CN110067811A - 一种气浮转台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气浮转台，包括轴承组件、反馈组件、驱动组件，所述轴承组件包括节流器及安装在节流器内侧的转子，所述驱动组件包括电机定子及电机动子，还包括底座、定子压环及动子固定支架，所述电机定子通过定子压环与底座固定连接，所述动子固定支架固定于转子上，电机动子固定于动子固定支架上；所述转子、节流器、电机动子、电机定子四者同轴，且在转子的径向方向，所述四者按照转子、节流器、电机动子、电机定子顺序由内至外依次排布，电机动子及电机定子朝向转子轴线的投影均落在转子上。本气浮转台的结构设计中，通过降低气浮转台的高度，可扩大其适用范围，使得其对空间大小的适应力更强。

Description

一种气浮转台
技术领域
本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种气浮转台。
背景技术
气浮转台属于高精度的回转定位装置，由转轴、节流器、伺服电机、圆光栅等组成。气浮转台包括支承部件和驱动部件，支承部件由转轴和节流器组成，实现非接触支承；驱动部件由伺服电机和圆光栅组成，实现精密回转定位。
气浮转台广泛运用于高精度测量和加工技术领域，同时，气浮转台本身对测量结果和加工结果均具有重要的影响。
发明内容
针对上述提出的气浮转台本身对测量结果和加工结果均具有重要的影响的技术问题，本发明提供了一种气浮转台。本气浮转台的结构设计中，通过降低气浮转台的高度，可扩大其适用范围，使得其对空间大小的适应力更强。
针对上述问题，本发明提供的一种气浮转台通过以下技术要点来解决问题：一种气浮转台，包括轴承组件、安装在轴承组件上的反馈组件、与轴承组件相连的驱动组件，所述反馈组件用于测量旋转角度，所述驱动组件用于驱动轴承组件旋转，所述轴承组件包括节流器及安装在节流器内侧的转子，所述驱动组件包括电机定子及电机动子，还包括底座、定子压环及动子固定支架，所述电机定子通过定子压环与底座固定连接，所述动子固定支架固定于转子上，电机动子固定于动子固定支架上；
所述转子、节流器、电机动子、电机定子四者同轴，且在转子的径向方向，所述四者按照转子、节流器、电机动子、电机定子顺序由内至外依次排布，电机动子及电机定子朝向转子轴线的投影均落在转子上。
精密测量中，受到被测对象空间或测量精度等限制，要求气浮转台高度小、重量轻、精度高。随着我国科学技术的不断发展，精密测量技术已成为人们认识和改造客观世界的一种高新技术。同时，精密测量技术的研究得到了许多部门的重视，国家科委、国家自然科学基金委员会都将精密测量技术列为重点发展方向。如针对光学测量领域，现有气浮转台一般采用串联式设计：轴承与驱动电机串联的结构形式，这些气浮转台的尺寸无法满足测量对象空间或承载空间的限制，其重量也是影响测量精度的重要原因。
本方案中，所述驱动组件用于驱动轴承组件旋转，所述反馈组件用于实现轴承组件转角反馈，以达到如控制气浮转台转动角度的目的。所述驱动组件中，电机定子与电机动子相互作用，同时电机动子通过动子固定支架与转子连接，通过动子固定支架转矩，迫使转子转动；设置为所述四者按照转子、节流器、电机动子、电机定子顺序由内至外依次排布，电机动子及电机定子朝向转子轴线的投影均落在转子上，区别于传统驱动电机与轴承串联的形式，利用作为气浮转台支撑台的上盖板本身宽度或之间相较于转子和节流器一般较大的特点，采用以上结构形式的驱动组件与轴承组件的配合关系，在适当增加气浮转台的宽度或直径的情况下，使得气浮转台整体相较于现有气浮转台长度尺寸大大缩短，在运用于如光学测量时，其形态可很好的适应光学仪器测量空间，故使得其具有对空间大小适应力更强的特点，解决了在狭小空间范围内测量光学仪器精度等问题；同时，现有气浮转台在运用于如光学测量时，被检测对象的位置精度对测量精度也有重要的影响，本方案相较于现有气浮转台的结构和装配形式，其重心更低，故可通过更平稳的回转和更好的位置稳定性来获得更高的测量精度。
综上，该气浮转台的结构设计可使得其能在保证转台精度的同时降低转台高度，满足精密测量的需求。
更进一步的技术方案为：
作为一种具体的结构形式和节流器装配形式，设置为：所述底座呈筒状，还包括节流器套筒，所述节流器的外形呈阶梯轴状，且节流器套筒上的孔道为异径孔，所述节流器套筒通过第一连接螺钉固定在底座的端部，节流器通过其外部的变径部分嵌入异径孔的变径孔段中而被夹持于底座与节流器套筒之间。本方案方便加工、装配并获得理想的装配精度。
作为一种更为完整的技术方案，所述转子的端部还连接有通过第二连接螺钉固定的上盖板，所述上盖板的板面作为气浮转台的支撑面。本方案方便加工、装配并获得理想的装配精度。
作为反馈组件的具体实现方式，所述反馈组件包括圆光栅及光栅读数头，圆光栅及光栅读数头两者中，其中一者安装于转子上，另一者与电机定子的相对位置固定。
为利于转子的转动精度和方便本方案的制造和装配，设置为：所述圆光栅通过第五连接螺钉固定于转子上；
还包括读数头固定支架，所述读数头固定支架通过第四连接螺钉固定于定子压环或底座上，光栅读数头固定于读数头固定支架上。
为方便电机动子以及圆光栅与转子的连接，设置为：所述转子的外侧还设置有呈环状的安装环，所述安装环的延伸方向绕转子的轴线方向，还包括动子压环，所述动子固定支架通过第三连接螺钉与所述安装环螺钉连接，所述电机动子夹持在动子压环与动子固定支架之间，动子压环作为电机动子与转子之间的隔离部件；
所述圆光栅通过第五连接螺钉固定于所述安装环上。优选的，为方便装配和提高对底座内部空间的利用率，以尽可能减小气浮转台的尺寸，设置为：圆光栅与动子固定架设置在安装环的不同侧。
在结构尽可能简单的情况下，为方便约束本气浮转台中部件之间的相对位置关系，设置为：所述节流器位于上盖板的端面与安装环的端面之间。
本发明具有以下有益效果：
本方案中，所述驱动组件用于驱动轴承组件旋转，所述反馈组件用于实现轴承组件转角反馈，以达到如控制气浮转台转动角度的目的。所述驱动组件中，电机定子与电机动子相互作用，同时电机动子通过动子固定支架与转子连接，通过动子固定支架转矩，迫使转子转动；设置为所述四者按照转子、节流器、电机动子、电机定子顺序由内至外依次排布，电机动子及电机定子朝向转子轴线的投影均落在转子上，区别于传统驱动电机与轴承串联的形式，利用作为气浮转台支撑台的上盖板本身宽度或之间相较于转子和节流器一般较大的特点，采用以上结构形式的驱动组件与轴承组件的配合关系，在适当增加气浮转台的宽度或直径的情况下，使得气浮转台整体相较于现有气浮转台长度尺寸大大缩短，在运用于如光学测量时，其形态可很好的适应光学仪器测量空间，故使得其具有对空间大小适应力更强的特点，解决了在狭小空间范围内测量光学仪器精度等问题；同时，现有气浮转台在运用于如光学测量时，被检测对象的位置精度对测量精度也有重要的影响，本方案相较于现有气浮转台的结构和装配形式，其重心更低，故可通过更平稳的回转和更好的位置稳定性来获得更高的测量精度。
综上，该气浮转台的结构设计可使得其能在保证转台精度的同时降低转台高度，满足精密测量的需求。
附图说明
图1为本发明所述的一种气浮转台一个具体实施例的结构示意图；
图2为图1所示结构的结构剖视图，且剖视截面与转子的轴线平行。
图中的标记分别为：1、驱动组件，2、轴承组件，3、反馈组件，4、底座，5、定子压环，6、电机定子，7、第一连接螺钉，8、节流器套筒，9、节流器，10、上盖板，11、第二连接螺钉，12、转子，13、动子固定支架，14、电机动子，15、动子压环，16、第三连接螺钉，17、第四连接螺钉，18、读数头固定支架，19、光栅读数头，20、第五连接螺钉，21、圆光栅。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1和图2所示，一种气浮转台，包括轴承组件2、安装在轴承组件2上的反馈组件3、与轴承组件2相连的驱动组件1，所述反馈组件3用于测量旋转角度，所述驱动组件1用于驱动轴承组件2旋转，所述轴承组件2包括节流器9及安装在节流器9内侧的转子12，所述驱动组件1包括电机定子6及电机动子14，还包括底座4、定子压环5及动子固定支架13，所述电机定子6通过定子压环5与底座4固定连接，所述动子固定支架13固定于转子12上，电机动子14固定于动子固定支架13上；
所述转子12、节流器9、电机动子14、电机定子6四者同轴，且在转子12的径向方向，所述四者按照转子12、节流器9、电机动子14、电机定子6顺序由内至外依次排布，电机动子14及电机定子6朝向转子12轴线的投影均落在转子12上。
精密测量中，受到被测对象空间或测量精度等限制，要求气浮转台高度小、重量轻、精度高。随着我国科学技术的不断发展，精密测量技术已成为人们认识和改造客观世界的一种高新技术。同时，精密测量技术的研究得到了许多部门的重视，国家科委、国家自然科学基金委员会都将精密测量技术列为重点发展方向。如针对光学测量领域，现有气浮转台一般采用串联式设计：轴承与驱动电机串联的结构形式，这些气浮转台的尺寸无法满足测量对象空间或承载空间的限制，其重量也是影响测量精度的重要原因。
本方案中，所述驱动组件1用于驱动轴承组件2旋转，所述反馈组件3用于实现轴承组件2转角反馈，以达到如控制气浮转台转动角度的目的。所述驱动组件1中，电机定子6与电机动子14相互作用，同时电机动子14通过动子固定支架13与转子12连接，通过动子固定支架13转矩，迫使转子12转动；设置为所述四者按照转子12、节流器9、电机动子14、电机定子6顺序由内至外依次排布，电机动子14及电机定子6朝向转子12轴线的投影均落在转子12上，区别于传统驱动电机与轴承串联的形式，利用作为气浮转台支撑台的上盖板10本身宽度或之间相较于转子12和节流器9一般较大的特点，采用以上结构形式的驱动组件1与轴承组件2的配合关系，在适当增加气浮转台的宽度或直径的情况下，使得气浮转台整体相较于现有气浮转台长度尺寸大大缩短，在运用于如光学测量时，其形态可很好的适应光学仪器测量空间，故使得其具有对空间大小适应力更强的特点，解决了在狭小空间范围内测量光学仪器精度等问题；同时，现有气浮转台在运用于如光学测量时，被检测对象的位置精度对测量精度也有重要的影响，本方案相较于现有气浮转台的结构和装配形式，其重心更低，故可通过更平稳的回转和更好的位置稳定性来获得更高的测量精度。
综上，该气浮转台的结构设计可使得其能在保证转台精度的同时降低转台高度，满足精密测量的需求。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1和图2所示，作为一种具体的结构形式和节流器9装配形式，设置为：所述底座4呈筒状，还包括节流器套筒8，所述节流器9的外形呈阶梯轴状，且节流器套筒8上的孔道为异径孔，所述节流器套筒8通过第一连接螺钉7固定在底座4的端部，节流器9通过其外部的变径部分嵌入异径孔的变径孔段中而被夹持于底座4与节流器套筒8之间。本方案方便加工、装配并获得理想的装配精度。
作为一种更为完整的技术方案，所述转子12的端部还连接有通过第二连接螺钉11固定的上盖板10，所述上盖板10的板面作为气浮转台的支撑面。本方案方便加工、装配并获得理想的装配精度。
作为反馈组件3的具体实现方式，所述反馈组件3包括圆光栅21及光栅读数头19，圆光栅21及光栅读数头19两者中，其中一者安装于转子12上，另一者与电机定子6的相对位置固定。
为利于转子12的转动精度和方便本方案的制造和装配，设置为：所述圆光栅21通过第五连接螺钉20固定于转子12上；
还包括读数头固定支架18，所述读数头固定支架18通过第四连接螺钉17固定于定子压环5或底座4上，光栅读数头19固定于读数头固定支架18上。
为方便电机动子14以及圆光栅21与转子12的连接，设置为：所述转子12的外侧还设置有呈环状的安装环，所述安装环的延伸方向绕转子12的轴线方向，还包括动子压环15，所述动子固定支架13通过第三连接螺钉16与所述安装环螺钉连接，所述电机动子14夹持在动子压环15与动子固定支架13之间，动子压环15作为电机动子14与转子12之间的隔离部件；
所述圆光栅21通过第五连接螺钉20固定于所述安装环上。优选的，为方便装配和提高对底座4内部空间的利用率，以尽可能减小气浮转台的尺寸，设置为：圆光栅21与动子固定架设置在安装环的不同侧。
在结构尽可能简单的情况下，为方便约束本气浮转台中部件之间的相对位置关系，设置为：所述节流器9位于上盖板10的端面与安装环的端面之间。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种气浮转台，包括轴承组件(2)、安装在轴承组件(2)上的反馈组件(3)、与轴承组件(2)相连的驱动组件(1)，所述反馈组件(3)用于测量旋转角度，所述驱动组件(1)用于驱动轴承组件(2)旋转，所述轴承组件(2)包括节流器(9)及安装在节流器(9)内侧的转子(12)，所述驱动组件(1)包括电机定子(6)及电机动子(14)，其特征在于，还包括底座(4)、定子压环(5)及动子固定支架(13)，所述电机定子(6)通过定子压环(5)与底座(4)固定连接，所述动子固定支架(13)固定于转子(12)上，电机动子(14)固定于动子固定支架(13)上；
所述转子(12)、节流器(9)、电机动子(14)、电机定子(6)四者同轴，且在转子(12)的径向方向，所述四者按照转子(12)、节流器(9)、电机动子(14)、电机定子(6)顺序由内至外依次排布，电机动子(14)及电机定子(6)朝向转子(12)轴线的投影均落在转子(12)上。
2.根据权利要求1所述的一种气浮转台，其特征在于，所述底座(4)呈筒状，还包括节流器套筒(8)，所述节流器(9)的外形呈阶梯轴状，且节流器套筒(8)上的孔道为异径孔，所述节流器套筒(8)通过第一连接螺钉(7)固定在底座(4)的端部，节流器(9)通过其外部的变径部分嵌入异径孔的变径孔段中而被夹持于底座(4)与节流器套筒(8)之间。
3.根据权利要求1所述的一种气浮转台，其特征在于，所述转子(12)的端部还连接有通过第二连接螺钉(11)固定的上盖板(10)，所述上盖板(10)的板面作为气浮转台的支撑面。
4.根据权利要求1所述的一种气浮转台，其特征在于，所述反馈组件(3)包括圆光栅(21)及光栅读数头(19)，圆光栅(21)及光栅读数头(19)两者中，其中一者安装于转子(12)上，另一者与电机定子(6)的相对位置固定。
5.根据权利要求4所述的一种气浮转台，其特征在于，所述圆光栅(21)通过第五连接螺钉(20)固定于转子(12)上；
还包括读数头固定支架(18)，所述读数头固定支架(18)通过第四连接螺钉(17)固定于定子压环(5)或底座(4)上，光栅读数头(19)固定于读数头固定支架(18)上。
6.根据权利要求5所述的一种气浮转台，其特征在于，所述转子(12)的外侧还设置有呈环状的安装环，所述安装环的延伸方向绕转子(12)的轴线方向，还包括动子压环(15)，所述动子固定支架(13)通过第三连接螺钉(16)与所述安装环螺钉连接，所述电机动子(14)夹持在动子压环(15)与动子固定支架(13)之间，动子压环(15)作为电机动子(14)与转子(12)之间的隔离部件；
所述圆光栅(21)通过第五连接螺钉(20)固定于所述安装环上。
7.根据权利要求6所述的一种气浮转台，其特征在于，所述节流器(9)位于上盖板(10)的端面与安装环的端面之间。
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