专利名称：具有消隙机构的小转动角度传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械传动设备，具体涉及一种具有消隙机构的小转动角度传动装置。
背景技术：
太阳望远镜是一种专用于观测太阳的天文望远镜，它常采用赤道式机架，具有赤经、赤纬两个机械转动轴。因为太阳在赤纬方向的运动范围只有47度，故太阳望远镜的赤纬轴转动范围只要稍大于47度即可，一般设计为48-55度。太阳望远镜的转动由电机拖动，经传动系统减速后，带动赤经轴和赤纬轴转动，其常采用齿轮传动、蜗轮传动等传动方式。但无论采用何种传动方式，均不可避免地会产生传动间隙，而传动间隙的存在会降低望远镜的光学性能。为了消除传动间隙，目前一般采用电机衡力矩消隙法，即在转动轴上加一只反向电机，一直对传动轴施加一个衡定的力矩，从而消除间隙。但因该衡力矩电机一直通
电加工，会持续发热，在望远镜内及周围空间产生热对流，引起空向热扰动，严重影响太阳望远镜的成像质量。中国专利申请201110141810. 5提供了一种具有自消隙功能的精细调节机构，其由电机带动的传动丝杆副的顶端固定有一薄钢片；该薄钢片的另一端连接在转轮机构上，同时转轮机构连接有钢丝绳；该钢丝绳的另一端与弹簧连接；所述薄钢片的一面与转轮机构的外缘压紧性接触。该机构具有消隙功能，并能用比较简单可靠的结构获得较高的传动t匕，从而提高精细调整的灵敏度。但该消隙机构结构仍过于复杂，装配较为困难，影响其推广使用。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种可用作赤纬轴等转动行程较小的小转动角度传动系统的具有消隙机构的小转动角度传动装置。本发明包括传动箱和转动轴，转动轴外设置轴套，轴套与传动箱固定连接，在传动轴上设置有预拉伸的弹簧，该弹簧的一端固定在传动轴的轴端面上，另一端固定在轴套上，当转动轴旋转到任何角度时，该弹簧输出的转动力矩均相等。为了获得更稳定的消隙效果，使传动调节更为精确稳定，利于转动轴的稳定转动，本发明可相对于转动轴的轴中心对称设置两只预拉伸的弹簧，两只弹簧输出的转动力矩相
坐寸ο本发明所述小角度传动系统，是指其传动轴转动角度不大于60度。为获得更大的消隙调节行程，所述弹簧在转动轴轴端面上的固定点，设置在越过由弹簧拉伸轴线切割转动轴轴端面所获得的弧面的中心线的位置。本发明采用弹簧装置来输出衡定力矩，既省去了电机及驱动电路，节省器材成本和电力消耗，又可避免电机发热，防止引起热对流而降低成像质量；且结构简单，性能可靠，不易损坏。
图I为本发明结构示意图。图中
I :变速箱；2 :第一只弹簧；3 :转动轴；4 :转动轴从反向极限位置转到正向极限位的旋转角度，记为Θ ;5 :第二只弹簧；6 :轴套；a :弹簧自由时(未预拉伸时)的长度；b :反转(逆时针)到极限位置时，弹簧的拉伸长度；b1 :正转(顺时针)到极限位置时，弹簧的拉伸长度；
R :反转到极限位置时，弹簧到转动轴轴心的垂直距离，即弹簧反转到极限位置时的力
臂；
R1 :正转到极限位置时，弹簧到转动轴轴心的垂直距离，即弹簧正转到极限位置时的力
臂；
A :第二只弹簧在轴套上的固定点；
B :第二只弹簧在转动轴端面上的固定点；
C :第一只弹簧在转动轴端面上的固定点；
D :第一只弹簧在轴套上的固定点。
具体实施例方式如图I所示本发明包括传动箱I和转动轴3,及轴套6,轴套6与传动箱的箱体固定连接；在转动轴3的轴端面上，相对于轴中心，对称安装两只规格相同的已预拉伸的弹簧，第一只弹簧2固定于C、D两点,第二只弹簧5固定于A、B两点，固定点A、C在轴套上，固定不动，固定点B、D在转动轴3的端面上，可随转动轴3旋转。其中，固定点A、C，以及固定点B、D，分别相对于转动轴3的轴心对称，且固定点B、D应设置在越过弹簧拉伸轴线切割转动轴3轴端面所获得的弧面的中心线的位置，以获得较大的转动调节所需要的输出力矩。如图I所示，图中a为弹簧自由时的长度，b为反向转到极限位置时的弹簧拉伸长度，R为反向转到极限位置时，弹簧到转动轴3轴心的垂直距离山1为正向转到极限位置时的弹簧拉伸长度，R1为正向转到极限位置时，弹簧到转动轴3轴心的垂直距离；转动轴3的转动行程为可为47-60度，以满足47度的太阳赤纬运动范围及便于安装其它机械装置为准，行程越小，弹簧的输出力矩变化越小。如图I所示，在转动轴3转动到转动行程内的任一角度时，两只弹簧所分别输出的力矩始终是恒定的，即RXb=R1Xb1 ;同时，两只弹簧输出的转动力矩相等，以利于转动轴3的稳定。由于本发明的转动角度不大,一般在47— 60度,例如对太阳望远镜，略大于两倍黄赤交角，即47度即可,市售弹簧在此范围内的输出力矩变化小于10%，完全能满足衡力矩消隙的要求。
权利要求
1.一种具有消隙机构的小转动角度传动装置，包括传动箱和转动轴，转动轴外设置轴套，轴套与传动箱固定连接，其特征在于在所述传动轴上设置有预拉伸的弹簧，该弹簧的一端固定在传动轴的轴端面上，另一端固定在轴套上；当转动轴旋转到转动行程内任何角度时，该弹簧输出的转动力矩均相等。
2.根据权利要求I所述的具有消隙机构的小转动角度传动装置，其特征在于相对于所述转动轴的轴中心对称设置有两只预拉伸的弹簧，该两只弹簧输出的转动力矩相等。
3.根据权利要求I或2所述的具有消隙机构的小转动角度传动装置，其特征在于所述弹簧在转动轴轴端面上的固定点，设置在越过由弹簧拉伸轴线切割转动轴轴端面所获得的弧面的中心线的位置。
全文摘要
本发明提出一种可用作赤纬轴等转动行程较小的小转动角度传动系统的具有消隙机构的小转动角度传动装置，其包括传动箱和转动轴，转动轴外设置轴套，轴套与传动箱固定连接，在传动轴上设置有预拉伸的弹簧，该弹簧的一端固定在传动轴的轴端面上，另一端固定在轴套上，当转动轴旋转到任何角度时，该弹簧输出的转动力矩均相等。本发明采用弹簧装置来输出衡定力矩进行传动消隙，既省去了电机及驱动电路，节省器材成本和电力消耗，又可避免电机发热，防止引起热对流而降低成像质量；且结构简单，性能可靠，不易损坏。
文档编号F16H57/12GK102943868SQ20121053985
公开日2013年2月27日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者胡企千, 朱庆生, 周小军, 张露 申请人:南京中科天文仪器有限公司