一种极限转角范围大于360°的机械缓冲限位结构及转台的制作方法

本发明涉及机械传动技术领域，特别涉及一种极限转角范围大于360°的机械缓冲限位结构及转台。

背景技术：

在通信、雷达等行业中，经常需要使用极限转角范围超过360°的往复式转台，此类转台一般采用软件限位、电气限位和机械限位措施来保证系统设备使用安全、可靠。

转台的机械限位结构一般根据转台的结构布局和机械限位需求进行设计，机械限位结构确定后，其极限转角范围一般不能够进行调整，如果需要改变转台机械限位的极限转角范围，则需要对机械限位结构进行重新设计。

为避免转台机械限位碰撞瞬时的碰撞接触过程中产生的冲击载荷对转台精密轴系造成的不利影响，在转台机械限位结构中，需要采用缓冲措施，减小机械限位时的冲击，提高伺服系统的稳定性和安全性。

根据专利检索，未见到极限转角范围大于360°的可配置式机械缓冲限位结构技术方案。例如：

专利号为cn102566653a、cn104061951a、cn105353774a、cn103395726a、cn106322056a、cn110394791a的发明专利提出的方案，都不能够同时满足极限转角范围大于360°的机械限位、极限转角范围可配置和机械限位缓冲功能的要求，且部分专利方案中的机械限位结构过于复杂，抗恶劣环境能力差，在使用中受到了限制。

因此，通信、雷达等行业中应用较广的往复式转台需要一种极限转角范围大于360°的可配置式机械缓冲限位结构，保证系统使用安全、可靠。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可配置式机械缓冲限位结构，可根据转台极限转角范围要求，对机械限位结构进行合理的配置，实现转台多种极限转角范围的机械缓冲、限位功能。

本发明采用的技术方案如下：一种极限转角范围大于360°的机械缓冲限位结构，包括圆环型的上限位拔叉结构、下限位拔叉结构、第一弹簧片组、第二弹簧片组，所述上限位拔叉结构与下相位拔叉结构的一面周向设置有齿、槽交替的牙嵌式结构，上限位拔叉结构与下限位拔叉结构通过牙嵌式结构对扣安装，并通过紧固件固定；所述第一弹簧片组固定设置在上限位拔叉结构径向外侧上，第二弹簧片组固定设置在下限位拔叉结构径向外侧上。

进一步的，所述上限位拔叉结构包括周向交替设置的下端面齿和下端面槽，径向方向设置有第一支臂，所述第一支臂用于安装第一弹簧片组；所述下端面槽部分设置有安装通孔。

进一步的，所述下限位拔叉结构包括周向交替设置的上端面齿和上端面槽，径向方向设置有第二支臂，所述第二支臂用于安装第二弹簧片组；所述上端面齿部分设置有安装螺纹孔。

进一步的，所述紧固件为螺栓，上限位拔叉结构与下限位拔叉结构对扣安装后，螺栓穿过上限位拔叉结构上的安装通孔与下限位拨叉结构上的安装螺纹孔螺纹连接。

进一步的，所述第一弹簧片组与第二弹簧片组均由相同结构尺寸的多个弹簧片叠加组合而成。

进一步的，可通过调整上限位拨叉结构与下限位拨叉结构的相对周向位置，改变第一弹簧片组与第二弹簧片组的相对周向位置从而改变转台极限转角范围。

进一步的，所述第一支臂和第二支臂均为沿限位拨叉圆环径向方向伸出的结构，支臂上设置有安装弹簧片组的卡槽。

进一步的，所述第一支臂、第二支臂上卡槽侧壁一侧设有螺纹孔、另一侧设有通孔，所述第一弹簧片组、第二弹簧片组上均设有与螺纹孔大小相当的通孔，弹簧片组通过螺栓固定在支臂上弹簧片外径尺寸大于支臂外径尺寸。

本发明还提供了一种使用上述的机械缓冲限位结构的转台，包括转盘、基座、机械缓冲限位结构，基座上设有固定销，转盘上设有动销，所述机械缓冲限位结构设置在转盘与基座之间，同轴空套在转台基座上的末级回转中心轴上，转盘带动动销拨动机械缓冲限位结构，通过动销、固定销与弹簧片组接触挤压，在极限转角位置实现缓冲、限位。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

a)在不改变转台结构的条件下，通过对上限位拨叉和下限位拨叉在圆周方向组合的配置，可实现极限转角范围大于360°的转台机械限位角度的配置；

b)弹簧片组采用多层弹簧片缓冲结构，有效降低了机械限位时产生的冲击载荷对转台精密轴系的不利影响，提高伺服系统的稳定性和安全性；

c)实现转台多种极限转角范围的机械限位，用一个转台替代原需要多个转台才能够实现的不同极限转角范围的机械限位，降低了成本，节约了资源；

d)本发明结构简单、配置灵活，生产、制造技术成熟度高，环境适应性强，使用可靠，成本低，具有较强的通用性。

附图说明

图1为本发明的机械缓冲限位结构正视图。

图2为本发明的机械缓冲限位结构俯视图。

图3为本发明的机械缓冲限位结构中上限位拔叉结构示意图。

图4为本发明的机械缓冲限位结构中下限位拔叉结构示意图。

图5为本发明的机械缓冲限位结构中弹簧片组示意图。

图6为本发明的应用机械缓冲限位结构的转台示意图。

图7为本发明的机械缓冲限位结构安装示意图。

图8为本发明的转台机械缓冲限位过程左限位位置示意图。

图9为本发明的转台机械缓冲限位过程中间过程位置示意图。

图10为本发明的转台机械缓冲限位过程右限位位置示意图。

附图标记：1-机械缓冲限位结构，2-转盘，3-基座，4-固定销，5-动销，101-上限位拨叉结构，102-下限位拨叉结构，103-紧固件，104-第一弹簧片组，105-第二弹簧片组，1011-第一支臂，1012-安装通孔，1013-下端面槽，1014-下端面齿，1021-第二支臂，1022-安装螺纹孔，1023-上端面齿，1024-上端面槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1、图2所示，本发明提供一种极限转角范围大于360°的机械缓冲限位结构，可根据转台极限转角范围要求，对机械限位结构进行合理的配置，实现转台多种极限转角范围的机械缓冲、限位功能，具体包括圆环型的上限位拔叉结构101、下限位拔叉结构102、第一弹簧片组104、第二弹簧片组105，所述上限位拔叉结构101与下相位拔叉结构102的一面周向设置有齿、槽交替的牙嵌式结构，上限位拔叉结构101与下限位拔叉102结构通过牙嵌式结构对扣安装，并通过紧固件103固定；所述第一弹簧片组104设置在上限位拔叉结构101径向外侧，第二弹簧片组105设置在下限位拔叉结构102径向外侧。可通过调整上限位拨叉结构101与下限位拨叉结构102的相对周向位置，改变第一弹簧片组104与第二弹簧片组105间的夹角从而改变转台极限转角范围。

在一个优选实施例中，如图3所示，所述上限位拔叉结构101包括周向交替设置的下端面齿1014和下端面槽1013，径向方向设置有第一支臂1011及支臂上的卡槽，所述第一支臂1011卡槽用于安装第一弹簧片104组；所述下端面槽1013部分设置有安装通孔1012。如图4所示，所述下限位拔叉结构102包括周向交替设置的上端面齿1023和上端面槽1024，径向方向设置有第二支臂1021及支臂上的卡槽，所述第二支臂1021卡槽用于安装第二弹簧片组105；所述上端面齿1023部分设置有安装螺纹孔1022。

在一个优选实施例中，所述紧固件为螺栓，上限位拔叉结构101与下限位拔叉结构102对扣安装后，螺栓穿过上限位拔叉结构101上的安装通孔1010与下限位拨叉结构102上的安装螺纹孔1022螺纹连接。

在一个优选实施例中，如图5所述第一弹簧片组104与第二弹簧片组105均由相同结构尺寸的多个弹簧片叠加组合而成。

在一个优选实施例中，所述第一支臂1011、第二支臂1012卡槽侧壁的一侧设有螺纹孔、另一侧设有通孔，所述第一弹簧片组104、第二弹簧片组105上均设有与螺纹孔大小相当的通孔，如图7所示，弹簧片组通过螺栓与螺纹孔、通孔固定在支臂的卡槽中，弹簧片外径尺寸大于支臂外径尺寸。

本发明还提供了一种使用上述的机械缓冲限位结构的转台结构，如图6、图7所示，包括转盘2、基座3、机械缓冲限位结构1，基座上设有固定销4，转盘上设有动销5，所述机械缓冲限位结构1设置在转盘2与基座3之间，同轴空套在转台基座3上的末级回转中心轴上，转盘2带动动销5拨动机械缓冲限位结构1，通过动销5、固定销4与弹簧片组接触挤压，在极限转角位置实现缓冲、限位。

弹簧片径向尺寸应满足：(弹簧片组最大半径-支臂最大半径)＞(动销直径+固定销直径)。

具体的，固定销4、动销5分别安装于转台基座3和转盘2上，动销5随转盘2转动；

所述转台结构的具体缓冲、限位过程如下：

以转台上转盘2逆时针转动到极限位置时的左限位位置为起点，

a)如图8所示，在左限位位置时，固定销4与第二弹簧片组105的n面接触；动销5处于p1位置，与第一弹簧片组104的g面接触；

b)如图9所示，动销5沿回转半径为r的圆周转动(360°-q-2t1)时，到达p2位置，与第二弹簧片组105的n面接触；

c)如图10所示，动销5继续转动，拨动机械缓冲限位结构1转动(360°-q-2t2)角度，动销5到达p3位置，第一弹簧片组104的g面与固定销4接触；

d)动销5继续转动，使第一弹簧片组104、第二弹簧片组105中的弹簧片逐渐发生变形，使转台转速缓慢降低直至停止转动，处于右限位位置。

所述g面、n面分别为如图2所示的第一弹簧片组104的左侧与第二弹簧片组105的右侧。

因此，转台可实现的极限转角范围约为：720°-2(q+t1+t2)。

其中：

其中，r：固定销中心与所在转台回转中心之间的距离；

r：动销中心与所在转台回转中心之间的距离；

d1：动销直径；

d2：固定销直径；

h1：第一簧片组厚度；

h2：第二簧片组厚度。

由转台布局及结构尺寸确定；q为极限转角范围配置的可配置项，通过调整上限位拨叉结构101与下限位拨叉结构102的相对周向位置，改变第一弹簧片组104和第二弹簧片组105之间的夹角q，达到调整转台极限转角范围的目的。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。