一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置製造方法
2023-05-09 15:54:36
一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置製造方法
【專利摘要】一種高精度重載直線驅動裝置屬於大型精密光學設備的地面裝校用重型載荷直線驅動設備領域，該裝置包括直動杆、導向蓋、承力鎖緊螺母、高精度承力螺母、承力外殼、諧波減速器、輸入空心軸、力矩電機、隔套、承力座、導向軸、導向套、防塵蓋、第一軸承、第二軸承、第三軸承，直動杆的中段設有外螺紋，直動杆的內部設有盲孔，導向蓋的上端面設有貫通的中心孔，直動杆穿過導向蓋的中心孔，二者形成移動副，導向蓋與承力外殼的頂端固連。該驅動裝置同時具備結構緊湊、佔用空間小、承載力大、行程長、精度高等優點，可廣泛適用於類似大型精密光學設備在進行模擬真空環境的地面裝校重載荷微距位移實驗等對位移精度和承載力都提出較高要求的各種應用場合。
【專利說明】一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於大型精密光學設備的地面裝校用重型載荷直線驅動設備領域，具體涉及一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置。
【背景技術】
[0002]空間光學遙感器等大型精密光學設備在被送入太空之前都需要事先在地面上完成裝調和檢測裝校實驗。現有方法通常採用以直線或圓弧導軌為主體導向機構的大型精密二維轉臺來固定空間光學遙感器，以大型精密二維轉臺作為高精度姿態調整動作的驅動裝置來實現空間光學遙感器繞固定基準面上的微距位移操作。
[0003]隨著地面偵查測繪需求的日益提高，空間光學遙感器的體積和重量都越來越大，採用傳統的大型精密二維轉臺實現空間光學遙感器地面裝校的方法表現出一些缺點，t匕如，大型精密二維轉臺體積大、質量大，佔用空間大，使用受限。特別是在空間光學遙感器模擬在軌真空環境試驗中，需要將空間光學遙感器及其高精度姿態調整動作的驅動裝置一同放入密閉的真空罐內，使空間光學遙感器能在真空環境下完成試驗所需的高精度位置姿態調整動作。
[0004]然而，受製造水平和研製成本的限制，現有的真空罐的內部空間已趨近製造極限，以無法滿足更大體積的大型精密二維轉臺的密閉裝載需求。為了保障更大體積的空間光學遙感器的在軌真空環境模擬試驗能夠順利進行，迫切需要一種結構緊湊、佔用空間小、承載力大、長行程、高精度的直線驅動裝置來替代傳統的大型精密二維轉臺，以便能在現有真空罐內驅動空間光學遙感器來完成相應的高精度位置姿態調整動作。
【發明內容】
[0005]為了解決現有大型精密光學設備在進行模擬真空環境的地面裝校等重載荷微距位移實驗時，原有的大型精密二維轉臺等高精度姿態調整動作的驅動裝置因體積龐大而發生不能裝入真空罐內的情況，無法繼續滿足微距位移實驗需求的技術問題，本發明提供一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置。
[0006]本發明解決技術問題所採取的技術方案如下:
[0007]—種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置包括直動杆、導向蓋、承力鎖緊螺母、高精度承力螺母、承力外殼、諧波減速器、輸人空心軸、力矩電機、隔套、承力座、導向軸、導向套、防塵蓋、第一軸承、第二軸承、第三軸承，直動杆的中段設有外螺紋，直動杆的內部設有盲孔；所述導向蓋的上端面設有貫通的中心孔，直動杆穿過導向蓋的中心孔，二者形成移動副，導向蓋與承力外殼的頂端固連；
[0008]所述高精度承力螺母通過內螺紋與直動杆螺紋連接，高精度承力螺母和承力外殼均為二級圓桶結構，高精度承力螺母的第一級圓桶同軸嵌套於承力外殼的第一級圓桶內，高精度承力螺母第一級圓桶的中段通過第一軸承與承力外殼的內壁轉動連接；高精度承力螺母的上段設有外螺紋，承力鎖緊螺母與高精度承力螺母第一級圓桶的上段螺紋連接，並將第一軸承壓緊固定；高精度承力螺母的第二級圓桶同軸嵌套於承力外殼的第二級圓桶內；高精度承力螺母的第二級圓桶的內壁通過第二軸承與輸入空心軸頂端的外壁轉動連接;
[0009]所述諧波減速器包括輸出鋼輪、固定鋼輪、柔輪、第一諧波發生器和第二諧波發生器，輸出鋼輪的頂端與高精度承力螺母的底端固連，輸出鋼輪的內壁與柔輪的上段外壁齒輪嚙合；固定鋼輪的下部為法蘭結構，固定鋼輪的法蘭上端面與承力外殼的下端固連，固定鋼輪的法蘭下端面與承力座的頂端固連；柔輪的下段外壁與固定鋼輪的內壁齒輪嚙合，柔輪的內壁分別通過第一諧波發生器和第二諧波發生器與輸入空心軸中段的外壁轉動連接；隔套套在輸入空心軸的中段，隔套的上端與第一諧波發生器連接，隔套的下端與第二諧波發生器連接；
[0010]所述承力座為二級圓桶結構，力矩電機定子的外壁與承力座的第一級圓桶內壁固連；輸入空心軸套在直動杆的中下段外側；輸入空心軸外壁中段與力矩電機的轉子內壁固連，輸入空心軸外壁下段通過第三軸承與承力座的第二級圓桶內壁轉動連接；
[0011]所述防塵蓋與承力座的底端固連，導向軸與防塵蓋同軸固連；所述導向套的外側壁與直動杆的盲孔的下段固連，導向套的內側壁與導向軸的外側型面配合，其二者形成移動副。
[0012]本發明的有益效果是:該高精度重載直線驅動裝置同時具備結構緊湊、佔用空間小、承載力大、行程長、精度高等優點，可廣泛適用於類似大型精密光學設備在進行模擬真空環境的地面裝校重載荷微距位移實驗等對位移精度和承載力都提出較高要求的各種應用場合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置的軸向剖面圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0015]如圖1所示，本發明的光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置包括:直動杆1、導向蓋2、承力鎖緊螺母3、高精度承力螺母4、承力外殼5、諧波減速器6、輸入空心軸7、力矩電機8、隔套9、承力座10、導向軸11、導向套12、防塵蓋13、第一軸承14、第二軸承15和第三軸承16。直動杆I的中段設有外螺紋，直動杆I的內部設有盲孔1-1。導向蓋2的上端面設有貫通的中心孔，直動杆I穿過導向蓋2的中心孔，二者形成同軸的移動副，導向蓋2與承力外殼5的頂端固連，將承力外殼5的頂端封閉。
[0016]高精度承力螺母4通過內螺紋與直動杆I螺紋連接，高精度承力螺母4和承力外殼5均為二級圓桶結構，高精度承力螺母4的第一級圓桶同軸嵌套於承力外殼5的第一級圓桶內，高精度承力螺母4第一級圓桶的中段通過第一軸承14與承力外殼5的內壁轉動連接。高精度承力螺母4的上段設有外螺紋，承力鎖緊螺母3與高精度承力螺母4第一級圓桶的上段螺紋連接，並將第一軸承14壓緊固定。高精度承力螺母4的第二級圓桶同軸嵌套於承力外殼5的第二級圓桶內。高精度承力螺母4的第二級圓桶的內壁通過第二軸承15與輸入空心軸7頂端的外壁轉動連接。[0017]諧波減速器6包括輸出鋼輪6-1、固定鋼輪6-2、柔輪6_3、第一諧波發生器6_4和第二諧波發生器6-5，輸出鋼輪6-1的頂端與高精度承力螺母4的底端通過螺栓固連，輸出鋼輪6-1的內壁與柔輪6-3的上段外壁齒輪嚙合。
[0018]固定鋼輪6-2的下部為法蘭結構，固定鋼輪6-2的法蘭上端面與承力外殼5的下端固連，固定鋼輪6-2的法蘭下端面與承力座10的頂端固連。柔輪6-3的下段外壁與固定鋼輪6-2的內壁齒輪嚙合，柔輪6-3的內壁分別通過第一諧波發生器6-4和第二諧波發生器6-5與輸入空心軸7中段的外壁轉動連接。隔套9套在輸入空心軸7的中段，隔套9的上端與第一諧波發生器6-4連接，隔套9的下端與第二諧波發生器6-5連接，以便將第一諧波發生器6-4與第二諧波發生器6-5 二者間隔開。
[0019]承力座10為二級圓桶結構，力矩電機8定子的外壁與承力座10的第一級圓桶內壁固連。輸入空心軸7套在直動杆I的中下段外側。輸入空心軸7外壁中段與力矩電機8的轉子內壁固連並受力矩電機8的轉子驅動。輸入空心軸7外壁下段通過第三軸承16與承力座10的第二級圓桶內壁轉動連接。
[0020]防塵蓋13與承力座10的底端固連，導向軸11與防塵蓋13同軸固連。導向套12的外側壁與直動杆I的盲孔1-1的下段固連，導向套12的內側壁與導向軸11的外側型面配合，其二者形成移動副。
[0021]具體應用本發明的光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置時，空心軸7在力矩電機8的轉子驅動下做旋轉運動，空心軸7通過第一諧波發生器6-4和第二諧波發生器6-5驅動柔輪6-3的長軸轉動；柔輪6-3的長軸兩端附近的齒同時與輸出鋼輪6-1和固定鋼輪
6-2嚙合，輸出鋼輪6-1與固定鋼輪6-2內齒齒數相差很少，在柔輪6-3的驅動下，輸出鋼輪6-1以大減速比驅動高精度承力螺母4同步轉動，並通過螺紋驅動直動杆I沿其軸運動。導向套12在導向軸11的約束下，只能沿軸向上下運動，因此，直動杆I也在導向套12的約束下，無法轉動，而只能沿軸向運動。
【權利要求】
1.一種光學裝調用電動高精度重載直線驅動裝置，其特徵在於，該裝置包括直動杆(I)、導向蓋(2)、承力鎖緊螺母(3)、高精度承力螺母(4)、承力外殼(5)、諧波減速器(6)、輸入空心軸(7)、力矩電機(8)、隔套(9)、承力座(10)、導向軸(11)、導向套(12)、防塵蓋(13)、第一軸承(14)、第二軸承(15)、第三軸承(16)，直動杆(I)的中段設有外螺紋，直動杆(I)的內部設有盲孔(1-1);所述導向蓋(2)的上端面設有貫通的中心孔，直動杆(I)穿過導向蓋(2)的中心孔，二者形成移動副，導向蓋(2)與承力外殼(5)的頂端固連； 所述高精度承力螺母(4)通過內螺紋與直動杆I螺紋連接，高精度承力螺母(4)和承力外殼(5)均為二級圓桶結構，高精度承力螺母(4)的第一級圓桶同軸嵌套於承力外殼(5)的第一級圓桶內，高精度承力螺母(4)第一級圓桶的中段通過第一軸承(14)與承力外殼(5)的內壁轉動連接；高精度承力螺母(4)的上段設有外螺紋，承力鎖緊螺母(3)與高精度承力螺母(4)第一級圓桶的上段螺紋連接，並將第一軸承(14)壓緊固定；高精度承力螺母(4)的第二級圓桶同軸嵌套於承力外殼(5)的第二級圓桶內；高精度承力螺母(4)的第二級圓桶的內壁通過第二軸承(15)與輸入空心軸(7)頂端的外壁轉動連接； 所述諧波減速器(6)包括輸出鋼輪(6-1)、固定鋼輪(6-2)、柔輪(6-3)、第一諧波發生器(6-4)和第二諧波發生器(6-5)，輸出鋼輪(6-1)的頂端與高精度承力螺母(4)的底端固連，輸出鋼輪(6-1)的內壁與柔輪(6-3)的上段外壁齒輪嚙合；固定鋼輪(6-2)的下部為法蘭結構，固定鋼輪(6-2)的法蘭上端面與承力外殼(5)的下端固連，固定鋼輪(6-2)的法蘭下端面與承力座(10)的頂端固連；柔輪(6-3)的下段外壁與固定鋼輪(6-2)的內壁齒輪嚙合，柔輪(6-3)的內壁分別通過第一諧波發生器(6-4)和第二諧波發生器(6-5)與輸入空心軸(7)中段的外壁轉動連接；隔套(9)套在輸入空心軸(7)的中段，隔套(9)的上端與第一諧波發生器(6-4)連接，隔套(9)的下端與第二諧波發生器(6-5)連接； 所述承力座(10)為二級圓桶結構，力矩電機(8)定子的外壁與承力座(10)的第一級圓桶內壁固連；輸入空心軸(7)套在直動杆(I)的中下段外側；輸入空心軸(7)外壁中段與力矩電機(8)的轉子內壁固連，輸入空心軸(7)外壁下段通過第三軸承(16)與承力座(10)的第二級圓桶內壁轉動連接； 所述防塵蓋(13)與承力座(10)的底端固連，導向軸(11)與防塵蓋(13)同軸固連；所述導向套(12)的外側壁與直動杆⑴的盲孔(1-1)的下段固連，導向套(12)的內側壁與導向軸(11)的外側型面配合，其二者形成移動副。
【文檔編號】F16H37/02GK103986270SQ201410186851
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】楊會生, 楊利偉, 樊延超, 徐宏 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所