一种四轴促动器的制造方法
【专利摘要】一种四轴促动器，包括由步进电机驱动的中央齿轮和四个从动执行器，每一从动执行器能够单独实现运动或停止；该从动执行器包括星型齿轮、滚珠丝杆、滚珠螺母、滚珠丝杆止转定位键、圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘座、摩擦盘、推力弹簧和滚珠丝杆制动器，其中，星型齿轮与中央齿轮啮合，滚珠丝杆止转定位键限制滚珠丝杆无法转动，滚珠螺母与滚珠丝杆连接，圆柱齿轮摩擦片固定于星型齿轮上，推力弹簧推动摩擦盘与圆柱齿轮摩擦片紧密连接，使星型齿轮通过圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘、摩擦盘座带动滚珠螺母旋转并进而带动滚珠丝杆上下移动，通电后滚珠丝杆制动器吸合摩擦盘脱离圆柱齿轮摩擦片，使滚珠丝杆停止运动。本发明减少了促动器的数量，能用于大型射电望远镜主反射面的调整。
【专利说明】一种四轴促动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过一个主动轴来控制四个从动执行器分别或者同时运动的四轴促动器机构，具体涉及一种用于大型射电望远镜主反射面主动控制系统的四轴促动器，属于精密机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]大型射电望远镜主反射面的表面形状误差是影响观测效率的重要因素，对于高频信号而言，表面形状误差较大的主反射面的观测效率衰减甚至高达5倍之多。为了克服大型射电望远镜由于自身重量、风载以及温度变化导致的主反射面表面变形，通常需要对变形量进行补偿，使主反射面形状更符合标准抛物面。为此目的，将主反射面分割为若干分面板，通过促动器带动各个分面板做微小位移，从而补偿主反射面的变形量。然而对每块分面板都采用单独一个促动器控制时，会造成促动器数量众多，促动器失效难以修复等问题，对主反射面的精度影响巨大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大型射电望远镜主反射面用四轴促动器，采用一个主动轴带动四个从动执行器的结构，四个从动执行器可以单独转动，也可以几个或全部联动，从而减少整台大型射电望远镜主反射面使用促动器的数量，并且提高促动器的可靠性。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种四轴促动器，其包括由步进电机驱动的中央齿轮和由该中央齿轮带动的四个从动执行器，每一从动执行器各自与所述中央齿轮直接连接，能够单独实现运动或停止。
[0006]进一步地，所述的从动执行器包括星型齿轮、滚珠丝杆、滚珠螺母、滚珠丝杆止转定位键、圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘座、摩擦盘、推力弹簧和滚珠丝杆制动器，其中，星型齿轮与所述中央齿轮啮合，滚珠丝杆穿置于该星型齿轮的中心，滚珠丝杆止转定位键插入该滚珠丝杆的内孔且限制该滚珠丝杆无法转动，滚珠螺母连接于该滚珠丝杆的外周，圆柱齿轮摩擦片固定于星型齿轮上，摩擦盘座与滚珠螺母固定连接，摩擦盘与该摩擦盘座连接，推力弹簧推动该摩擦盘与圆柱齿轮摩擦片紧密连接，使星型齿轮通过圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘、摩擦盘座带动滚珠螺母旋转并进而带动滚珠丝杆上下移动，滚珠丝杆制动器套置于滚珠螺母外周，并且在通电后该滚珠丝杆制动器吸合摩擦盘脱离圆柱齿轮摩擦片，使滚珠螺母和滚珠丝杆停止运动。
[0007]进一步地，所述的四轴促动器还包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一伞齿轮、第二伞齿轮和谐波减速器，其中，第一传动轴的一端与所述步进电机连接，另一端通过相互啮合的第一伞齿轮和第二伞齿轮与第二传动轴连接，该第二传动轴通过谐波减速器与第三传动轴连接，所述中央齿轮固定连接于该第三传动轴上，从而实现所述步进电机对中央齿轮的驱动。
[0008]进一步地，所述的四轴促动器还包括电机制动器，该电机制动器设置于所述第一传动轴外周，一旦发生所述步进电机断电，该电机制动器紧急制动所述第一传动轴以锁定所述四个从动执行器的位移。
[0009]与现有技术相比，本发明所述的四轴促动器采用一个驱动系统带动四个从动执行器，从而实现大型射电望远镜主反射面上四个分面板的分别单独控制，四个从动执行器可以单独转动，也可以几个或全部联动，不仅保证了主反射面的表面形状精度，而且减少了整台大型射电望远镜主反射面使用促动器的数量，提高了促动器的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的结构原理图。
[0011]图2是从动执行器的结构放大图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0013]请参阅图1，图示四轴促动器包括步进电机6、第一传动轴4、第二传动轴9、第三传动轴11、电机制动器5、第一伞齿轮7、第二伞齿轮8、谐波减速器10、中央齿轮12和四个从动执行器。
[0014]所述第一传动轴4的一端与所述步进电机6连接，另一端固定安装有第一伞齿轮7，所述第二伞齿轮8固定安装在与该第一传动轴4垂直的第二传动轴9上并且与第一伞齿轮7相啮合，从而所述第一传动轴4通过相互啮合的第一伞齿轮7和第二伞齿轮8与第二传动轴9连接。所述电机制动器5设置于所述第一传动轴4的外周，一旦所述步进电机6发生断电，该电机制动器5将紧急制动所述第一传动轴4，以锁定所述四个从动执行器的位移。所述第二传动轴9通过谐波减速器10与第三传动轴11连接，所述中央齿轮12固定连接于该第三传动轴11上。
[0015]所述四轴促动器的动力传递顺序是:步进电机6 —第一传动轴4 —第一伞齿轮7 —第二伞齿轮8 —第二传动轴9 —谐波减速器10 —第三传动轴11 —中央齿轮12 —四个从动执行器，从而实现所述步进电机6对中央齿轮12以及四个从动执行器的驱动。
[0016]所述四个从动执行器由所述中央齿轮12带动，每一从动执行器各自与所述中央齿轮12直接连接，能够单独实现运动或停止。
[0017]请结合参阅图2，所述的从动执行器安装于齿轮箱19和连接于该齿轮箱19下部的轴承箱20中。每一个从动执行器包括星型齿轮18、滚珠丝杆1、滚珠螺母2、滚珠丝杆止转定位键3、圆柱齿轮摩擦片17、摩擦盘座14、摩擦盘16、推力弹簧15和滚珠丝杆制动器13。所述星型齿轮18与所述中央齿轮12啮合，所述滚珠丝杆1穿置于该星型齿轮18的中心，所述滚珠丝杆止转定位键3固定于所述轴承箱20上并且插入该滚珠丝杆1的内孔，以限制该滚珠丝杆1无法转动。所述滚珠螺母2连接于该滚珠丝杆1的外周，并且该滚珠螺母2装置于向心球轴承21的内圈中，并通过该向心球轴承21安装于星型齿轮18的中心孔中。所述圆柱齿轮摩擦片17固定于所述星型齿轮18的下侧面上，所述摩擦盘座14与所述滚珠螺母2固定连接，所述摩擦盘16与该摩擦盘座14连接，所述推力弹簧15安装于该摩擦盘16的下方，推动该摩擦盘16与圆柱齿轮摩擦片17紧密连接，使所述星型齿轮18通过该圆柱齿轮摩擦片17、摩擦盘16、摩擦盘座14带动所述滚珠螺母2旋转并进而带动所述滚珠丝杆1上下移动(滚珠丝杆1的转动被限制，因而只能上下移动)。所述滚珠丝杆制动器13套置于该滚珠螺母2的外周，并且在通电后该滚珠丝杆制动器13吸合所述摩擦盘16脱离圆柱齿轮摩擦片17，从而脱离所述星型齿轮18的旋转，使所述滚珠螺母2和滚珠丝杆1停止运动。
[0018]所述四轴促动器的运行原理是，当摩擦盘16在推力弹簧15的推动下，处于与圆柱齿轮摩擦片17紧密连接状态时，中央齿轮12的转动将传递给四个星型齿轮18，并进而带动滚珠螺母2，使滚珠丝杆1上下移动；当滚珠丝杆制动器13通电时，摩擦盘16被滚珠丝杆制动器13吸合并脱离圆柱齿轮摩擦片17，此时滚珠螺母2将停止带动滚珠丝杆1上下移动。
[0019]通过各自的滚珠丝杆制动器13处于不同的通电姿态，四个从动执行器可单独运行，也可以几个或全部联动。
【权利要求】
1.一种四轴促动器，其特征在于:所述四轴促动器包括由步进电机驱动的中央齿轮和由该中央齿轮带动的四个从动执行器，每一从动执行器各自与所述中央齿轮直接连接，能够单独实现运动或停止。
2.如权利要求1所述的四轴促动器，其特征在于:所述的从动执行器包括星型齿轮、滚珠丝杆、滚珠螺母、滚珠丝杆止转定位键、圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘座、摩擦盘、推力弹簧和滚珠丝杆制动器，其中，星型齿轮与所述中央齿轮啮合，滚珠丝杆穿置于该星型齿轮的中心，滚珠丝杆止转定位键插入该滚珠丝杆的内孔且限制该滚珠丝杆无法转动，滚珠螺母连接于该滚珠丝杆的外周，圆柱齿轮摩擦片固定于星型齿轮上，摩擦盘座与滚珠螺母固定连接，摩擦盘与该摩擦盘座连接，推力弹簧推动该摩擦盘与圆柱齿轮摩擦片紧密连接，使星型齿轮通过圆柱齿轮摩擦片、摩擦盘、摩擦盘座带动滚珠螺母旋转并进而带动滚珠丝杆上下移动，滚珠丝杆制动器套置于滚珠螺母外周，并且在通电后该滚珠丝杆制动器吸合摩擦盘脱离圆柱齿轮摩擦片，使滚珠螺母和滚珠丝杆停止运动。
3.如权利要求1或2所述的四轴促动器，其特征在于:所述的四轴促动器还包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一伞齿轮、第二伞齿轮和谐波减速器，其中，第一传动轴的一端与所述步进电机连接，另一端通过相互啮合的第一伞齿轮和第二伞齿轮与第二传动轴连接，该第二传动轴通过谐波减速器与第三传动轴连接，所述中央齿轮固定连接于该第三传动轴上，从而实现所述步进电机对中央齿轮的驱动。
4.如权利要求3所述的四轴促动器，其特征在于:所述的四轴促动器还包括电机制动器，该电机制动器设置于所述第一传动轴外周，一旦发生所述步进电机断电，该电机制动器紧急制动所述第一传动轴以锁定所述四个从动执行器的位移。
【文档编号】H01Q15/16GK104343924SQ201410538573
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】叶骞, 杨奎民, 朱迪 申请人:上海交通大学