一种房屋旋转装置的制作方法

本实用新型涉及智能房屋技术领域，特别是涉及一种房屋旋转装置。

背景技术：

现有大型、重载物体的旋转一般采用以下几种传动方式：

第一，环形轨道与轮盘，通过大功率电机驱动；这种方式运转噪声大，启停惯性巨大，操控困难，效率较低。

第二，旋转中心设置芯轴，通过链轮或皮带驱动，外围布设支撑滚轮；这种方式机构复杂，旋转芯轴受力大易损，且因从动带轮不可能太大，故驱动力矩较小，易出现电机过载或房屋运转不平稳。

第三，摩擦旋转，通过柱状环与主动轮的摩擦实现转动；这种方式为非刚性传动，易打滑且摩擦轮耗损严重，同时旋转速度不能精确控制。

第四，大型环状齿圈与主动齿轮啮合传动；这种方式机构复杂且体形庞大，涉及零部件较多，工艺要求高等，实施成本高，现场安装调试较困难。

第五，通过液压缸驱动转臂实现小范围旋转；这种小范围旋转对本案功能需求的实现并不适用。

以上几种传动普遍存在着运行精度差，效率低下，旋转物体运转不平稳，轨迹不能精确控制，尤其运行中的启动、停止得不到精准控制，更无法对其实现智能操控，从而不能满足本案人机互动功能的需求。同时所需驱动功率要求大，节能性较差。

一般意义下，但凡旋转物体只要重量及体积过于庞大，要求其平稳运行并精准控制是一个较困难的课题，主要原因是运动体质量巨大带来的惯性巨大，启动和停止都将消耗很大能量，电机功率及刹车等。同时机构复杂且庞大，加工精度亦要求极高，这导致加工工艺及现场安装的难度大幅提高，现场随机补充加工和临时调整设计方案大大增加，大多数情况下很难达到设计要求。同时带来的是现场调试困难，施工成本及周期得不到有效控制，当然产品质量也不能得到充分保证。

技术实现要素：

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种结构简单，成本较低，安装方便，后期维护便利，且运行平稳准确的房屋旋转装置。

本实用新型提供了一种房屋旋转装置，包括：下承载支架总成，回转轴承驱动总成和上承载支架总成，所述下承载支架总成支撑连接在地面上，所述回转轴承驱动总成连接在所述下承载支架总成的上侧，所述上承载支架总成可转动地连接在所述回转轴承驱动总成的上侧，所述上承载支架总成的上侧连接有房屋的主体部分；

所述回转轴承驱动总成包括涡杆，涡轮，轴承外环，轴承钢球，轴承内环，旋转外壳，步进电机和减速器，其中，所述旋转外壳从侧方和上方包裹住所述轴承外环、轴承钢球和轴承内环组成的轴承结构，所述涡杆连接在所述旋转外壳的内侧，所述涡轮固定连接在所述轴承外环的外侧，所述轴承外环和轴承内环之间具有所述轴承钢球，实现轴承内环相对于轴承外环的相对可转动连接，所述轴承外环的下侧固定连接在所述下承载支架总成上，所述轴承内环的上侧固定连接在所述旋转外壳顶部环平面的下侧上，所述旋转外壳上固定连接所述上承载支架总成；

所述涡杆的输入端连接所述步进电机和减速器作为装置的驱动机构，在所述步进电机的带动下，所述涡杆、旋转外壳和轴承内环均绕所述轴承外环转动，且进一步带动上承载支架总成转动。

进一步地，所述下承载支架总成包括支撑座和支撑脚，所述支撑脚支撑连接在所述支撑座的下侧。

进一步地，所述支撑脚连接在地面上打入地下的地桩螺柱上，且连接位置处设置有水平微调装置。

进一步地，所述支撑脚具有6个，均匀地连接在所述支撑座的周向上。

进一步地，所述步进电机为可编程步进电机，通过编程或者手动控制步进电机的运动。

进一步地，所述可编程步进电机连接有阳光追踪传感器。

进一步地，所述可编程步进电机与外部控制设备信号连接。

进一步地，所述外部控制设备包括手机，电脑。

进一步地，所述轴承外环和涡轮一体成型。

进一步地，所述轴承外环与下承载支架总成之间、所述轴承内环与旋转外壳及上承载支架总成之间均通过螺栓固定连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种房屋旋转装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种房屋旋转装置的使用时的安装示意图。

附图中标记为：

1 下承载支架总成

11 支撑座

12 支撑脚

2 回转轴承驱动总成

21 涡杆

22 涡轮

23 轴承外环

24 轴承钢球

25 轴承内环

26 旋转外壳

3 上承载支架总成

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型实施例提供了一种房屋旋转装置，如图1所示，包括：下承载支架总成1，回转轴承驱动总成2和上承载支架总成3，所述下承载支架总成1支撑连接在地面上，所述回转轴承驱动总成2连接在所述下承载支架总成1的上侧，所述上承载支架总成3可转动地连接在所述回转轴承驱动总成2的上侧，所述上承载支架总成1的上侧连接有房屋的主体部分；所述回转轴承驱动总成2包括涡杆21，涡轮22，轴承外环23，轴承钢球24，轴承内环25，旋转外壳26，步进电机和减速器(图中未示出)，其中，所述旋转外壳26从侧方和上方包裹住所述轴承外环23、轴承钢球24和轴承内环25组成的轴承结构，所述涡杆21连接在所述旋转外壳26的内侧，所述涡轮22固定连接在所述轴承外环23的外侧，所述轴承外环23和轴承内环25之间具有所述轴承钢球24，实现轴承内环25相对于轴承外环23的相对可转动连接，所述轴承外环23的下侧固定连接在所述下承载支架总1成上，所述轴承内环25的上侧固定连接在所述旋转外壳26顶部环平面的下侧上，所述旋转外壳26上固定连接所述上承载支架总成3；所述涡杆21的输入端连接所述步进电机和减速器作为装置的驱动机构，在所述步进电机的带动下，所述涡杆21、旋转外壳26和轴承内环25均绕所述轴承外环23转动，由于轴承外环被固定在下承载支架上，固而形成步进电机、减速器、蜗杆、旋转外壳、涡轮轴承内环等均绕轴承外环转动，且进一步带动安装在旋转外壳上的上承载支架总成3转动。优选的，所述轴承外环23和涡轮22一体成型，有利于保证轴承外环和涡轮之间的连接强度；所述轴承外环23与下承载支架总成1之间、所述轴承内环25与旋转外壳26及上承载支架总成3之间均通过螺栓固定连接。

其中，下承载支架总成和上承载支架总成均采用高强度结构刚板经激光切割焊接而成，由于激光切割工艺的加工精度和复杂形面的高效，对结构件的承载方案及定位止口的完美设定提供了可能，使得部件组合焊接时的零件定位、焊接抗变形等工艺问题得到了保障，同时其强度、刚性及加工精度亦满足了设计要求。同时，使得支承脚可以作为一个单独部件来制造，使其加工精度得到保证，所以可在现场通过各自的安装定位面用螺栓进行组合安装，而不用将之与下承载座焊接成一个整体部件，不仅降低加工了难度，也为运输和安装提供了方便，降低了成本。

本实用新型采用大型涡轮涡杆传动，与大型回转轴承组合，作为房屋旋转的驱动和传动机构，具有输出力矩大，承载力强，运转高效平稳的优点，使用步进电机作为动力源，启止迅速且能量消耗极小，并自带逆向自锁。涡轮涡杆传动具有较大的减速比，使得采用较小功率的步进电机驱动成为可能。本实用新型同时对零部件进行结构和加工工艺优化设计，尽可能合理集成到一个部件中，包括步进电机和蜗轮涡杆及轴承结构在旋转外壳中的巧妙布置，轴承内环和涡轮的一体成型设计等。从而达到整体装置中结构紧凑、工艺简单、传动性能可靠、运行稳定，便于实现智能控制。本实用新型可以实现制造的批量化、轻型化、质量可控、高效节能，以及现场安装调试的简捷、快速高效，使用中维护简单。

在本实用新型实施例的一个方面，如图2所示，所述下承载支架总1成包括支撑座11和支撑脚12，所述支撑脚12支撑连接在所述支撑座11的下侧，且所述支撑脚12连接在地面上打入地下的地桩螺柱上，且连接位置处设置有水平微调装置。优选的，所述支撑脚12具有6个，均匀地连接在所述支撑座11的周向上。采用打地桩的方式有利于最大限度减少房屋对环境的影响，且水平微调装置的设置有有利于支撑脚的调平。

在本实用新型实施例的一个方面，所述步进电机为可编程步进电机，通过编程或者手动控制步进电机的运动，所述可编程步进电机连接有阳光追踪传感器，所述可编程步进电机与外部控制设备信号连接，所述外部控制设备包括手机，电脑等。通过使用可编程的步进电机可以实现人机交互，动力源可以进行电子控制，通过电脑中或者手机里的自主开发的软件对其进行精准操控，如按预设的程序展开几种模式动作切换，也能人为的通过APP在手机上进行手动自主控制。

本实用新型工作时，可编程步进电机将转矩输入双级行星减速器，减速器直接驱动涡杆，涡杆与涡轮配合旋转，带动旋转外壳旋转，进而带动上承载支架总成转动，从而带动其上的房屋实现可控的旋转。可编程步进电机可根据所编制的程序实现以下几种旋转模式：

每触发一次按90度旋转一个行程，可连续三个行程，即270度终止，再触发则为逆向行程，这样周而复始。

每触发一次按180度旋转一个行程，仅一个行程，即180度终止，再触发则为逆向行程，这样周而复始。

人工手动操作，触发启动后即点即停，可停留在任何想停的位置，当旋转至极限角270度时则只能执行返回程序了，在执行正向或反向程序时可随意操作正、反和转幅，当到达0位或270度时系统自动执行翻转命令。

本实用新型还可以加装阳光追踪传感器，使得所设0位，即初始位置可随着太阳的移动而缓慢移动，始终保持所设面正对阳光。

对于运行过程中的防护，除了在驱动程序中设有两个极值限位点(0度；270度)外，在房屋硬件上还装有两处接近传感器，当旋转至极限点亦触发保护程序而停止运行。同时在房屋的四角处安装超声波传感器及小型摄像头，对3米范围内的环境状态进行监控，当有异常现象将触发保护程序而停止运行。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。