一种基于扭簧的新型测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械设计与机械传动技术领域，具体地说，涉及一种基于扭簧的新型测量装置。
【背景技术】
[0002]绝对式编码器广泛用于旋转角度、直线位移、转速的测量。绝对式编码器是一种直接编码的检测元件，通过读取码盘上的图案来表示轴的绝对位置，没有累积误差，电源切除后，信号不丢失。通常装在被测轴上，随被测轴一起转动，可将被测轴的角位移转换成绝对式的数字代码。在数控机床上它通常与驱动电动机同轴联接，属于间接测量。由于在旋转轴到最终运动部件的传动过程中，有齿侧间隙的存在，因此，通过这种方法通常不能很精确的得出最终运动部件的位置。在工程上，使用光栅、磁栅，可以很精确的测量出直线运动部件的位移量，但光栅、磁栅只能得到增量信号，不能得到绝对位置信号，一旦掉电，信号就会丢失。
【发明内容】
[0003]为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种基于扭簧的新型测量装置，测量装置可精确的测量出机床运动部件的位置，消除齿侧间隙的影响，且掉电时信号不丢失。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括编码器支座、绝对式编码器、紧定螺钉、转轴、轴承、主齿轮、从齿轮、扭簧、轴端挡圈、定位螺钉，编码器支座与机床运动部件固连，绝对式编码器固定在编码器支座上，转轴位于编码器支座内，两轴承分别位于转轴轴肩端部，且与编码器支座内壁配合，转轴一端与绝对式编码器输入轴固连，主齿轮与转轴另一端通过平键固连，从齿轮套装在转轴上位于主齿轮端部，且与转轴通过定位螺钉定位，主齿轮与从齿轮之间连接有扭簧，轴端挡圈固定在转轴端部，用来保证从齿轮不会被扭簧弹出与转轴脱离；
[0005]所述转轴为台阶轴，转轴两端轴向有螺纹盲孔，转轴两端部径向分别有与紧定螺钉配合的螺孔和定位螺钉配合的螺孔。
[0006]绝对式编码器、主齿轮、从齿轮和转轴同轴安装。
[0007]有益效果
[0008]本发明提出的一种基于扭簧的新型测量装置，是基于扭簧和两个错齿齿轮的使用绝对式编码器的新型测量装置，特别适用于测量机床运动部件的直线位移。齿条固定在机床的底座上，编码器支座与机床运动部件固连；绝对式编码器固定在编码器支座上，转轴位于编码器支座内，两轴承分别位于轴肩端部，转轴一端与绝对式编码器输入轴固连，主齿轮与转轴另一端通过平键固连，从齿轮位于主齿轮端部，且与转轴通过定位螺钉定位，主齿轮与从齿轮之间连接有扭簧，轴端挡圈固定在转轴端部，轴端挡圈用来保证从齿轮不会被扭簧弹出与转轴脱离。本发明测量装置可精确测出机床运动部件的直线位移，无反向回程误差，没有累积误差，并且掉电时信号不丢失。本发明测量装置可移植性强，应用范围广，还可用于对齿轮轴回转角度的测量。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施方式对本发明一种基于扭簧的新型测量装置作进一步详细说明。
[0010]图1为本发明测量装置结构示意图。
[0011]图2为本发明测量装置进行直线位移测量示意图。
[0012]图3为本发明测量装置进行回转角度测量示意图。
[0013]图中:
[0014]1.紧定螺钉2.编码器支座3.轴承4.主齿轮5.平键6.扭簧7.从齿轮8.轴端挡圈9.定位螺钉10.转轴11.绝对式编码器12.齿条13.齿轮轴
【具体实施方式】
[0015]本实施例是一种基于扭簧的新型测量装置。
[0016]实施例1
[0017]参阅图1?图3，本实施例测量装置由紧定螺钉1、编码器支座2、轴承3、主齿轮
4、平键5、扭簧6、从齿轮7、轴端挡圈8、定位螺钉9、转轴10、绝对式编码器11和齿条12组成；绝对式编码器11与编码器支座2固定连接，转轴10安装在编码器支座2内部，绝对式编码器11的输入轴与转轴10的一端通过紧定螺钉I固定连接，绝对式编码器11的输入轴与转轴10同步转动，在转轴10的另一端安装有主齿轮4和从齿轮7，主齿轮4与转轴10通过平键5固定连接，从齿轮7直接套装在转轴10上，并且可绕转轴10旋转，从齿轮7的端面靠近转轴10的端部；主齿轮4与从齿轮7的轴向开有小孔，扭簧的两端分别伸入小孔固定，主齿轮4与从齿轮7之间通过扭簧连接，转轴10上的从齿轮7通过定位螺钉9保证从齿轮7的轴向位置，转轴10的端面安装有轴端挡圈8。
[0018]本实施例中，测量装置安装在机床运动部件上。齿条12安装在机床的底座上，编码器支座2与机床运动部件固连。安装时，主齿轮4安装在转轴10上通过平键固定连接，从齿轮7套装在转轴10上，主齿轮4与从齿轮7通过扭簧连接，上紧轴端挡圈。此时，转动从齿轮7，因为扭簧的作用，主齿轮4与从齿轮7之间具有扭矩，转动到使得扭矩的大小合适，并且主齿轮4的一个齿和从齿轮7的一个齿分别与齿条12的一个齿槽的两个侧面嗤合；上紧定位螺钉9，使主齿轮4和从齿轮7的相对位置保持固定，然后将装置置于机床运动部件上相应的安装位置，使主齿轮4的一个齿和从齿轮7的一个齿分别与齿条12的一个齿槽的两个侧面啮合，松开定位螺钉9，固定好装置。此时，随着机床运动部件的运动，主齿轮4和从齿轮7转动，并且始终分别有一个齿与齿条12的一个齿槽的两个侧面啮合，通过转轴10带动绝对式编码器11输入轴同步转动，通过简单的换算即可得到机床运动部件的直线位移，在机床运动部件反向运动时，由于主齿轮4和从齿轮7与齿条12的同一齿槽的两个侧面啮合，因此没有齿侧间隙，测量不会出现反向回程误差，没有累积误差，掉电时信号不丢失。
[0019]实施例2
[0020]参阅图1?图3，本实施例测量装置由紧定螺钉1、编码器支座2、轴承3、主齿轮4、平键5、扭簧6、从齿轮7、轴端挡圈8、螺钉9、转轴10、绝对式编码器11和齿轮轴13组成。绝对式编码器11与编码器支座2固定连接，转轴10安装在编码器支座2内部，绝对式编码器11的输入轴伸入到转轴10的一端，在转轴10的径向上通过紧定螺钉和绝对式编码器11的输入轴固连，使得绝对式编码器11输入轴与转轴10同步转动；在转轴10的另一端安装有主齿轮4和从齿轮7，主齿轮4与转轴10通过平键5连接，从齿轮7套装在转轴10上，且可绕转轴10旋转。从齿轮7的端面靠近转轴10的端面，主齿轮4与从齿轮7的轴向开有小孔，扭簧的两端分别伸入小孔固定，主齿轮4与从齿轮7之间通过扭簧连接，转轴10上的从齿轮7通过定位螺钉9保证从齿轮7在转轴10上的轴向位置，转轴10端面安装有轴端挡圈8。
[0021]本实施例中，测量装置固定安装在机床运动部件上；在测量齿轮轴13的旋转角度时，主齿轮4与转轴10通过平键5固连，从齿轮7套装在转轴10上，主齿轮4与从齿轮7通过扭簧6连接，上紧轴端挡圈；此时，转动从齿轮7，在扭簧的作用，主齿轮4与从齿轮7之间具有扭矩，转动使扭矩的大小合适，并且主齿轮4的一个齿和从齿轮7的一个齿分别与齿轮轴13上齿轮的一个齿槽的两个侧面啮合，上紧定位螺钉9，使主齿轮4和从齿轮7的相对位置保持固定。测量装置置于机架上相应的安装位置，使主齿轮4的一个齿和从齿轮7的一个齿分别与齿轮轴13上齿轮的一个齿槽的两个侧面啮合；松开定位螺钉9，随着被测的齿轮轴13的转动，主齿轮4和从齿轮7随之转动，并且始终分别有一个齿与齿轮轴13上齿轮的一个齿槽的两个侧面啮合，通过转轴10带动绝对式编码器11输入轴同步转动，通过换算可得到齿轮轴的旋转角度。在齿轮轴13反向转动时，由于主齿轮4和从齿轮7始终与齿轮轴13上齿轮的同一齿槽的两个侧面啮合，因此没有齿侧间隙，测量不会出现反向回程误差；测量装置采用绝对式编码器，没有累积误差，掉电时信号不丢失。
【主权项】
1.一种基于扭簧的新型测量装置，其特征在于:包括编码器支座、绝对式编码器、紧定螺钉、转轴、轴承、主齿轮、从齿轮、扭簧、轴端挡圈、定位螺钉，编码器支座与机床运动部件固连，绝对式编码器固定在编码器支座上，转轴位于编码器支座内，两轴承分别位于转轴轴肩端部，且与编码器支座内壁配合，转轴一端与绝对式编码器输入轴固连，主齿轮与转轴另一端通过平键固连，从齿轮套装在转轴上位于主齿轮端部，且与转轴通过定位螺钉定位，主齿轮与从齿轮之间连接有扭簧，轴端挡圈固定在转轴端部，用来保证从齿轮不会被扭簧弹出与转轴脱离； 所述转轴为台阶轴，转轴两端轴向有螺纹盲孔，转轴两端部径向分别有与紧定螺钉配合的螺孔和定位螺钉配合的螺孔。2.根据权利要求1所述的基于扭簧的新型测量装置，其特征在于:绝对式编码器、主齿轮、从齿轮和转轴同轴安装。
【专利摘要】本发明公开了一种基于扭簧的新型测量装置，属于机械设计与机械传动技术领域。齿条固定在机床的底座上，编码器支座与机床运动部件固连；绝对式编码器固定在编码器支座上，转轴位于编码器支座内,两轴承分别位于轴肩端部；转轴一端与绝对式编码器输入轴固连,主齿轮与转轴另一端通过平键固连，从齿轮位于主齿轮端部,且与转轴通过定位螺钉固连,主齿轮与从齿轮之间连接有扭簧，轴端挡圈固定在转轴端部,轴端挡圈用来保证从齿轮不会被扭簧弹出与转轴脱离。测量装置可精确测出机床运动部件的直线位移，无反向回程误差，没有累积误差，并且掉电时信号不丢失。测量装置可移植性强，应用范围广，还可用于对齿轮轴回转角度的测量。
【IPC分类】G01B21/22, G01B21/02
【公开号】CN104930995
【申请号】CN201510316284
【发明人】谷文韬, 丑欣欣, 陈琳, 王新升, 赵权年
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月10日