一種四軸促動器的製造方法
2023-06-12 16:28:41 1
一種四軸促動器的製造方法
【專利摘要】一種四軸促動器，包括由步進電機驅動的中央齒輪和四個從動執行器，每一從動執行器能夠單獨實現運動或停止；該從動執行器包括星型齒輪、滾珠絲杆、滾珠螺母、滾珠絲杆止轉定位鍵、圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤座、摩擦盤、推力彈簧和滾珠絲杆制動器，其中，星型齒輪與中央齒輪嚙合，滾珠絲杆止轉定位鍵限制滾珠絲杆無法轉動，滾珠螺母與滾珠絲杆連接，圓柱齒輪摩擦片固定於星型齒輪上，推力彈簧推動摩擦盤與圓柱齒輪摩擦片緊密連接，使星型齒輪通過圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤、摩擦盤座帶動滾珠螺母旋轉並進而帶動滾珠絲杆上下移動，通電後滾珠絲杆制動器吸合摩擦盤脫離圓柱齒輪摩擦片，使滾珠絲杆停止運動。本發明減少了促動器的數量，能用於大型射電望遠鏡主反射面的調整。
【專利說明】一種四軸促動器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過一個主動軸來控制四個從動執行器分別或者同時運動的四軸促動器機構，具體涉及一種用於大型射電望遠鏡主反射面主動控制系統的四軸促動器，屬於精密機械【技術領域】。
【背景技術】
[0002]大型射電望遠鏡主反射面的表面形狀誤差是影響觀測效率的重要因素，對於高頻信號而言，表面形狀誤差較大的主反射面的觀測效率衰減甚至高達5倍之多。為了克服大型射電望遠鏡由於自身重量、風載以及溫度變化導致的主反射面表面變形，通常需要對變形量進行補償，使主反射面形狀更符合標準拋物面。為此目的，將主反射面分割為若干分面板，通過促動器帶動各個分面板做微小位移，從而補償主反射面的變形量。然而對每塊分面板都採用單獨一個促動器控制時，會造成促動器數量眾多，促動器失效難以修復等問題，對主反射面的精度影響巨大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種大型射電望遠鏡主反射面用四軸促動器，採用一個主動軸帶動四個從動執行器的結構，四個從動執行器可以單獨轉動，也可以幾個或全部聯動，從而減少整臺大型射電望遠鏡主反射面使用促動器的數量，並且提高促動器的可靠性。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]一種四軸促動器，其包括由步進電機驅動的中央齒輪和由該中央齒輪帶動的四個從動執行器，每一從動執行器各自與所述中央齒輪直接連接，能夠單獨實現運動或停止。
[0006]進一步地，所述的從動執行器包括星型齒輪、滾珠絲杆、滾珠螺母、滾珠絲杆止轉定位鍵、圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤座、摩擦盤、推力彈簧和滾珠絲杆制動器，其中，星型齒輪與所述中央齒輪嚙合，滾珠絲杆穿置於該星型齒輪的中心，滾珠絲杆止轉定位鍵插入該滾珠絲杆的內孔且限制該滾珠絲杆無法轉動，滾珠螺母連接於該滾珠絲杆的外周，圓柱齒輪摩擦片固定於星型齒輪上，摩擦盤座與滾珠螺母固定連接，摩擦盤與該摩擦盤座連接，推力彈簧推動該摩擦盤與圓柱齒輪摩擦片緊密連接，使星型齒輪通過圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤、摩擦盤座帶動滾珠螺母旋轉並進而帶動滾珠絲杆上下移動，滾珠絲杆制動器套置於滾珠螺母外周，並且在通電後該滾珠絲杆制動器吸合摩擦盤脫離圓柱齒輪摩擦片，使滾珠螺母和滾珠絲杆停止運動。
[0007]進一步地，所述的四軸促動器還包括第一傳動軸、第二傳動軸、第三傳動軸、第一傘齒輪、第二傘齒輪和諧波減速器，其中，第一傳動軸的一端與所述步進電機連接，另一端通過相互嚙合的第一傘齒輪和第二傘齒輪與第二傳動軸連接，該第二傳動軸通過諧波減速器與第三傳動軸連接，所述中央齒輪固定連接於該第三傳動軸上，從而實現所述步進電機對中央齒輪的驅動。
[0008]進一步地，所述的四軸促動器還包括電機制動器，該電機制動器設置於所述第一傳動軸外周，一旦發生所述步進電機斷電，該電機制動器緊急制動所述第一傳動軸以鎖定所述四個從動執行器的位移。
[0009]與現有技術相比，本發明所述的四軸促動器採用一個驅動系統帶動四個從動執行器，從而實現大型射電望遠鏡主反射面上四個分面板的分別單獨控制，四個從動執行器可以單獨轉動，也可以幾個或全部聯動，不僅保證了主反射面的表面形狀精度，而且減少了整臺大型射電望遠鏡主反射面使用促動器的數量，提高了促動器的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的結構原理圖。
[0011]圖2是從動執行器的結構放大圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，以下實施例在以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0013]請參閱圖1，圖示四軸促動器包括步進電機6、第一傳動軸4、第二傳動軸9、第三傳動軸11、電機制動器5、第一傘齒輪7、第二傘齒輪8、諧波減速器10、中央齒輪12和四個從動執行器。
[0014]所述第一傳動軸4的一端與所述步進電機6連接，另一端固定安裝有第一傘齒輪7，所述第二傘齒輪8固定安裝在與該第一傳動軸4垂直的第二傳動軸9上並且與第一傘齒輪7相嚙合，從而所述第一傳動軸4通過相互嚙合的第一傘齒輪7和第二傘齒輪8與第二傳動軸9連接。所述電機制動器5設置於所述第一傳動軸4的外周，一旦所述步進電機6發生斷電，該電機制動器5將緊急制動所述第一傳動軸4，以鎖定所述四個從動執行器的位移。所述第二傳動軸9通過諧波減速器10與第三傳動軸11連接，所述中央齒輪12固定連接於該第三傳動軸11上。
[0015]所述四軸促動器的動力傳遞順序是:步進電機6 —第一傳動軸4 —第一傘齒輪7 —第二傘齒輪8 —第二傳動軸9 —諧波減速器10 —第三傳動軸11 —中央齒輪12 —四個從動執行器，從而實現所述步進電機6對中央齒輪12以及四個從動執行器的驅動。
[0016]所述四個從動執行器由所述中央齒輪12帶動，每一從動執行器各自與所述中央齒輪12直接連接，能夠單獨實現運動或停止。
[0017]請結合參閱圖2，所述的從動執行器安裝於齒輪箱19和連接於該齒輪箱19下部的軸承箱20中。每一個從動執行器包括星型齒輪18、滾珠絲杆1、滾珠螺母2、滾珠絲杆止轉定位鍵3、圓柱齒輪摩擦片17、摩擦盤座14、摩擦盤16、推力彈簧15和滾珠絲杆制動器13。所述星型齒輪18與所述中央齒輪12嚙合，所述滾珠絲杆1穿置於該星型齒輪18的中心，所述滾珠絲杆止轉定位鍵3固定於所述軸承箱20上並且插入該滾珠絲杆1的內孔，以限制該滾珠絲杆1無法轉動。所述滾珠螺母2連接於該滾珠絲杆1的外周，並且該滾珠螺母2裝置於向心球軸承21的內圈中，並通過該向心球軸承21安裝於星型齒輪18的中心孔中。所述圓柱齒輪摩擦片17固定於所述星型齒輪18的下側面上，所述摩擦盤座14與所述滾珠螺母2固定連接，所述摩擦盤16與該摩擦盤座14連接，所述推力彈簧15安裝於該摩擦盤16的下方，推動該摩擦盤16與圓柱齒輪摩擦片17緊密連接，使所述星型齒輪18通過該圓柱齒輪摩擦片17、摩擦盤16、摩擦盤座14帶動所述滾珠螺母2旋轉並進而帶動所述滾珠絲杆1上下移動(滾珠絲杆1的轉動被限制，因而只能上下移動)。所述滾珠絲杆制動器13套置於該滾珠螺母2的外周，並且在通電後該滾珠絲杆制動器13吸合所述摩擦盤16脫離圓柱齒輪摩擦片17，從而脫離所述星型齒輪18的旋轉，使所述滾珠螺母2和滾珠絲杆1停止運動。
[0018]所述四軸促動器的運行原理是，當摩擦盤16在推力彈簧15的推動下，處於與圓柱齒輪摩擦片17緊密連接狀態時，中央齒輪12的轉動將傳遞給四個星型齒輪18，並進而帶動滾珠螺母2，使滾珠絲杆1上下移動；當滾珠絲杆制動器13通電時，摩擦盤16被滾珠絲杆制動器13吸合併脫離圓柱齒輪摩擦片17，此時滾珠螺母2將停止帶動滾珠絲杆1上下移動。
[0019]通過各自的滾珠絲杆制動器13處於不同的通電姿態，四個從動執行器可單獨運行，也可以幾個或全部聯動。
【權利要求】
1.一種四軸促動器，其特徵在於:所述四軸促動器包括由步進電機驅動的中央齒輪和由該中央齒輪帶動的四個從動執行器，每一從動執行器各自與所述中央齒輪直接連接，能夠單獨實現運動或停止。
2.如權利要求1所述的四軸促動器，其特徵在於:所述的從動執行器包括星型齒輪、滾珠絲杆、滾珠螺母、滾珠絲杆止轉定位鍵、圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤座、摩擦盤、推力彈簧和滾珠絲杆制動器，其中，星型齒輪與所述中央齒輪嚙合，滾珠絲杆穿置於該星型齒輪的中心，滾珠絲杆止轉定位鍵插入該滾珠絲杆的內孔且限制該滾珠絲杆無法轉動，滾珠螺母連接於該滾珠絲杆的外周，圓柱齒輪摩擦片固定於星型齒輪上，摩擦盤座與滾珠螺母固定連接，摩擦盤與該摩擦盤座連接，推力彈簧推動該摩擦盤與圓柱齒輪摩擦片緊密連接，使星型齒輪通過圓柱齒輪摩擦片、摩擦盤、摩擦盤座帶動滾珠螺母旋轉並進而帶動滾珠絲杆上下移動，滾珠絲杆制動器套置於滾珠螺母外周，並且在通電後該滾珠絲杆制動器吸合摩擦盤脫離圓柱齒輪摩擦片，使滾珠螺母和滾珠絲杆停止運動。
3.如權利要求1或2所述的四軸促動器，其特徵在於:所述的四軸促動器還包括第一傳動軸、第二傳動軸、第三傳動軸、第一傘齒輪、第二傘齒輪和諧波減速器，其中，第一傳動軸的一端與所述步進電機連接，另一端通過相互嚙合的第一傘齒輪和第二傘齒輪與第二傳動軸連接，該第二傳動軸通過諧波減速器與第三傳動軸連接，所述中央齒輪固定連接於該第三傳動軸上，從而實現所述步進電機對中央齒輪的驅動。
4.如權利要求3所述的四軸促動器，其特徵在於:所述的四軸促動器還包括電機制動器，該電機制動器設置於所述第一傳動軸外周，一旦發生所述步進電機斷電，該電機制動器緊急制動所述第一傳動軸以鎖定所述四個從動執行器的位移。
【文檔編號】H01Q15/16GK104343924SQ201410538573
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】葉騫, 楊奎民, 朱迪 申請人:上海交通大學