CN109500589B - 一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置及配平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置及配平衡方法。其中所述配平衡装置包括伺服机构内环组合平衡机构和伺服机构外环组合平衡机构，配平衡方法包括如下步骤：首先组装伺服机构内环组合，安装伺服机构内环组合平衡机构，对伺服机构内环组合平衡机构进行配平衡，直至内环组合在任意转动角度位置都可以悬停不动，表明内环组合达到配平状态；再组装伺服机构外环组合，安装伺服机构外环组合平衡机构，对伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡，直至外环组合在大齿轮滚动的全范围任意角度位置都可以悬停不动，表明外环组合达到配平状态。本发明解决了伺服机构离心试验配平衡方法受伺服机构传动***摩擦力和预紧力影响，配平精度较差，操作困难的问题。

Description

一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置及配平衡方法

技术领域

本发明涉及一种伺服机构配平衡装置及配平衡方法，特别是一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置及配平衡方法。

背景技术

某精密设备依靠伺服机构的运动稳定其负载，伺服机构各个旋转轴运动部件的质心必须严格在其旋转轴上，这样的平衡状态可以使伺服***稳定的控制伺服机构，从而稳定负载。如果运动部件的质心不在其旋转轴上，在设备大过载运动的过程中，就需要伺服***提供更大的输出力矩去稳定伺服机构，一旦伺服***无法提供足够的输出力矩，设备就无法正常工作，可见，在伺服机构的研制中，质量配平衡至关重要。

目前伺服机构配平衡方法，是将伺服机构及伺服控制***一并装配好以后，整机去做离心实验，在每一个运动轴方向做离心实验的过程中，检测相应电机的输出电流和电压是否异常，来判断此轴是否配平，如果不平衡，就在轻的一侧加配重或在重的一侧减配重，并重新做离心试验，多次反复直至此轴配平衡。

这种采用离心试验配平衡方法，每次增加或减少的配重量只能靠试，精度较差，每次操作都很复杂，需要反复起停离心机并检测电机的电压电流变化，而且在伺服机构整机状态下配平，不能克服伺服机构传动***的摩擦力以及预紧力，无法准确配平衡。

发明内容

本发明目的在于提出了一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置及方法，解决目前的伺服机构离心试验法受伺服机构传动***摩擦力影响，精度较差，操作困难的问题。

本发明所述重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，包括伺服机构内环组合平衡机构和伺服机构外环组合平衡机构，其中，

所述伺服机构内环组合平衡机构包括伺服机构内环组合、工艺轴和支架，所述伺服机构内环组合通过其两侧的转轴连接处的轴承分别与工艺轴转动连接，所述伺服机构内环组合通过两侧的工艺轴搭接于所述支架上后悬空设置，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构内环组合上，通过所述配重块调节所述伺服机构内环组合平衡；

所述伺服机构外环组合平衡机构包括伺服机构外环组合和支撑座，所述伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧共面的滚道面设置于所述水平设置的支撑座上；所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构外环组合上，通过所述配重块调节所述伺服机构外环组合平衡。

进一步地，所述支架置于水平工作台上。

进一步地，所述支架为对称设置于所述水平工作台上的X型支架或Y型支架，所述伺服机构内环组合通过两侧的工艺轴搭接于所述X型支架或Y型支架上的凹槽内。

进一步地，所述X型支架或Y型支架为铁型材。

进一步地，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构内环组合的平衡调节。

进一步地，所述支撑座由两条等高度的垫铁平行间隔设置于水平工作台上组成，所述两条平行垫铁的间距以正好能将伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧的滚道面架在其上为准。

进一步地，所述垫铁与大齿轮接触的接触面为水平设置。

进一步地，所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构外环组合的平衡调节。

进一步地，本发明还提供了所述重力法大齿轮伺服机构配平衡装置的配平衡方法，包括如下步骤：

S1.组装伺服机构内环组合：

将伺服机构俯仰向转动部分组装完成，同时在转轴处将相应的轴承一并安装到位，完成伺服机构内环组合的装配；

S2.安装伺服机构内环组合平衡机构：

将工艺轴分别安装至伺服机构内环组合两侧的转轴连接处的轴承中，然后将伺服机构内环组合通过两侧的工艺轴搭接于所述支架上，保持伺服机构内环组合为悬空状态；

S3.对伺服机构内环组合平衡机构进行配平衡:

缓慢转动悬空的伺服机构内环组合，判断其是否能在圆周任意角度位置悬停，悬停状态说明其已经达到配平衡状态，否则，添加配重块，直至调整到伺服机构内环组合平衡机构可在任意角度悬停，此时伺服机构内环组合平衡机构最终达到配平衡状态；

S4.安装伺服机构外环组合平衡机构：

将步骤S3中配平衡后的伺服机构内环组合去掉工艺轴后，继续与大齿轮等零件装配，直至完成伺服机构外环组合(即伺服机构方位向的转动部分)的装配；装配完成后，将伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧共面的滚道面，置于水平设置的支撑座上，得到伺服机构外环组合悬空的伺服机构外环组合平衡机构；

S5.对伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡：

缓慢滚动被架空的伺服机构外环组合，判断其是否能在大齿轮滚动范围内的任意角度位置悬停，悬停说明其已经达到配平衡状态，否则，添加配重块，直至调整到伺服机构外环组合可在大齿轮滚动范围内的任意角度位置悬停，此时伺服机构外环组合平衡机构最终达到配平衡状态。

进一步地，所述步骤S3和步骤S5中，还包括先通过橡皮泥对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节，调节平衡后，称重橡皮泥的重量，再通过加工与橡皮泥相同重量的配重块或配重块与配重块垫片共同对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节。

采用本发明所述技术方案所具有的有益效果：

本发明所述重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，该平衡装置在配平衡时，是在伺服机构装配环节，边装配边配平衡，可大幅度减少配平衡的工作量，同时，因为该装置是在没有安装电机和齿轮传动的情况下进行配平衡，可以消除传动***的预紧力和摩擦力给配平衡带来的不利影响，大大提高了伺服机构配平衡的精度。

附图说明

图1为本发明所述重力法大齿轮伺服机构内环组合配平衡装置示意图；图2为本发明所述重力法大齿轮伺服机构外环组合配平衡装置示意图；附图标记：

1.伺服机构内环组合；2.工艺轴；3.水平工作台；4.支架；6.大齿轮；7.大齿轮滚道面；8.支撑座；9.垫铁。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

本实施方式中，所述重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，如图1和图2所示，包括伺服机构内环组合平衡机构和伺服机构外环组合平衡机构，其中，

所述伺服机构内环组合平衡机构包括伺服机构内环组合1、工艺轴2和支架4，所述伺服机构内环组合1通过其两侧的转轴连接处的轴承分别与工艺轴2转动连接，所述伺服机构内环组合1通过两侧的工艺轴2搭接于所述支架4上后悬空设置，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构内环组合1上，通过所述配重块调节所述伺服机构内环组合1平衡；进一步地，所述支架4置于水平工作台3上，所述支架4可以为对称设置于所述水平工作台3上的X型支架或Y型支架，所述X型支架或Y型支架优选为铁型材；所述伺服机构内环组合1通过两侧的工艺轴2搭接于所述X型支架或Y型支架的凹槽内；本实施方式中所述支架4优选为对称设置于所述水平工作台3上的X型铁型材支架；

所述伺服机构外环组合平衡机构包括伺服机构外环组合和支撑座8，所述伺服机构外环组合通过其大齿轮6两侧共面的大齿轮滚道面7设置于所述水平设置的支撑座8上；所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构外环组合上，通过所述配重块调节所述伺服机构外环组合平衡。

进一步地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构内环组合1的平衡调节，尤其是当需要对伺服机构内环组合1的平衡性进行微调时，可以通过添加配重块垫片的方式进行。

进一步地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述伺服机构外环组合平衡机构中，所述支撑座8由两条等高度的垫铁9间隔设置于水平工作台3上组成，所述两条平行垫铁9的间距以正好能将伺服机构外环组合通过其大齿轮6两侧的大齿轮滚道面7架在其上为准。所述垫铁9与大齿轮6接触的接触面为水平设置。具体组装方式为将伺服机构外环组合通过大齿轮6两侧的大齿轮滚道面7架在两个平行的垫铁9上，使用时，需要测量两个垫铁9上表面的水平度，保证两个垫铁9上表面为水平，这对伺服机构外环组合平衡机构的配平衡至关重要。

进一步地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构外环组合的平衡调节，尤其是当需要对伺服机构外环组合的平衡性进行微调时，可以通过添加配重块垫片的方式进行。

进一步地，本发明还提供了所述重力法大齿轮伺服机构配平衡装置的配平衡方法，包括如下步骤：

S1.组装伺服机构内环组合1：

将伺服机构俯仰向转动部分组装完成，同时在转轴处将相应的轴承一并安装到位，完成伺服机构内环组合1的装配；

S2.安装伺服机构内环组合平衡机构：

将工艺轴2分别安装至伺服机构内环组合1两侧的转轴连接处的轴承中，然后将伺服机构内环组合1通过两侧的工艺轴2搭接于所述支架4上，保持伺服机构内环组合1为悬空状态；

S3.对伺服机构内环组合平衡机构进行配平衡:

缓慢转动悬空的伺服机构内环组合1，判断其是否能在圆周任意角度位置悬停，悬停状态说明其已经达到配平衡状态，否则，说明其还没有配平衡，负载质心还偏离旋转轴，此时需要添加配重块进行平衡调整，直至调整到伺服机构内环组合平衡机构可在任意角度悬停，此时伺服机构内环组合平衡机构最终达到配平衡状态；

S4.安装伺服机构外环组合平衡机构：

将步骤S3中配平衡后的伺服机构内环组合1去掉工艺轴2后，继续与大齿轮6等零件装配，直至完成伺服机构外环组合(即伺服机构方位向的转动部分)的装配；装配完成后，将伺服机构外环组合通过其大齿轮6两侧共面的滚道面7，置于水平设置的支撑座8上，得到伺服机构外环组合悬空的伺服机构外环组合平衡机构；其中，所述支撑座8由两条等高度的垫铁9间隔设置于水平工作台3上组成，所述两条平行垫铁9的间距以正好能将伺服机构外环组合通过其大齿轮6两侧的大齿轮滚道面7架在其上为准。所述伺服机构外环组合平衡机构具体组装方式为将伺服机构外环组合通过大齿轮6两侧的大齿轮滚道面7架在两个平行的垫铁9上，使用时，需要测量两个垫铁9上表面的水平度，保证两个垫铁9上表面为水平，这对伺服机构外环组合平衡机构的配平衡至关重要。

S5.对伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡：

缓慢滚动被架空的伺服机构外环组合，判断其是否能在大齿轮6滚动范围内的任意角度位置悬停，悬停说明其已经达到配平衡状态，否则，说明其还没有配平衡，负载质心还偏离旋转轴，添加配重块调整平衡，直至调整到伺服机构外环组合可在大齿轮6滚动范围内的任意角度位置悬停，此时伺服机构外环组合平衡机构最终达到配平衡状态。

进一步地，结合上述技术方案，本实施方式中，所述步骤S3和步骤S5中，还包括先通过橡皮泥对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节，调节平衡后，称重橡皮泥的重量，再加工与橡皮泥等重量的配重块和相应的配重块垫片，通过添加配重块或配重块与配重块垫片共同对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节。

需要指出的是，本发明中所述大齿轮伺服机构是一种常用的伺服机构结构形式，是指伺服机构外环组合由一个半圆形的开放式大齿轮6和伺服机构内环组合1以及连接轴等零部件组成，旋转轴为大齿轮6的轴线，是一个虚轴，大齿轮6结构的两侧各有一个共面的半圆周大齿轮滚道面7，通过数个支撑轴承的外圆与大齿轮6的大齿轮滚道面7配合，支撑起大齿轮6从而支撑起伺服机构外环组合。大齿轮6的直径通常在100mm～300mm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，包括伺服机构内环组合平衡机构和伺服机构外环组合平衡机构，其中，

所述伺服机构内环组合平衡机构包括伺服机构内环组合(1)、工艺轴(2)和支架(4)，所述伺服机构内环组合(1)通过其两侧的转轴连接处的轴承分别与工艺轴(2)转动连接，所述伺服机构内环组合(1)通过两侧的工艺轴搭接于所述支架(4)上后悬空设置，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构内环组合(1)上，通过所述配重块调节所述伺服机构内环组合(1)平衡；

所述伺服机构外环组合平衡机构包括伺服机构外环组合、和支撑座(8)，所述伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧共面的大齿轮滚道面(7)设置于水平设置的所述支撑座(8)上；所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块，所述配重块设置于所述伺服机构外环组合上，通过所述配重块调节所述伺服机构外环组合平衡。

2.根据权利要求1所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述支架(4)置于水平工作台(3)上。

3.根据权利要求2所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述支架(4)为对称设置于所述水平工作台上的X型支架或Y型支架，伺服机构通过两侧的工艺轴搭接与所述X型支架或Y型支架上的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述X型支架或Y型支架为铁型材。

5.根据权利要求1～4任一所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述伺服机构内环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构内环组合(1)的平衡调节。

6.根据权利要求1所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述支撑座(8)由两条等高度的垫铁(9)平行间隔设置于水平工作台上组成，两条平行所述垫铁(9)的间距以正好能将所述伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧的大齿轮滚道面(7)架在其上为准。

7.根据权利要求6所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述垫铁(9)与大齿轮(6)接触的接触面为水平设置。

8.根据权利要求1所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置，其特征在于，所述伺服机构外环组合平衡机构还包括配重块垫片，所述配重块垫片用于伺服机构外环组合的平衡调节。

9.权利要求1～8任一所述的重力法大齿轮伺服机构配平衡装置的配平衡方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.组装伺服机构内环组合：

将伺服机构俯仰向转动部分组装完成，同时在转轴处将相应的轴承一并安装到位，完成伺服机构内环组合的装配；

S2.安装伺服机构内环组合平衡机构：

将工艺轴(2)分别安装至伺服机构内环组合(1)两侧的转轴连接处的轴承中，然后将伺服机构内环组合通过两侧的工艺轴搭接于所述支架(4)上，保持伺服机构内环组合(1)为悬空状态；

S3.对伺服机构内环组合平衡机构进行配平衡:

缓慢转动悬空的伺服机构内环组合，判断其是否能在圆周任意角度位置悬停，悬停状态说明其已经达到配平衡状态，否则，添加配重块，直至调整到伺服机构内环组合平衡机构在任意角度悬停，此时伺服机构内环组合平衡机构最终达到配平衡状态；

S4.安装伺服机构外环组合平衡机构：

将步骤S3中配平衡后的伺服机构内环组合去掉工艺轴后，继续完成伺服机构外环组合的其它装配；装配完成后，将伺服机构外环组合通过其大齿轮两侧共面的大齿轮滚道面置于水平设置的支撑座上，得到伺服机构外环组合悬空的伺服机构外环组合平衡机构；

S5.对伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡：

缓慢滚动被架空的伺服机构外环组合，判断其是否能在大齿轮滚动范围内的任意角度位置悬停，悬停说明其已经达到配平衡状态，否则，添加配重块，直至调整到伺服机构外环组合可在大齿轮滚动范围内的任意角度位置悬停，此时伺服机构外环组合平衡机构最终达到配平衡状态。

10.根据权利要求9所述的配平衡方法，其特征在于，所述步骤S3和步骤S5中，还包括先通过橡皮泥对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节，调节平衡后，称重橡皮泥的重量，再通过与橡皮泥相同重量的配重块或配重块与配重块垫片共同对伺服机构内环组合平衡机构或伺服机构外环组合平衡机构进行配平衡调节。

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