本发明涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种双轴测角仪。
背景技术：
目前，市面上所使用的测角仪大部分是使用齿轮、蜗轮驱动或者电机直接驱动；对于传统的驱动方案相对结构复杂，高精度加工困难，在高精度领域应用成本较高，如电机直接驱动由于电子技术的限制，很难达到非常精细的分辨率等，且价格昂贵;同时，市面上测角仪都是单轴运动，而实践需要双轴同心运动和测量的测角仪，因此需要寻找一种能够满足使用需求的方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，提出一种可以平稳、高精度、低成本地实现角度定位和可双轴同心运动测量的测角仪，其包括驱动单元，包括第一驱动单元和第二驱动单元；
传动部件，所述传动部件包括第一传动部件和第二传动部件，所述第一传动部件包括第一连接杆、第一直齿轮和与所述第一直齿轮啮合的第三直齿轮，所述第一直齿轮固定在所述第一连接杆上，所述第一连接杆与所述第一驱动单元联结，所述第二传动部件包括第二连接杆、第二直齿轮和与所述第二直齿轮啮合的第四直齿轮，所述第二直齿轮固定在所述第二连接杆上，所述第二连接杆与所述第二驱动单元联结；
传动圆筒，包括第一圆筒和第二圆筒，所述第一圆筒和所述第三直齿轮联结，所述第二圆筒和所述第四直齿轮联结，所述第二圆筒为中空圆筒，所述第一圆筒同轴安装在所述第二圆筒中空腔中且转动配合。
当需要测量角度时，所述第一驱动单元转动所述第一连接杆带动所述第一直齿轮，所述第一直齿轮传动给所述第三直齿轮，所述第三直齿轮带动与其联接的所述第一圆筒转动并在所需测量点停止，所述第二驱动单元转动所述第二连接杆带动所述第二直齿轮，所述第二直齿轮传动给所述第四直齿轮，所述第四直齿轮带动与其联接的所述第二圆筒转动并在所需另一测量点停止，由此测出角度；而对于角度定位，首先给驱动单元预设旋转量，从而所述第一、第二圆筒会在各自驱动单元的带动下转动到预设角度后停止并且能够静止不动，由此实现精准定位。
根据本专利背景技术中对现有技术所述，市面上所使用的测角仪大部分是使用齿轮、蜗轮驱动或者电机直接驱动；对于传统的驱动方案相对结构复杂，高精度加工困难，在高精度领域应用成本较高，如电机直接驱动由于电子技术的限制，很难达到非常精细的分辨率等缺陷，且价格昂贵;同时，市面上测角仪都是单轴运动，而实践需要双轴同心运动和测量的测角仪，因此需要寻找一种能够满足使用需求的方案；而本发明公开的双轴测角仪通过高精度的驱动单元转动第一、第二连接杆带动第一、第二直齿轮并传动给第三、第四直齿轮，从而带动第一、第二圆筒转动，由于采用了直齿轮与直齿轮的结合，使得直齿轮与直齿轮的轮齿之间存在夹角，使其本身就具有一定的紧密接触，同时配合弹性部件作用在连接杆上，补偿齿轮运动时产生的回程间隙，提高齿轮间啮合运动的稳定性，进一步使得两者之间能够更精确的传递运动，从而实现了更加精确的双角度测量及精准定位。
另外，根据本发明公开的双轴测角仪还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述第一直齿轮、所述第二直齿轮、所述第三直齿轮和所述第四直齿轮的轮齿部分为自润滑材料结构。
“自润滑材料”即固体材料本身具有润滑作用，材料包括聚四氟乙烯、碳纤维、聚苯酯、尼龙、青铜等等，同时作为第一、第二、第三、第四直齿轮的轮齿部分，其还应该具有承载能力强，耐冲击、耐高温，自润滑能力强等特点。
进一步地，所述第一连接杆和所述第二连接杆的端部具有弹性部件。
更进一步地，所述第一连接杆和所述第二连接杆的端部具有弹性部件，所述第一连接杆和所述第二连接杆与所述第一驱动单元和所述第二驱动单元之间具有轴肩，所述弹性部件为弹簧且安装所述轴肩处。
所述弹性部件一端连接在固定板或基座上，另一端连接在所述第一连接杆或者第二连接杆的所述轴肩上，可以使得固定在所述第一连接杆上的所述第一直齿轮和固定在所述第二连接杆上的所述第二直齿轮分别与所述第三直齿轮、第四直齿轮更加紧密配合，进一步提升了运动传递的精确性，使得角度测量和定位更加精确。
进一步地，所述双轴测角仪还包括中空的外圆筒，所述第二圆筒同轴安装在所述外圆筒中空腔内。
更进一步地，所述外圆筒和所述第二圆筒之间具有转动部件。
进一步地，所述第一圆筒和所述第二圆筒之间具有转动部件。
更进一步地，所述转动部件为轴承。
所述轴承可以将所述第一圆筒和所述第二圆筒之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，减少摩擦力。
本发明附加的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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是双轴测角仪的整体装配图；
图中，1为第三直齿轮，2为第一驱动单元，3为第二驱动单元，4为弹性部件，5为第一直齿轮，6为第二直齿轮，7为第二连接杆，8为第一连接杆，9为第四直齿轮，10为第一圆筒，11为第二圆筒。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“连通”、“相连”、“联结”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的发明构思如下，通过高精度的驱动单元转动第一、第二连接杆，带动固定在连接杆上的第一、第二直齿轮，并传动给第三、第四直齿轮，从而带动第一、第二圆筒转动，由于采用了直齿轮与直齿轮的结合，使得直齿轮与直齿轮的轮齿之间存在夹角，使其本身就具有一定的紧密接触，同时配合弹性部件作用在连接杆上，补偿齿轮运动时产生的回程间隙，提高齿轮间啮合运动的稳定性，进一步使得两者之间能够更精确的传递运动，从而实现了更加精确的双角度测量及精准定位。
下面将参照附图来描述本发明，其中图1是双轴测角仪的整体装配图。
如图1所示，根据本发明的实施例，所述双轴测角仪包括：驱动单元，包括第一驱动单元2和第二驱动单元3；传动部件，所述传动部件包括第一传动部件和第二传动部件，所述第一传动部件包括第一连接杆8、第一直齿轮5和与所述第一直齿轮5啮合的第三直齿轮1，所述第一连接杆8与所述第一驱动单元2联结，所述第二传动部件包括第二连接杆7、第二直齿轮6和与所述第二直齿轮6啮合的第四直齿轮9，所述第二连接杆7与所述第二驱动单元3联结；传动圆筒，包括第一圆筒10和第二圆筒11，所述第一圆筒10和所述第三直齿轮1联结，所述第二圆筒11和所述第四直齿轮9联结，所述第二圆筒11为中空圆筒，所述第一圆筒10同轴安装在所述第二圆筒11中空腔中且转动配合。
当需要测量角度时，所述第一驱动单元2转动所述第一连接杆8带动第一直齿轮5并且传动给所述第三直齿轮1，所述第三直齿轮1带动与其联接的所述第一圆筒10转动并在所需测量点停止，所述第二驱动单元3转动所述第二连接杆7带动第二直齿轮6并且传动给所述第四直齿轮9，所述第四直齿轮9带动与其联接的所述第二圆筒11转动并在所需另一测量点停止，由此测出角度；而对于角度定位，首先给驱动单元预设旋转量，从而所述第一、第二圆筒（10、11）会在各自驱动单元的带动下转动到预设角度后停止并且能够静止不动，由此实现精准定位。
根据本专利背景技术中对现有技术所述，市面上所使用的测角仪大部分是使用齿轮、蜗轮驱动或者电机直接驱动；对于传统的驱动方案相对结构复杂，高精度加工困难，在高精度领域应用成本较高，如电机直接驱动由于电子技术的限制，很难达到非常精细的分辨率等缺陷，且价格昂贵;同时，市面上测角仪都是单轴运动，而实践需要双轴同心运动和测量的测角仪，因此需要寻找一种能够满足使用需求的方案；而本发明公开的双轴测角仪通过高精度的驱动单元带动第一、第二连接杆（8、7）和第一、第二直齿轮（5、6）并传动给第三、第四直齿轮（1、9），从而带动第一、第二圆筒（10、11）转动，由于采用了直齿轮与直齿轮的结合，使得直齿轮与直齿轮的轮齿之间存在夹角，使其本身就具有一定的紧密接触，同时配合弹性部件作用在连接杆上，补偿齿轮运动时产生的回程间隙，提高齿轮间啮合运动的稳定性，进一步使得两者之间能够更精确的传递运动，从而实现了更加精确的双角度测量及精准定位。
另外，根据本发明公开的双轴测角仪还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述第一直齿轮5、第二直齿轮6、第三直齿轮1和所述第四直齿轮9的轮齿部分为自润滑材料结构。
“自润滑材料”即固体材料本身具有润滑作用，材料包括聚四氟乙烯、碳纤维、聚苯酯、尼龙、青铜等等，同时作为第一、第二、第三、第四直齿轮（5、6、1、9）的轮齿部分，其还必须具有承载能力强，耐冲击、耐高温，自润滑能力强等特点。
根据本发明的一些实施例，所述第一连接杆8和所述第二连接杆7的端部具有弹性部件4。
根据本发明的一些实施例，所述第一连接杆8和所述第二连接杆7与所述第一驱动单元2和所述第二驱动单元3之间具有轴肩，所述弹性部件4为弹簧且安装所述轴肩处。
所述弹性部件4一端连接在固定板或基座上，另一端联接在所述第一连接杆8或者所述第二连接杆7的所述轴肩上，可以使得固定在所述第一连接杆8上的所述第一直齿轮5和固定在所述第二连接杆7上的所述第二直齿轮6分别与所述第三直齿轮1、所述第四直齿轮9紧密配合。
根据本发明的一些实施例，所述双轴测角仪还包括中空的外圆筒，所述第二圆筒11同轴安装在所述外圆筒中空腔内。
根据本发明的一些实施例，所述外圆筒和所述第二圆筒11之间具有转动部件。
根据本发明的一些实施例，所述第一圆筒10和所述第二圆筒11之间具有转动部件。
根据本发明的一些实施例，所述转动部件为轴承。
所述轴承可以将所述第一圆筒10和所述第二圆筒11之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，减少摩擦力。
根据本发明的实施例，测量角度时，所述第一圆筒10在所述第一驱动单元2的带动并通过固定在所述第一连接杆8上的所述第一直齿轮5和第三直齿轮1的传动，运动到所需测量点停止，所述第二圆筒11在所述第二驱动单元3的带动并通过固定在所述第二连接杆7上的所述第二直齿轮6和第四直齿轮9的传动，运动到所需另一测量点停止，实现角度的测量；而对于角度定位，同样的通过所述第一圆筒10和所述第二圆筒11在各自的高精度驱动单元带动下运动到指定位置且能够静止不动，从而实现角度的精确定位；同时本发明不同于使用电机直接驱动主轴的这种方案，在长期使用的情况下，两个驱动单元分别控制所述第一圆筒10和所述第二圆筒11运动到指定位置，在所述弹性部件4和具有自润滑作用的所述第一、第二、第三、第四直齿轮（5、6、1、9）的调节下，各个部件始终能够紧密配合，从而能够实时确保角度的高精度测量及定位，还方便维修、拆卸方便，降低了劳动成本，而且也满足了双轴的测量需求。
根据本发明的实施例，可在平行于所述第一连接杆8和/或所述第二连接杆7的轴线方向上为所述第一直齿轮5和/或所述第二直齿轮6和/或所述第三直齿轮1和/或所述第四直齿轮9设置微调结构，使得所述第一直齿轮5和/或所述第二直齿轮6和/或所述第三直齿轮1和/或所述第四直齿轮9及与它们相连接的机构能够沿着连接杆的轴线方向前后运动，在所述第一直齿轮5和/或所述第二直齿轮6和/或所述第三直齿轮1和/或所述第四直齿轮9磨损的情况下，通过调节微调结构使得所述直齿轮和所述连接杆依然紧密配合，从而延长了使用寿命，节约了成本。
任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。