方位轴系机械式制动器的制造方法
【专利摘要】方位轴系机械式制动器，本发明涉及一种望远镜、经纬仪用制动器，电机安装板固连在基座上板的下表面，步进电机固连在电机安装板上，驱动齿轮固连在步进电机的转动轴上，电磁铁固连在电磁铁固定板上，电磁铁固定板固连在电机安装板上，传感器固连在电机安装板上，位置销压缩复位弹簧与电磁铁的伸缩杆固连，固定座固连在基座上板的上表面，导向轴穿在固定座的轴孔中，可沿轴向移动，摩擦片压缩预载弹簧与导向轴固连，丝杆螺母与摩擦片固连，滚珠丝杆通过轴承组件与固定座形成转动副连接，丝杆齿轮固连在滚珠丝杆的一端，与驱动齿轮啮合，本发明中的制动器结构紧凑，占用空间小，不发热，更有利于方位轴系的结构排布。
【专利说明】方位轴系机械式制动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制动器，特别涉及一种望远镜、经纬仪用方位轴系制动器。
【背景技术】
[0002]大型望远镜的方位轴系转动惯量很大，转动过程中突然掉电，很难在短时间内停止转动，需加装制动器使其快速制动。市场上的制动器主要分为两种，一种是电磁制动器，一种是液压制动器，电磁制动器工作模式是通电释放，掉电制动，仪器工作时制动器一直处于通电状态，长时间通电会产生较大的热量，不利于望远镜光学系统的观测；液压制动器需配备液压缸，占用空间较大，给望远镜方位轴系的结构设计增加困难。
【发明内容】
[0003]本发明针对望远镜、经纬仪方位轴系的特殊要求，设计一种占用空间小、不发热的机械式制动器，一种方位轴系机械式制动器，包括:步进电机、丝杆齿轮、驱动齿轮、电机安装板、固定座、两个预载弹簧、摩擦片、丝杆螺母、导向轴、滚珠丝杆、轴承组件、传感器、位置销、复位弹簧、电磁铁固定板、电磁铁。电机安装板固连在基座上板的下表面，步进电机固连在电机安装板上，驱动齿轮固连在步进电机的转动轴上，电磁铁固连在电磁铁固定板上，电磁铁固定板固连在电机安装板上，传感器固连在电机安装板上，位置销压缩复位弹簧与电磁铁的伸缩杆固连，固定座固连在基座上板的上表面，导向轴穿在固定座的轴孔中，可沿轴向移动，摩擦片压缩预载弹簧与导向轴固连，丝杆螺母与摩擦片固连，滚珠丝杆通过轴承组件与固定座形成转动副连接，丝杆齿轮固连在滚珠丝杆的一端，与驱动齿轮啮合。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]图1为方位轴系机械式制动器的制动状态示意图；
[0005]图2为方位轴系机械式制动器的释放状态示意图；
[0006]图3为方位轴系机械式制动器的侧面示意图；
[0007]图4为方位轴系机械式制动器中位置销的示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本发明做具体描述:
[0009]如图1和2所示，望远镜、经纬仪不工作时，此时摩擦片8在预载弹簧7的作用下与转台下端表面接触，制动器处于制动状态以保持方位轴系固定不动，当望远镜准备工作时，步进电机I按设定的步数转动，驱动齿轮3随步进电机I的转动轴一起转动，从而驱动丝杆齿轮2转动，丝杆齿轮2带动滚珠丝杆11在轴承组件12中转动，驱动丝杆螺母9向下移动，丝杆螺母9带动摩擦片8和导向轴10克服预载弹簧7的弹力向下移动，导向轴10沿固定座6的轴孔向下移动，步进电机I转动设定的步数，此时丝杆齿轮2上的销孔与电机安装板4上的销孔对正，位置销14在复位弹簧15的作用下插入丝杆齿轮2的销孔，同时位置销14压住传感器13上的弹片产生高电平告知上位机制动器处于释放状态，仪器方位轴系可自由转动，步进电机I断电，位置销14限制丝杆齿轮2的转动，制动器保持释放状态。
[0010]当望远镜、经纬仪出现“飞车”等意外状况需紧急制动时，给电磁铁17上电，电磁铁17的伸缩杆缩回，与其固连的位置销14克服复位弹簧15的弹力，从丝杆齿轮2的销孔中拔出，因滚珠丝杆11与丝杆螺母9不具有自锁性，丝杆齿轮2也不再受位置销14的限制，摩擦片8在预载弹簧7作用下向上快速移动，与转台下端表面摩擦制动，位置销14与传感器13的弹片脱离，传感器13产生低电平告知上位机制动器处于制动状态。
[0011]本发明中的制动器摩擦力的大小取决于预载弹簧7的预载和摩擦片8与转台的摩擦系数，预载弹簧7的预载越大，提供的正压力越大，产生的摩擦力越大，摩擦片8与转台的摩擦系数越大产生的摩擦力越大。仪器制动所需摩擦力为f，摩擦片8与转台的摩擦系数为μ，则预载弹簧7所需预载力P为f/μ，步进电机I的保持转矩为T1，驱动齿轮3与丝杆齿轮2的减速比为i，丝杆齿轮2的转矩为i.T1，滚珠丝杆11将转矩转化为轴向力克服预载弹簧7的预载力P，滚珠丝杆11的螺距为L，传动效率为η，按下式计算步进电机转矩:
[0012]
【权利要求】
1.方位轴系机械式制动器，包括:步进电机(I)、丝杆齿轮(2)、驱动齿轮(3)、固定座(6)、两个预载弹簧(7)、摩擦片(8)、丝杆螺母(9)、导向轴(10)、滚珠丝杆(11)、轴承组件(12)、传感器(13)、位置销(14)、复位弹簧(15)和电磁铁(17)，其特征是，驱动齿轮(3)固连在步进电机(I)的转动轴上，传感器(13)固连在电机安装板(4)上，位置销(14)压缩复位弹簧(15)与电磁铁(17)的伸缩杆固连,固定座(6)固连在基座上板(5)的上表面,导向轴(10)穿在固定座(6)的轴孔中，摩擦片(8)压缩预载弹簧(7)与导向轴(10)固连，丝杆螺母(9)与摩擦片(8)固连，滚珠丝杆(11)通过轴承组件(12)与固定座(6)形成转动副连接，丝杆齿轮(2)固连在滚珠丝杆(11)的一端，与驱动齿轮(3)啮合。
2.根据权利要求1所述的方位轴系机械式制动器，其特征在于，还包括电机安装板(4)和电磁铁固定板(16 )，步进电机(I)固连在电机安装板(4 )上，电机安装板(4 )固连在基座上板(5)的下表面，电磁铁(17)固连在电磁铁固定板(16)上，电磁铁固定板(16)固连在电机安装板(4)上。
【文档编号】F16D123/00GK103791001SQ201410039888
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】王志臣, 王国强, 乔兵 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所