CN210321767U - 一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，包括底座，底座上设有横放的中空圆筒，圆筒内部一端通过相对设置的成对轴承连接有回转主轴，回转主轴在圆筒内部连接有电机，圆筒内部另一端设有固定限位挡块，固定限位挡块上对称设置有两个限位开关，回转主轴轴端设有与固定限位挡块配合设置的活动限位挡块，活动限位挡块为扇形结构且两侧端部设有凸块，凸块与限位开关配合设置，限位开关通过导线连接有控制器，控制器与电机电性连接。本实用新型限位效率高，操作方便，结构简单紧凑。

Description

一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系

技术领域

本实用新型涉及单轴回转轴系领域，具体来说，涉及一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系。

背景技术

单轴回转轴系是一种非常重要的地面惯性导航测试设备，它主要用于惯性导航系统和惯性元器件检定、标定以及模拟飞行器的运动。轴系按转动范围大小可以分为连续无限回转和限位回转两种，连续无限回转是指回转轴系中带有滑环结构，通过滑环的作用，可以实现回转轴系360度连续回转；但是有的回转轴系是要求有限位功能的，为了防止转过限制角度范围，从而造成线路缠绕或者扯断，回转轴系中就需要有限位装置，起到保护回转轴系正常工作的作用。传统回转轴系设计限位功能，主要采用的是机械限位和电气限位独立设计、安装，机械限位角度大于电气限位角度，当电气限位失效的情况下，回转轴系的机械限位才被启动。传统单轴回转轴系限位设计中机械限位采用的是在回转轴系固定底座上设计有一个限位挡块，回转轴系主轴上面设计一个限位手柄，当超过极限角度时，限位手柄将碰撞到限位挡块，并使回转轴系停止运动；传统单轴回转轴系限位设计中电气限位是通过光电盘和关电开关组合作用，从而触发电机的制动，达到回转轴系的限位目的。

传统回转轴系机械和电气限位结构复杂，占用了较大的安装空间，电气限位是利用光电开关和光电盘组合限位，需要增加一个信号处理电路板，增加了回转轴系的研制成本。基于此，本实用新型提供了一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，结构机械和电气限位集成在一起，结构安装简单、操作方便；结构中电气限位采用的是行程开关替换了传统限位结构中的光电开关和光电盘结构，回转轴系电气限位功能更易实现。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，能够克服现有技术中回转轴系限位结构复杂、安装不方便、限位效率低等缺陷。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，包括底座，所述底座上设有横放的中空圆筒，所述圆筒内部一端通过相对设置的成对轴承连接有回转主轴，所述回转主轴在圆筒内部连接有电机，所述圆筒内部另一端设有固定限位挡块，所述固定限位挡块上对称设置有两个限位开关，所述回转主轴轴端设有与固定限位挡块配合设置的活动限位挡块，所述活动限位挡块为扇形结构且两侧端部设有凸块，所述凸块与限位开关配合设置，所述限位开关通过导线连接有控制器，所述控制器与电机电性连接。

进一步的，所述圆筒内部为阶梯状，所述圆筒在内部阶梯最高的一端通过相对设置的成对轴承连接有回转主轴，所述圆筒在内部阶梯最低的一端设有与活动限位挡块配合设置的固定限位挡块。

进一步的，所述底座通过螺钉安装在安装平台或者安装地基上。

进一步的，通过限位开关与凸块配合实现的电气限位角度为±120°。

进一步的，通过固定限位挡块与活动限位挡块配合实现的机械限位角度为±122°。

进一步的，所述电机为直驱力矩电机。

本实用新型的有益效果：通过电机的运动实现回转轴系的回转，活动限位挡块设计为扇形加凸块结构，通过扇形结构可以实现单轴回转轴系的要求限位角度功能，通过凸块设计，可以实现单轴回转轴系机械和电气限位为一体的功能，通过这一结构，回转轴系将先触发电气限位，然后电气限位失效情况下，机械限位将会启动。

回转轴系直接通过直驱力矩电机驱动，力矩电机性能的特点、优点主要表现为低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点，可直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。适当增大气隙，可降低齿槽效应，减小力矩波动，降低磁阻的非线性变化，使电机线性度更好，由于定子凸极式永磁结构的电磁气隙大，电枢电感小，而电枢波绕组使电枢电阻较大，因而电气时间常数小，在系统中使用时响应快，这些优点非常有利于控制系统的设计使用和调试。

综上所述，本实用新型提供了一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，有效的避免了传统回转轴系体积大、安装复杂，导致系统过重、实现不了轻量化等缺点，本实用新型限位效率高，操作方便，结构简单紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系的剖视图。

图2是根据本实用新型实施例所述的挡块示意图。

图3是根据本实用新型实施例所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系的整体示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，根据本实用新型实施例所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，包括底座2，所述底座2上设有横放的中空圆筒8，所述圆筒8内部一端通过相对设置的成对轴承3连接有回转主轴1，所述回转主轴1在圆筒8内部连接有电机4，所述圆筒8内部另一端设有固定限位挡块6，所述固定限位挡块6上对称设置有两个限位开关7，所述回转主轴1轴端设有与固定限位挡块6配合设置的活动限位挡块5，所述活动限位挡块5为扇形结构且两侧端部设有凸块9，所述凸块9与限位开关7配合设置，所述限位开关7通过导线连接有控制器，所述控制器与电机4电性连接。

在本优选实施例中，所述圆筒8内部为阶梯状，所述圆筒8在内部阶梯最高的一端通过相对设置的成对轴承3连接有回转主轴1，通过轴承3与回转主轴1的高精度配合安装来实现回转轴系的高精度回转，所述圆筒8在内部阶梯最低的一端设有与活动限位挡块5配合设置的固定限位挡块6。

在本优选实施例中，所述底座2通过螺钉安装在安装平台或者安装地基上。

在本优选实施例中，通过限位开关7与凸块9配合实现的电气限位角度为±120°；通过固定限位挡块6与活动限位挡块5配合实现的机械限位角度为±122°。

在本优选实施例中，所述电机4为直驱力矩电机。力矩电机性能的特点、优点主要表现为低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点，可直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。适当增大气隙，可降低齿槽效应，减小力矩波动，降低磁阻的非线性变化，使电机线性度更好，由于定子凸极式永磁结构的电磁气隙大，电枢电感小，而电枢波绕组使电枢电阻较大，因而电气时间常数小，在系统中使用时响应快，这些优点非常有利于控制系统的设计使用和调试。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用中，装配好整个单轴回转轴系后，系统给电机4发送指令，电机4开始回转，电机4和回转主轴1连接在一起，回转主轴1也将随电机4一起回转，整个回转轴系将带动负载一起运动，实现惯性元器件检定、标定以及模拟飞行器的运动，完成回转轴系位置、速率、摇摆等功能。

单轴回转轴系最终可以实现角位置定位精度：±3″、速率范围：±0.001°/s～±800°/s、速率分辨率：0.001°/s、速率精度及速率平稳性：5×10^-5(360°平均)、最大角加速度：200°/s²。

电气限位流程为：系统给电机4发送指令，电机4带动回转主轴1和活动限位挡块5一起回转，当回转轴系主轴回转角度超过极限角度后，利用活动限位挡块5特殊形状，活动限位挡块5上的凸块9将首先触发安装在固定限位挡块6上的限位开关7，限位开关7将给系统控制单元发送指令，电机4将停止回转，马上制动，完成回转轴系的电气限位功能。

本实用新型中，回转轴系的电气限位角度为±120°。

机械限位流程为：系统给电机4发送指令，电机4带动回转主轴1和活动限位挡块5一起回转，当回转轴系主轴回转角度超过极限角度后，利用活动限位挡块5特殊形状，活动挡块5上的凸块9将首先触发安装在固定限位挡块6上的限位开关7，此时限位开关一旦失效，活动限位挡块5将继续向前回转，活动限位挡块5将碰撞到固定限位挡块6，因为固定限位挡块6是固定在底座2上面的，所以活动限位挡块5也将被迫停止运动，随之整个轴系也将停止运动，防止回转轴系线路缠绕或者扯断，完成回转轴系的机械限位功能。

本实用新型中，回转轴系的机械限位角度为±122°

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，包括底座（2），其特征在于，所述底座（2）上设有横放的中空圆筒（8），所述圆筒（8）内部一端通过相对设置的成对轴承（3）连接有回转主轴（1），所述回转主轴（1）在圆筒（8）内部连接有电机（4），所述圆筒（8）内部另一端设有固定限位挡块（6），所述固定限位挡块（6）上对称设置有两个限位开关（7），所述回转主轴（1）轴端设有与固定限位挡块（6）配合设置的活动限位挡块（5），所述活动限位挡块（5）为扇形结构且两侧端部设有凸块（9），所述凸块（9）与限位开关（7）配合设置，所述限位开关（7）通过导线连接有控制器，所述控制器与电机（4）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，其特征在于，所述圆筒（8）内部为阶梯状，所述圆筒（8）在内部阶梯最高的一端通过相对设置的成对轴承（3）连接有回转主轴（1），所述圆筒（8）在内部阶梯最低的一端设有与活动限位挡块（5）配合设置的固定限位挡块（6）。

3.根据权利要求1所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，其特征在于，所述底座（2）通过螺钉安装在安装平台或者安装地基上。

4.根据权利要求1所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，其特征在于，通过限位开关（7）与凸块（9）配合实现的电气限位角度为±120°。

5.根据权利要求1所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，其特征在于，通过固定限位挡块（6）与活动限位挡块（5）配合实现的机械限位角度为±122°。

6.根据权利要求1所述的一种集机械和电气限位一体的单轴回转轴系，其特征在于，所述电机（4）为直驱力矩电机。

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