CN214224047U - 一种角度和长度互测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角度和长度互测装置，包括筒体、摩擦轮、摩擦条和直线导轨，筒体安装于底座上，底座固定于支撑台上，所述筒体内设置有摩擦轮，摩擦轮上部连接有用于承载物体的转台，所述筒体内设置有用于测量摩擦轮角度的角度传感器，摩擦轮一侧抵接有所述摩擦条，所述摩擦条与底座或支撑台滑动连接，直线导轨一侧设置有用于检测摩擦条移动距离的直线位移传感器。通过在驱动电机的输出轴安装摩擦轮，取代了现有技术中的旋转台使用电机+蜗杆+蜗轮以驱动转台转动的方式，一方面只需将摩擦条紧贴于摩擦轮侧面即可，避免在角度计量中因蜗轮蜗杆啮合导致较大的分度误差，另一方面制成价格不会随着角度测量***的精度提高而过度地升高。

Description

一种角度和长度互测装置

技术领域

本实用新型属于精密测试计量用设备技术领域，具体涉及一种角度和长度互测装置。

背景技术

在精密测试计量技术领域，测量角度十分常见，目前用于测量角度的设备并不多。自准直仪是一种用于检测平面反射镜微小角度变化的光学测量仪器，从功能上理解，自准直仪是将准直仪和准直望远镜结合为一体的一台仪器。

现代机械加工***是使用旋转台进行部件的倾斜和分度调整。旋转台的定位精度对于***精度非常重要。在使用自准直仪测量旋转台的角度误差时，自准直仪将通过角度标准器来测定与标称角度的偏差。角度标准器通常是一种精密的多面棱体或分度台。特别的是，自准直仪的精度不受光束***的影响，所以它是一种非常实用的装置。旋转台，例如旋转摆动铰链或者旋转台一般具有旋转位置求取***、尤其是角度编码器，以便可以检测装置的部件绕旋转轴线的转动的当前旋转角度。

专利CN208140148U公开了一种角度编码器检测装置，其包括的旋转台主要原理如下，用于放置棱镜的转台下部安装有主轴，主轴上安装有齿轮，齿轮通过侧面设置的蜗杆带动转动，蜗杆则由其端部连接的电机驱动，由于电机通过蜗杆带动齿轮转动。其缺陷如下：若想提高设备的精度则需要提高蜗轮和蜗杆的加工精度，目前高精度的蜗轮和蜗杆加工的费用普遍较高，而精度较低的蜗轮蜗杆啮合则会使旋转台产生很大的分度误差，这些误差进而影响直线位移测量的重复性及稳定性，一方面蜗杆和蜗轮传递的动力的方式不能够以任何任意的精度制成，另一方面制成价格随着角度测量***的精度提高而过度地升高。

实用新型内容

针对先有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种角度和长度互测装置，其解决了目前旋转台存在的通过蜗杆带动蜗轮转动而导致的蜗杆和蜗轮不能够以任何任意的精度制成，以及制成的成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种角度和距离互测装置，包括筒体、摩擦轮、摩擦条和直线导轨，所述筒体安装于底座上，所述底座固定于支撑台上，所述筒体内设置有摩擦轮，所述摩擦轮上部连接有用于承载物体的转台，所述筒体内设置有用于测量摩擦轮角度的角度传感器，所述摩擦轮一侧抵接有所述摩擦条，所述摩擦条与底座或支撑台滑动连接，所述直线导轨一侧设置有用于检测摩擦条移动距离的直线位移传感器。

在安装时，可以是摩擦轮与一个连接轴固定，连接轴通过轴承安装在筒体内部，连接轴上部固定至转台处，连接轴下部连接到角度传感器处，使得摩擦轮、转台和角度传感器同步转动。也可以是摩擦轮两侧形成凸起的连接结构，凸起的结构分别与转台和角度传感器连接，为了节省空间角度传感器可以安装在筒体的下方，直线位移传感器则可以安装在支撑台上，位于摩擦条侧面即可，角度传感器和直线传感器为现有技术，此处不再赘述。

安装时，筒体一侧挖空以形成容纳摩擦条的孔洞，具体可以是在筒体下端的侧面开设，而孔洞可以是沿着筒体侧面分布的条形孔，所述摩擦条水平设置于支撑台上方。

在实施时，当已知参数为直线距离时，可以手动转动转台，转台带动下方的摩擦轮转动，直到摩擦条移动到预设的直线距离参数，停止转动转台，最终得到转台转动的角度。当已知参数为角度时，也可以手动转动转台，转台带动下方的摩擦轮转动，直到摩擦条移动到预设的角度参数，停止转动转台，最终得到摩擦条移动的直线距离参数。

进一步地，还包括用于驱动摩擦轮转动的驱动组件，所述驱动组件安装于筒体内。驱动组件为电机，所述电机的输出轴与筒体同轴设置，电机的输出轴一端连接有转台，输出轴远离转台的一端连接有所述摩擦轮。

在实施时，动力部分使用直驱电机，直驱电机全名是direct drive，翻译成中文也就是直接驱动。所以直驱说的是一种驱动方式，直接驱动。即DD+ 力矩伺服电机，所以统称为DD直驱电机。其具有平稳、节能和动力强劲的优点，并且直驱电机可以有效节省安装空间。

直驱电机作为动力用于带动转台和摩擦轮转动，摩擦轮可以是外径套设有摩擦力较大的圆环制成，也可以是摩擦轮表面设置凸起以增大摩擦力。摩擦轮表面开设有环形槽以节省材料和减轻摩擦轮的重量。

进一步地，所述输出轴远离转台的一端形成有圆柱状结构的第一凸台，所述摩擦轮套设于第一凸台上。

进一步地，所述输出轴的第一凸台端部形成有圆柱状结构的第二凸台，所述第二凸台通过第一轴承与下盖连接，所述下盖固定于底座之上，所述输出轴上端通过第二轴承连接至上支座内，所述上支座与筒体固定连接。

进一步地，所述摩擦条一侧滑动连接有滑块组合，所述滑块组合与所述直线导轨滑动连接，所述滑块组合包括滑条和用于连接滑条的安装架，所述滑条与摩擦条固定连接，所述滑条背离摩擦条的一侧滑动连接至所述直线导轨上。

进一步地，滑块组合还包括用于将摩擦条推向摩擦轮的压紧组件，所述压紧组件包括弹簧和弹簧安装部，所述安装部安装于支撑台上，所述弹簧设置于安装部内且弹簧远离安装部的一端抵接于直线导轨一侧。

进一步地，所述筒体上部连接有位于第二轴承上方的压盖，所述输出轴端部伸出压盖外。

压盖通过螺钉连接在筒体上端，也可以连接在上上支座上部，压盖的设计方便拆修筒体和组装旋转台。

进一步地，所述上支座和转台之间的筒体套设有护罩。

护罩用于防止灰尘进入筒体内，护罩采用橡胶材料制造，保护直驱电机以及空气轴承。

与现有技术相比本方案的有益效果是：

通过在直驱电机的输出轴安装摩擦轮，通过摩擦轮以静摩擦带动摩擦条在支撑台上移动的方式，摩擦轮与摩擦条直接滚动接触，取代了现有技术中的旋转台使用电机+蜗杆+蜗轮以驱动转台转动的方式，一方面只需将摩擦条紧贴于摩擦轮侧面即可，不必考虑蜗杆和蜗轮制造的精度问题，另一方面制成价格不会随着角度测量***的精度提高而过度地升高，从而在不降低精度的前提下有效地节省了制造旋转台的成本，再而通过圆形的摩擦轮和直线结构的摩擦条，使得摩擦轮转动的角度和摩擦条移动的距离有数学关系，即摩擦条移动距离和圆形的摩擦轮直径以及转动的角度的数学关系，当已知的参数为直线距离时，移动摩擦条可以得到转台的转动角度参数，已知参数为角度时则可以转动转台使摩擦轮带动摩擦条进行移动，以将角度参数转化为直线距离参数。

附图说明

图1为本实用新型旋转台剖视图；

图2为图1中A-A剖视图。

图中附图标记依次为：筒体1、压盖11、下盖12、轴承座121、上支座 13、护罩14、直驱电机2、输出轴21、第一凸台211、第二凸台212、第一轴承213、第二轴承214、角度传感器215、转台22、摩擦轮3、支撑台4、底座41、滑块组合42、直线导轨421、安装架422、弹簧423、安装部424、直线位移传感器43、摩擦条44。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

一种角度和长度互测装置，包括筒体1、摩擦轮3、摩擦条44和直线导轨，所述筒体1安装于底座41上，所述底座41固定于支撑台4上，所述筒体1内设置有摩擦轮3，所述摩擦轮3上部连接有用于承载物体的转台22，所述筒体1内设置有用于测量摩擦轮3角度的角度传感器215，所述摩擦轮3 一侧抵接有所述摩擦条44，所述摩擦条44与底座41或支撑台4滑动连接，所述直线导轨一侧设置有用于检测摩擦条移动距离的直线位移传感器43。

为了节省空间角度传感器215可以安装在筒体1的下方，直线位移传感器43则可以安装在支撑台4上，位于摩擦条44侧面即可，角度传感器215 和直线传感器为现有技术，此处不再赘述。

安装时，筒体1一侧挖空以形成容纳摩擦条44的孔洞，具体可以是在筒体1下端的侧面开设，而孔洞可以是沿着筒体1侧面分布的条形孔，所述摩擦条44水平设置于支撑台4上方。

在实施时，当已知参数为直线距离时，可以手动转动转台22，转台22带动下方的摩擦轮3转动，直到摩擦条44移动到预设的直线距离参数，停止转动转台22，最终得到转台22转动的角度。当已知参数为角度时，也可以手动转动转台22，转台22带动下方的摩擦轮3转动，直到摩擦条44移动到预设的角度参数，停止转动转台22，最终得到摩擦条44移动的直线距离参数。

进一步地，一种角度和距离互测装置还包括用于驱动摩擦轮3转动的驱动组件，所述驱动组件安装于筒体1内。驱动组件为电机，所述电机的输出轴21与筒体1同轴设置，电机的输出轴21一端连接有转台22，输出轴21远离转台22的一端连接有所述摩擦轮3。

在实施时，动力部分使用直驱电机2，直驱电机2全名是direct drive，翻译成中文也就是直接驱动。所以直驱说的是一种驱动方式，直接驱动。即 DD+力矩伺服电机，所以统称为DD直驱电机2。其具有平稳、节能和动力强劲的优点，并且直驱电机2可以有效节省安装空间。

直驱电机2作为动力用于带动转台22和摩擦轮3转动，摩擦轮3可以是外径套设有摩擦力较大的圆环制成，也可以是摩擦轮3表面设置凸起以增大摩擦力。摩擦轮3表面开设有环形槽以节省材料和减轻摩擦轮3的重量。

进一步地，所述输出轴21远离转台22的一端形成有圆柱状结构的第一凸台211，所述摩擦轮3套设于第一凸台211上。输出轴21的第一凸台211 端部形成有圆柱状结构的第二凸台212，所述第二凸台212通过第一轴承213 与下盖12连接，所述下盖12固定于底座41之上，所述输出轴21上端通过第二轴承214连接至上支座13内，所述上支座13与筒体1固定连接。

进一步地，所述摩擦条44一侧滑动连接有滑块组合42，所述滑块组合 42安装于所述支撑台4上，所述滑块组合42包括直线导轨421和用于固定直线导轨421的安装架422，所述直线导轨421与摩擦条44滑动连接。所述滑条与摩擦条固定连接，所述滑条背离摩擦条的一侧滑动连接至所述直线导轨上。滑块组合42还包括用于将摩擦条44推向摩擦轮3的压紧组件，所述压紧组件包括弹簧423和安装部424，所述安装部424安装于支撑台4上，所述弹簧423设置于安装部424内且弹簧423远离安装部424的一端抵接于直线导轨421一侧。摩擦条44一侧通过螺栓有长度较短的滑条，滑条有上开设有滑动槽，滑动槽内设置有直线导轨421连接部，连接部与安装架422活动连接，例如在安装架上固定有多个互相平行的连接柱，连接柱穿过连接部将摩擦条连接，即连接部能够在弹簧423和摩擦条44之间移动微小距离，这样便可以使得摩擦条44能够被推向摩擦轮3侧面并紧贴在侧面。进一步地，所述筒体1上部连接有位于第二轴承214上方的压盖11，所述输出轴21端部伸出压盖11外。

压盖11通过螺钉连接在筒体1上端，也可以连接在上上支座13上部，压盖11的设计方便拆修筒体1和组装旋转台22。

进一步地，所述上支座13和转台22之间的筒体1套设有护罩14。护罩 14用于防止灰尘进入筒体1内，护罩14采用橡胶材料制造，保护直驱电机2 以及空气轴承。

实施例2

本实施例和上一实施例基本上相同，不同的是，本实施例没有驱动组件，具体是摩擦轮3与一个连接轴固定，连接轴通过轴承安装在筒体1内部，连接轴上部固定至转台22处，连接轴下部连接到角度传感器215处，使得摩擦轮3、转台22和角度传感器215同步转动。当操作时可以直接转动转台22或是摩擦条44进行驱动。这样设计的目的是，可以使得整体的结构更加简单，成本相对于带有直驱电机2的结构更低。

实施例3

在本实施例中，摩擦轮3两侧形成凸起的连接结构，凸起的结构分别与转台22和角度传感器215连接，凸起的结构通过轴承连接在筒体1内。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种角度和长度互测装置，其特征在于：包括筒体、摩擦轮、摩擦条和直线导轨，所述筒体安装于底座上，所述底座固定于支撑台上，所述筒体内设置有摩擦轮，所述摩擦轮上部连接有用于承载物体的转台，所述筒体内设置有用于测量摩擦轮角度的角度传感器，所述摩擦轮一侧抵接有所述摩擦条，所述摩擦条通过所述直线导轨与底座或支撑台滑动连接，所述直线导轨一侧设置有用于检测摩擦条移动距离的直线位移传感器。

2.如权利要求1所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：还包括用于驱动摩擦轮转动的驱动组件，所述驱动组件安装于筒体内。

3.如权利要求2所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述驱动组件为电机，电机的输出轴与筒体同轴设置，电机的输出轴一端连接有转台，输出轴远离转台的一端连接有所述摩擦轮。

4.如权利要求3所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述输出轴远离转台的一端形成有圆柱状结构的第一凸台，所述摩擦轮套设于第一凸台上。

5.如权利要求4所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述输出轴的第一凸台端部形成有圆柱状结构的第二凸台，所述第二凸台通过第一轴承与下盖连接，所述下盖固定于底座之上，所述输出轴上端通过第二轴承连接至上支座内，所述上支座与筒体固定连接。

6.如权利要求1所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述摩擦条一侧滑动连接有滑块组合，所述滑块组合与所述直线导轨滑动连接，所述滑块组合包括滑条和用于连接滑条的安装架，所述滑条与摩擦条固定连接，所述滑条背离摩擦条的一侧滑动连接至所述直线导轨上。

7.如权利要求6所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：滑块组合还包括用于将摩擦条推向摩擦轮的压紧组件，所述压紧组件包括弹簧和安装部，所述安装部安装于支撑台上，所述弹簧设置于安装部内且弹簧远离安装部的一端抵接于直线导轨一侧。

8.如权利要求5所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述筒体上部连接有位于第二轴承上方的压盖，所述输出轴端部伸出压盖外。

9.如权利要求5所述的一种角度和长度互测装置，其特征在于：所述上支座和转台之间的筒体套设有护罩。

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