一種xy軸自由轉動裝置的製作方法

2023-05-23 08:19:26 3

專利名稱：一種xy軸自由轉動裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量輔助構件，特別是一種適於自動雷射水平儀或 工程建築測量操作時使用、可在高重複性和高靈敏度的擺動下精確地獲得水 平基準線和垂直基準線的萬向軸承式XY軸自由轉動裝置。
背景技術：
現有的測量裝置中的雷射測量儀都由軸承支撐、懸吊架於機體上,而雷射 發射器以軸裝的形式設置在懸吊架上，以便於雷射發射器工作時可作多角度 擺動、將雷射光束投射到所要求的目標位置上。臺灣M304654號實用新型專 利"一種雷射測量儀的懸吊機構"專利說明書中公布了所述的這種現有結構 形式的雷射測量儀，其中特別強調了所述的這種經改進過的雷射測量儀懸吊 機構具有擺動順暢、組件精簡、節省人力及提高效率等優點。然而,該在先申 請專利中所提及的擺動順暢的優點實際上僅適用於使用初期，因為這種以軸 承支撐懸吊架的結構形式，工作時構件間會產生強大的摩擦力，極易使軸承磨 損，而磨損了的軸承必然會導致懸吊架歪斜，從而嚴重影響測量功效。因此，有 必要加以進一步改進。 發明內容
本實用新型的目的是要克服現有技術的不足,提供一種確實具有擺動順 暢、組件精簡及測量精確之功效的XY軸自由轉動裝置。
本實用新型的XY軸自由轉動裝置主要包含有圓形底盤、轉動外環、轉動 內環、橋接支架、連動盤及滾動構件，其中所述的圓形底盤上設置有中心對穿孔及左右限位安裝孔；所述的轉動外環主體呈由內環和外環構成的較大圓 環狀，在圓環的上部環面上等間距垂直設置有四個連動柱，在圓環的外環側面 上對稱同軸設置有二個第二磁性元件，在圓環的環壁上對稱同軸設置有二個 橫向對穿孔，其中所述的二個橫向對穿孔的中心軸線與所述的二個第二磁性 元件的中心軸線互成90° ，此外，在圓環的外環側面上還等間距設置有四個配 重體，其中在任意二個相鄰的配重體之間，或者設置有第二磁性元件，或者設
置有橫向對穿孔，其中所述的二個橫向對穿孔接近外環側面的孔口處還設置
有裝配內螺紋;所述的轉動內環主體呈由內環和外環構成的較小圓環狀，環壁
上設置有二個對稱同軸的第一橫向對穿孔和二個對稱同軸的第二橫向對穿孔, 其中所述的第一橫向對穿孔接近外環側面的孔口處設置有裝配內螺紋,所述
的第一橫向對穿孔的中心軸與第二橫向對穿孔的中心軸互成90° ;所述的橋 接支架主體由中間橋架和兩側垂直支腳構成，在中間橋架的中央位置上設置 有帶中心孔的轉動中心柱，在轉動中心柱的近下端部上軸向垂直設置有與所 述的中心孔相連通的二個對稱同軸橫向通孔，在兩側垂直支腳的內側面上相 對設置有第一磁性元件、頂端部上設置有裝配螺孔;所述的連動盤主體呈平板 狀，上面設置有可將自身與轉動外環裝配相連的自身裝配孔及可供固定設置1 個或數個垂直雷射組件或水平雷射組件的限位安裝孔；所述的滾動構件設置 有四組，每組滾動構件中各包含有一棵圓形珠、二個圓柱凹面及一棵螺件。
此外，所述的轉動中心柱的外徑與轉動內環上的內環直徑裝配相符;所述 的轉動內環上的外環直徑與轉動外環上的內環直徑裝配相符；所述的螺件上 的外螺紋均與轉動內環上第一橫向對穿孔內的裝配內螺紋和轉動外環上橫向 對穿孔內的裝配內螺紋裝配相符；所述的圓柱凹面主體呈圓柱狀，其中的一個
端面上設置有與圓形珠活動裝配相符的球形下凹面；所述的配重體可以按需
設置在諸如連動盤之類構件的其他位置上；所述的第一磁性元件和第二磁性
元件可以按需設置在其他合適部位上。
在裝配狀態下，所述的橋接支架通過兩側垂直支腳頂端部上的裝配螺孔和
圓形底盤上的左右限位安裝孔由螺釘固定安裝設置在圓形底盤上；所述的連 動盤通過其自身裝配孔固定安裝設置在轉動外環上四個連動柱的頂端部上； 所述的轉動內環套設在轉動中心柱的近下端部上，轉動外環套裝設置在轉動 內環的外側環面上；所述的滾動構件中的二組通過轉動中心柱上的二個橫向 通孔和轉動內環上的二個第一橫向對穿孔設置在轉動內環和轉動中心柱之間， 另外二組通過轉動內環上的二個第二橫向對穿孔和轉動外環上的二個橫向對
穿孔設置在轉動外環和轉動內環之間；所述的二組滾動構件中的二個圓柱凹 面和二棵圓形珠分別依次裝設在位於轉動中心柱上的二個橫向通孔內，另外
二個圓柱凹面和二棵螺件分別依次裝設在轉動內環上的第一橫向對穿孔內； 所述的另外二組滾動構件中的二個圓柱凹面和二棵圓形珠分別依次裝設在轉 動內環上的二個第二橫向對穿孔內，另外二個圓柱凹面和二棵螺件分別依次 裝設在轉動外環上的二個橫向對穿孔內；所述的第一磁性元件與第二磁性元 件間存有一感應間距。
工作時，本實用新型的XY軸自由轉動裝置在應用於工程測量的偏擺操作 時，其圓形底盤和橋接支架間是固定不動的，而轉動外環、轉動內環及連動盤 均由成組滾動構件限位可自由地在X軸和Y軸方向上偏擺，它們的任一偏擺位 移量均可以分解為一水平位移量(即相對於X軸偏轉第一角度)及一垂直位移 量(即相對於Y軸偏轉第二角度)，最終體現在連動盤上各垂直雷射光模組或水
平雷射光模組的同步偏擺，從而取得工程測量搡作中所需的水平線或垂直線 基準；所述的四個配重體的作用是使偏擺時執行轉動外環的動作更趨平衡順
暢；另外，第一磁性元件與第二磁性元件的間隙磁感應設計有利於在工程測
量搡作中，萬一不小心發生瞬間外力幹擾帶動轉動外環相對於橋接支架轉動 一微小角度時，便於在幹擾外力消除後在磁吸作用下自動恢復至原相對定位 的狀態。
基於上述構思的本實用新型XY軸自由轉動裝置，由於釆用了類似於萬向
軸承的操作方式和配重平衡原理，且連動盤的偏擺是藉由轉動外環、轉動內環 及轉動中心柱間的裝配連接，再配以四組滾動構件的圓形珠在圓柱凹面中的
圓弧狀表面的自由轉動而協調動作，即任一偏擺位移均可分解為x方向的偏 擺分量及Y方向的偏擺分量，有效控制連動盤上工作組件的精確定位，因此操 作時極為順暢，工作可靠、壽命長且精度高，總體涉及結構件較少，且各結構件 均簡單,加工方便且成本低，因而具有明顯的技術先進性、很強實用性和廣闊 的巿場應用前景。

圖i是本實用新型實施例的總體結構件分解示意圖； 圖2是本實用新型實施例的外形結構示意圖。
圖中
10.圓形底盤11.中心對穿孔 12.限位安裝孔20.轉動外環 21.連動柱 22.第二磁性元件23.橫向對穿孔"1.裝配內螺紋 24.配重體 25.上部環面 26.外側環面 30.轉動內環
31.第一橫向對穿孔311.裝配內螺紋32.第二橫向對穿孔".外側環面40.橋接支架41.轉動中心柱 411.橫向通孔 412.中心孔 42.第一磁性元件43.中間橋架 44.垂直支腳 441.內側面
442.裝配螺孔 50.連動盤 51.垂直雷射組件 52.水平雷射組件 53.自身裝配孔60.滾動構件6L圓形珠 62.圓柱凹面
621.球形下凹面 63.螺件具體實施方式
以下結合附圖及典型實施例對本實用新型作進一步說明。 在圖1和圖2中，本實用新型的XY軸自由轉動裝置主要包含有圓形底盤 10、轉動外環20、轉動內環30、橋接支架40、連動盤50及滾動構件60，其 中所述的圓形底盤10上設置有中心對穿孔11及左右限位安裝孔12;所述的 轉動外環20主體呈由內環和外環構成的較大圓環狀，在圓環的上部環面25上 等間距垂直設置有四個連動柱21，在圓環的外側環面26上對稱同軸設置有二 個第二磁性元件22，在圓環的環壁上對稱同軸設置有二個橫向對穿孔23,其中 所述的二個橫向對穿孔23的中心軸線與所述的二個第二磁性元件22的中心 軸線互成90° ，此外，在圓環的外側環面26上還等間距設置有四個配重體24, 其中在任意二個相鄰的配重體24之間，或者設置有一第二磁性元件22,或者設 置有一橫向對穿孔23，其中所述的橫向對穿孔23接近外側環面26的孔口處設 置有裝配內螺紋231;所述的轉動內環30主體呈由內環和外環構成的較小圓環 狀，環壁上設置有二個對稱同軸的第一橫向對穿孔31和二個對稱同軸的第二 橫向對穿孔32，其中所述的第一橫向對穿孔31接近外側環面"的孔口處設置 有裝配內螺紋311,此外，所述的第一橫向對穿孔31的中心軸與第二橫向通孔 32的中心軸互成90° ;所述的橋接支架40主體由中間橋架43和兩側垂直支 腳44構成，在中間橋架43的中央位置上設置有帶中心孔412的轉動中心柱41, 在轉動中心柱41的近下端部上軸向垂直設置有與所述的中心孔412相連通的 二個對稱同軸的橫向通孔411,在兩側垂直支腳44的內側面441上相對設置有 第一磁性元件42、頂端部上設置有裝配螺孔442;所述的連動盤50主體呈平 板狀，上面設置有可將自身裝配設置在轉動外環20的上部環面25上的四個連 動柱21頂端部上的自身裝配孔53及可供在其工作平臺上固定安裝設置垂直 雷射組件51或水平雷射組件52用的限位安裝孔；所述的滾動構件60共設置 有四組，每組滾動構件60中均包含有一棵圓形珠61、 二個圓柱凹面62及一 棵螺件63。
此外，所述的轉動中心柱41的外徑與轉動內環30上的內環直徑裝配相符; 所述的轉動內環30上的外環直徑與轉動外環20上的內環直徑裝配相符；所述 的螺件63上的外螺紋均與轉動內環30上第一橫向對穿孔31內的裝配內螺紋 311和轉動外環20上的橫向對穿孔23內的裝配內螺紋231裝配相符；所述的 圓柱凹面62主體呈圓柱狀，其中的一個端面上設置有與圓形珠61活動裝配相 符的球形下凹面621。
在裝配狀態下，所述的橋接支架40通過兩側垂直支腳44頂端部上的裝配 螺孔442和圓形底盤10上的左右限位安裝孔12由螺釘固定安裝設置在圓形 底盤10上;所述的連動盤50通過其自身裝配孔53固定安裝設置在轉動外環 20上四個連動柱21的頂端部上；所述的轉動內環30套設在轉動中心柱"的 近下端部上，轉動外環20套裝設置在轉動內環30的外側環面"上;所述的 滾動構件60中的二組通過轉動中心柱"上的二個橫向通孔411和轉動內環 30上的二個第一橫向對穿孔31設置在轉動內環30和轉動中心柱"之間，另 外二組通過轉動內環30上的二個第二橫向對穿孔32和轉動外環20上的二個 橫向對穿孔23設置在轉動外環20和轉動內環30之間；所述的二組滾動構件 60中的二個圓柱凹面62和二棵圓形珠61分別依次裝設在轉動中心柱41上的 二個橫向通孔411內，另外二個圓柱凹面62和螺件63分別依次裝設在轉動 內環30上的第一橫向對穿孔31內；所述的另外二組滾動構件60中的二個圓 柱凹面62和二棵圓形珠61分別依次裝設在轉動內環30上的二個第二橫向對 穿孔32內，另外二個圓柱凹面62和螺件63分別依次裝設在轉動外環20上 的二個橫向對穿孔23內；所述的第一磁性元件42與第二磁性元件22間存有 一感應間距。
工作時，本實用新型的XY軸自由轉動裝置在應用於工程測量的偏擺操作 時，其圓形底盤10和橋接支架40間是固定不動的，而轉動外環20、轉動內環 30及連動盤50均由成組滾動構件60限位可自由地在X軸和Y軸方向上偏擺， 它們的任一偏擺位移量均可以分解為一水平位移量(即相對於X軸偏轉第一角 度)及一垂直位移量(即相對於Y軸偏轉第二角度)，最終體現在連動盤50上各 垂直雷射光模組51或水平雷射光模組52的同步偏擺,從而取得工程測量搡作 中所需的水平線及垂直線基準;所述的四個配重體24的作用是使偏擺時執行 轉動外環20的動作更趨平衡順暢；另外，第一磁性元件42與第二磁性元件 22的間隙磁感應設計有利於在工程測量搡作中，萬一不小心發生瞬間外力幹 擾帶動轉動外環20相對於橋接支架40轉動一微小角度時，便於在幹擾外力 消除後可在磁吸作用下立即自動恢復至原相對定位的狀態。
權利要求1.一種XY軸自由轉動裝置，其特徵在於主體包含有圓形底盤(10)、轉動外環(20)、轉動內環(30)、橋接支架(40)、連動盤(50)及滾動構件(60)，其中a.所述的圓形底盤(10)上設置有中心對穿孔(11)和左右限位安裝孔(12)；b.所述的轉動外環(20)主體呈由內環和外環構成的較大圓環狀，在圓環的上部環面(25)上等間距垂直設置有四個連動柱(21)，在圓環的外側環面(26)上對稱同軸設置有二個第二磁性元件(22)，在圓環的環壁上對稱同軸設置有二個橫向對穿孔(23)，其中所述的二個橫向對穿孔(23)的中心軸線與所述的二個第二磁性元件(22)的中心軸線互成90°，此外，在圓環的外側環面(26)上還等間距設置有四個配重體(24)，其中在任意二個相鄰的配重體(24)之間，或者設置有一第二磁性元件(22)，或者設置有一橫向對穿孔(23)，所述的橫向對穿孔(23)接近外側環面(26)的孔口處設置有裝配內螺紋(231)；c.所述的轉動內環(30)主體呈由內環和外環構成的較小圓環狀，環壁上設置有二個對稱同軸的第一橫向對穿孔(31)和二個對稱同軸的第二橫向對穿孔(32)，其中所述的第一橫向對穿孔(31)接近外側環面(33)的孔口處設置有裝配內螺紋(311)，此外，所述的第一橫向對穿孔(31)的中心軸與第二橫向對穿孔(32)的中心軸互成90°；d.所述的橋接支架(40)主體由中間橋架(43)和兩側垂直支腳(44)構成，在中間橋架(43)的中央位置上設置有帶中心孔(412)的轉動中心柱(41)，在轉動中心柱(41)的近下端部上軸向垂直設置有與所述的中心孔(412)相連通的二個對稱同軸的橫向通孔(411)，在兩側垂直支腳(44)的內側面(441)上相對設置有第一磁性元件(42)、頂端部上設置有裝配螺孔(442)；e.所述的連動盤(50)主體呈平板狀，上面設置有能將連動盤(50)裝配設置在轉動外環(20)的上部環面(25)上的四個連動柱(21)頂端部上的自身裝配孔(53)及供固定安裝設置垂直雷射組件(51)或水平雷射組件(52)用的限位安裝孔；f.所述的滾動構件(60)共設置有四組，每組滾動構件(60)中均包含有一棵圓形珠(61)、二個圓柱凹面(62)及一棵螺件(63)。
2. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的轉動 中心柱(41)的外徑與轉動內環(3 0)上的內環直徑裝配相符。
3. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的轉動 內環(30)上的外環直徑與轉動外環(20)上的內環直徑裝配相符。
4. 根據權利要求l所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的螺件 (63)上的外螺紋與第一橫向對穿孔(31)內的裝配內螺紋(311)和橫向 對穿孔(23)內的裝配內螺紋(231)均裝配相符。
5. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的圓柱 凹面(62)主體呈圓柱狀，其中的 一個端面上設置有與圓形珠(61)活動 裝配相符的球形下凹面(621)。
6. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的橋接 支架(40)通過兩側垂直支腳(44)頂端部上的裝配螺孔(442)和圓形底 盤(10)上的左右限位安裝孔(12)由螺釘固定安裝設置在圓形底盤(10) 上。
7. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的轉動 內環(30)套設在轉動中心柱(41)的近下端部上，轉動外環UO)套裝 設置在轉動內環(30)的外側環面(33)上。
8. 根據權利要求l所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的滾動 構件(60)中的二組通過轉動中心柱(41)上的二個橫向通孔("1)和轉 動內環(30)上的二個第一橫向對穿孔G1)設置在轉動內環G0)和轉 動中心柱(41)之間，另外二組通過轉動內環(30)上的二個第二橫向對穿孔(32)和轉動外環(20)上的二個橫向對穿孔(23)設置在轉動外環 (20)和轉動內環(30)之間。
9. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的二組 滾動構件(60)中的二個圓柱凹面(62)和二棵圓形珠(61)分別依次裝 設在轉動中心柱(41)上的二個橫向通孔(411)內，另外二個圓柱凹面 (62)和螺件(63)分別依次裝設在轉動內環(30)上的第一橫向對穿孔 (31)內。
10. 根據權利要求1所述的XY軸自由轉動裝置，其特徵在於所述的的另 外二組滾動構件(60)中的二個圓柱凹面(62)和二棵圓形珠(61)分別 依次裝設在轉動內環(30)上的二個第二橫向對穿孔(32)內，另外二 個圓柱凹面(62)和螺件(63)分別依次裝設在轉動外環(20)上的二個 橫向對穿孔(23)內。
專利摘要本實用新型涉及一種XY軸自由轉動裝置，包含有圓形底盤、轉動外環、轉動內環、橋接支架、連動盤和由一圓形珠、二圓柱凹面及一螺件構成的成組式滾動構件。橋接支架通過垂直支腳設置在圓形底盤上，連動盤通過自身裝配孔設置在轉動外環的連動柱上，轉動內環套設在轉動中心柱上，轉動外環套裝設置在轉動內環的外側環面上，二組滾動構件設置在轉動內環和轉動中心柱之間，另外二組設置在設置在轉動內環和外環之間。轉動外環、轉動內環與轉動中心柱之間由滾動構件限位動作，它們的任一偏擺位移均可分解為X方向的偏擺分量及Y方向的偏擺分量，帶動控制連動盤上工作組件的精確定位，擺動順暢、定位精度高、工作可靠和壽命長等優點，具有很強實用性和廣闊的市場應用前景。
文檔編號G01C15/00GK201059978SQ200720072628
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月19日 優先權日2007年7月19日
發明者李能焯 申請人:順陽雷射儀器(上海)有限公司