，7圆柱齿轮，8限位平键，9轴承端盖，10深沟球轴承，11密封圈，12反馈杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，以解决现有技术存在的问题，采用摩擦轮柔性接触来进行位移、速度反馈，可减少工作中机械冲击主要反馈构件磨损，反馈精度可随着摩擦轮直径大小以及正压力大小进行调整，稳定性高，结构简单合理，造价较低。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1-2所示，本实施例提供一种摩擦轮柔性机械式反馈装置，包括动力杆1、摩擦轮2、安装支架4、传动轴5、圆柱齿轮7和反馈杆12，摩擦轮2设置有两个，对称设置于动力杆1的两侧，并与动力杆1构成摩擦传动；摩擦轮2转动安装于安装支架4上，传动轴5通过传动轴支座6安装于两个摩擦轮2之间，传动轴5的两端分别与两个摩擦轮2的顶端转动连接；圆柱齿轮7位于传动轴5的上方，并与传动轴5的中部外壁转动连接，圆柱齿轮7的一端设置有连接轴，连接轴的端部与反馈杆螺纹连接，连接轴通过限位装置转动安装于安装支架4上。
具体的，本实施例中安装支架4包括方形框架，方形框架上设置有弧形安装架，两个摩擦轮2的中部均设置有一个贯穿的安装轴，安装轴的上下两端分别通过一个安装轴承3转动安装于安装支架4上的顶部和底部，从而实现两个摩擦轮2与安装支架4的转动连接。两个安装轴的顶端均设置有一个第一锥齿轮，传动轴5通过传动轴支座6安装于方形框架的顶部，并位于两个第一锥齿轮中间，传动轴5的两端各设置有一个第二锥齿轮，分别与两个第一锥齿轮啮合，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，从而带动传动轴5转动。其中，第一锥齿轮与第二锥齿轮垂直设置，而且传动轴5被传动轴支座6固定，只能转动不能平动。
传动轴5的中部外壁上沿周向设置有螺旋齿，螺旋齿与圆柱齿轮7连接，构成齿轮传动，通过传动轴5带动圆柱齿轮7转动。圆柱齿轮7的连接轴的另一端安装有反馈螺母，反馈杆12靠近反馈螺母的一端设置有螺纹，反馈螺母与反馈杆12通过螺纹进行连接，带动反馈杆12转动的同时，还使反馈杆12伴随向O向平动。
连接轴通过限位装置转动安装于安装支架4上，限位装置包括深沟球轴承10，连接轴通过深沟球轴承10转动安装于安装支架4弧形安装架的侧板上；深沟球轴承10的前端设置有轴承端盖9，轴承端盖9通过螺栓固定于安装支架4上；连接轴靠近深沟球轴承10的位置处设置有限位平键8，轴承端盖9靠近深沟球轴承10的一端设置有与限位平键8相对应的环形限位槽，限位平键8在环形限位槽内转动，圆柱齿轮7被限位平键8限制在轴承端盖9和深沟球轴承10之间，只能转动不能平动。深沟球轴承10的后侧设置有密封圈11，密封圈11将深沟球轴承10固定在安装支架4上，并进行密封，密封圈11和轴承端盖9上均设置有供连接轴通过的通孔。
本实施例摩擦轮柔性机械式反馈装置的工作原理如下：
动力杆1收到P向动力驱动向左运动，带动在正压力作用下与之构成摩擦传动的摩擦轮2转动，摩擦轮2通过安装轴承3固定在安装支架4中只能转动；摩擦轮2通过顶端第一锥齿轮带动传动轴5一起转动，传动轴5被传动轴支座6固定只能转动不能平动。传动轴5转动时带动与之构成齿轮传动的圆柱齿轮7转动，圆柱齿轮7被限位平键8限制在轴承端盖9和深沟球轴承10之间，只能转动不能平动，深沟球轴承10则被密封圈11固定在安装支架4上，圆柱齿轮7的另一端装有反馈螺母，并与反馈杆12构成螺纹传动，由于圆柱齿轮7被限定只能转动不能平动，则带动反馈杆12转动的同时，还使反馈杆12伴随向O向平动，将动力杆1的运动记录并反馈给动力***。
本发明将动力杆的P向的速度位移通过摩擦轮最终传递到反馈杆的O向的速度与位移，根据反馈杆O向的运动就可准确获得动力杆P向的运动情况，并进行实时记录反馈，反馈杆O向的反馈运动及反馈精度可以通过改变摩擦轮直径的大小和预紧力大小来进行调整。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：包括动力杆、摩擦轮、安装支架、传动轴、圆柱齿轮和反馈杆，所述摩擦轮设置有两个，对称设置于所述动力杆的两侧，并与所述动力杆构成摩擦传动；所述摩擦轮转动安装于所述安装支架上，所述传动轴通过传动轴支座安装于两个所述摩擦轮之间，所述传动轴的两端分别与两个所述摩擦轮的顶端转动连接；所述圆柱齿轮位于所述传动轴的上方，并与所述传动轴的中部外壁转动连接，所述圆柱齿轮的一端设置有连接轴，所述连接轴的端部与所述反馈杆螺纹连接，所述连接轴通过限位装置转动安装于所述安装支架上；
所述传动轴的中部外壁上设置有螺旋齿，所述螺旋齿与所述圆柱齿轮连接，带动所述圆柱齿轮转动；所述圆柱齿轮的连接轴的另一端安装有反馈螺母，所述反馈螺母与所述反馈杆通过螺纹进行连接；所述限位装置包括深沟球轴承，所述连接轴通过所述深沟球轴承转动安装于所述安装支架上。
2.根据权利要求1所述的摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：两个所述摩擦轮的中部均设置有一个贯穿的安装轴，两个所述安装轴的两端均通过安装轴承转动安装于所述安装支架上。
3.根据权利要求2所述的摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：两个所述安装轴的顶端设置有第一锥齿轮，所述传动轴的两端各设置有一个第二锥齿轮，分别与两个所述第一锥齿轮啮合，所述第一锥齿轮带动所述第二锥齿轮转动，从而带动所述传动轴转动。
4.根据权利要求3所述的摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮垂直设置。
5.根据权利要求1所述的摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：所述深沟球轴承的前端设置有轴承端盖，所述轴承端盖通过螺栓固定于所述安装支架上；所述连接轴靠近所述深沟球轴承的位置处设置有限位平键，所述轴承端盖上设置有与所述限位平键相对应的环形限位槽，所述限位平键在所述环形限位槽内转动。
6.根据权利要求5所述的摩擦轮柔性机械式反馈装置，其特征在于：所述深沟球轴承的后侧设置有密封圈，所述密封圈将所述深沟球轴承固定在所述安装支架上，并进行密封。
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