本發(fā)明涉及建筑施工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種易更換的精確定位裝置及實(shí)施方法。

背景技術(shù)：

目前在機(jī)床或建筑施工設(shè)備領(lǐng)域，高精度的角度定位一般采用編碼器、光柵尺及磁柵尺等角度傳感器。編碼器的應(yīng)用一般安裝在旋轉(zhuǎn)的軸線上，編碼器的軸心需要與旋轉(zhuǎn)體的軸心同軸；若當(dāng)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸線有阻擋或者走線等原因，不能在旋轉(zhuǎn)軸線上直接安裝應(yīng)用編碼器的時候，我們可以選擇采用的環(huán)帶式的光柵尺、磁柵尺及鋼柵尺，但是上述三者都價格非常昂貴且對于安裝精度要求非常高，出現(xiàn)故障或者損壞后，維修或者替換難度大。

編碼器也可以采用機(jī)械轉(zhuǎn)換的方式，通過增加旋轉(zhuǎn)體與之前的機(jī)構(gòu)傳動，然后在增加旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)軸線上安裝編碼器，通過檢測增加旋轉(zhuǎn)體間的旋轉(zhuǎn)角度，然后根據(jù)傳動的比例關(guān)系，間接計算出目標(biāo)物體的旋轉(zhuǎn)角度，但由于對了以及機(jī)械傳動，而傳動一般都有回程誤差和安裝誤差，經(jīng)傳動比例放大后，導(dǎo)致最終的檢測精度不高，甚至無法滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種易更換的精確定位裝置及實(shí)施方法，檢測精度高，維修或者替換方便。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種易更換的精確定位裝置，包括固定在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子上的齒圈、固定在旋轉(zhuǎn)體定子上的齒輪、以及角度傳感器，齒輪與齒圈嚙合，用于檢測齒輪角度的角度傳感器安裝在齒輪的齒輪中心軸上，其特征在于：它還包括固定在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子上用于給齒圈定位的齒圈支座，所述的齒圈支座底部還設(shè)有齒圈安裝塊和齒圈安裝支架，所述的齒圈通過齒圈安裝塊、齒輪安裝支架安裝在齒輪支座上；所述的齒圈由若干段圓弧段構(gòu)成，每個圓弧段的內(nèi)圓柱面上設(shè)有上下布置的光滑表面和齒圈齒，每個圓弧段的分開位置在齒根位置。

按上述裝置，所述的齒圈支座包括環(huán)形支座和支撐支座；其中環(huán)形支座的內(nèi)徑與所述的齒圈的外徑相等；支撐支座設(shè)置在環(huán)形支座的底部，并與環(huán)形支座整體成型；支撐支座上設(shè)有用于與齒圈連接的螺紋孔。

按上述裝置，所述的齒輪上設(shè)有與所述的齒圈齒嚙合的齒輪齒，每個齒輪齒包括2個通過彈簧連接的片狀齒。

按上述裝置，所述的齒輪套在齒輪中心軸上并固定在一起，齒輪中心軸通過壓緊裝置與所述的旋轉(zhuǎn)體定子連接；壓緊裝置包括與齒輪中心軸相對轉(zhuǎn)動連接的齒輪滑塊、壓緊彈簧、以及與所述的旋轉(zhuǎn)體定子固定的齒輪安裝支架；其中齒輪安裝支架上設(shè)有與所述的齒輪滑塊配合的滑槽結(jié)構(gòu)，所述的壓緊彈簧的兩端分別通過彈簧定位銷與齒輪滑塊和齒輪安裝支架連接。

按上述裝置，所述的角度傳感器設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸通過彈性聯(lián)軸器與所述的齒輪中心軸連接；角度傳感器通過豎向編碼器支座和橫向編碼器支座栓接固定在所述的齒輪滑塊上。

一種所述的易更換的精確定位裝置的實(shí)施方法，其特征在于：它包括以下步驟：

s1、將齒圈安裝支架、齒圈安裝塊和齒圈支座依次安裝在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子上固定，固定時調(diào)整齒圈支座的精度；

s2、將若干段圓弧段依次放入齒圈支座中，進(jìn)行固定；固定時利用光滑表面檢測齒圈的內(nèi)圓柱面的跳動；

s3、將齒輪固定在旋轉(zhuǎn)體定子上，使得齒輪與所述的齒圈嚙合；

s4、將角度傳感器固定在齒輪中心軸上；

s5、更換齒圈時，分別卸下若干段圓弧段，再將新的若干段圓弧段依次放入齒圈支座中，進(jìn)行固定；固定時利用光滑表面檢測齒圈的內(nèi)圓柱面的跳動。

按上述方法，所述的齒圈支座包括環(huán)形支座和支撐支座；其中環(huán)形支座的內(nèi)徑與所述的齒圈的外徑相等；支撐支座設(shè)置在環(huán)形支座的底部，并與環(huán)形支座整體成型；支撐支座上設(shè)有用于與齒圈連接的螺紋孔；

所述的s2中將若干段圓弧段依次放入環(huán)形支座中，通過支撐支座上的螺紋孔利用螺釘固定；所述的s5中在更換齒圈時，利用螺紋孔與螺釘之間的頂升拆卸齒圈。

按上述方法，所述的齒輪上設(shè)有與所述的齒圈齒嚙合的齒輪齒，每個齒輪齒包括2個通過彈簧連接的片狀齒；所述的s3安裝齒輪時使用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法進(jìn)行安裝。

按上述方法，所述的齒輪套在齒輪中心軸上并固定在一起，齒輪中心軸通過壓緊裝置與所述的旋轉(zhuǎn)體定子連接；壓緊裝置包括與齒輪中心軸相對轉(zhuǎn)動連接的齒輪滑塊、壓緊彈簧、以及與所述的旋轉(zhuǎn)體定子固定的齒輪安裝支架；其中齒輪安裝支架上設(shè)有與所述的齒輪滑塊配合的滑槽結(jié)構(gòu)，所述的壓緊彈簧的兩端分別通過彈簧定位銷與齒輪滑塊和齒輪安裝支架連接；

所述的s3首先將齒輪、齒輪中心軸、齒輪滑塊、齒輪安裝支架、彈簧定位銷及壓緊彈簧連接成一個組件，然后利用壓緊彈簧的彈性將齒輪壓入到齒圈內(nèi)，再將齒輪安裝支架與旋轉(zhuǎn)體定子連接固定。

本發(fā)明的有益效果為：通過在齒圈外設(shè)置與齒圈精密配合的齒圈支座，能夠防止齒圈在使用過程中變形，保證齒圈的位置精度，從而提高了檢測精度；并且在齒圈更換時無需再重新考慮齒圈的位置精度問題，直接將齒圈卸下、新的齒圈安裝在已經(jīng)精確定位好的齒圈支座上即可，更換方便；由于旋轉(zhuǎn)定子設(shè)置在中間，因此齒圈通常為若干段圓弧段構(gòu)成，通過設(shè)置每個齒圈圓弧段的分開位置為齒根位置，從而保證齒輪嚙合過程中的平穩(wěn)，并且在齒圈齒的上部設(shè)有一圈光滑表面，可以在安裝的時候，方便檢測內(nèi)圓柱面的跳動，從而保證齒圈的安裝精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的整體示意圖。

圖2是本發(fā)明的分解示意圖。

圖3是齒圈的整體示意圖。

圖4是齒圈的分解示意圖。

圖5是齒輪組件的示意圖。

圖6是齒輪組件的分解示意圖。

圖7是齒圈支座示意圖。

圖中：1-旋轉(zhuǎn)體定子、2-旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子、3-齒圈安裝支架、4-齒圈安裝塊、5-齒圈支座、6-圓弧段、7-齒圈固定塊、8-齒圈定位銷、9-齒圈固定螺栓組件、10-齒輪安裝支架、11-下軸承端蓋、12-軸承、13-齒輪、14-齒輪滑塊、15-鍵、16-齒輪中心軸、17-上軸承端蓋、18-豎向編碼器支座、19-彈性聯(lián)軸器、20-角度傳感器、21-橫向編碼器支座、22-彈簧定位銷，23-壓緊彈簧，5-1-環(huán)形支座，5-2-支撐支座，5-3-螺紋孔，6-1-光滑表面，6-2-齒圈齒。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明提供一種易更換的精確定位裝置，如圖1和圖2所示，包括固定在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子2上的齒圈、固定在旋轉(zhuǎn)體定子1上的齒輪13、以及角度傳感器20，齒輪13與齒圈嚙合，用于檢測齒輪13角度的角度傳感器20安裝在齒輪的齒輪中心軸上，還包括固定在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子2上用于給齒圈定位的齒圈支座5，所述的齒圈支座5底部還設(shè)有齒圈安裝塊4和齒圈安裝支架3，所述的齒圈通過齒圈安裝塊4、齒輪安裝支架3安裝在齒輪支座5上；所述的齒圈由若干段圓弧段6構(gòu)成，每個圓弧段6的內(nèi)圓柱面上設(shè)有上下布置的光滑表面6-1和齒圈齒6-2，可以在安裝的時候，方便檢測內(nèi)圓柱面的跳動，從而保證齒圈的安裝精度，如圖3所示，每個圓弧段6的分開位置在齒根位置，從而保證齒輪13嚙合過程中的平穩(wěn)。如圖4所示，本實(shí)施例中，若干段圓弧段6連接時，在連接處通過齒圈固定塊7、齒圈固定銷8和齒圈固定螺栓組件9進(jìn)行連接。

優(yōu)選的，如圖7所示，所述的齒圈支座5包括環(huán)形支座5-1和支撐支座5-2；其中環(huán)形支座5-1的內(nèi)徑與所述的齒圈的外徑相等；支撐支座5-2設(shè)置在環(huán)形支座5-1的底部，并與環(huán)形支座5-1整體成型；支撐支座5-2上設(shè)有用于與齒圈連接的螺紋孔5-3。

優(yōu)選的，所述的齒輪13上設(shè)有與所述的齒圈齒6-2嚙合的齒輪齒，每個齒輪齒包括2個通過彈簧連接的片狀齒，通過雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法來消除齒側(cè)間隙。

進(jìn)一步優(yōu)選的，如圖5和圖6所示，所述的齒輪13套在齒輪中心軸16上并通過鍵15固定在一起，齒輪中心軸16通過壓緊裝置與所述的旋轉(zhuǎn)體定子1連接；壓緊裝置包括與齒輪中心軸16相對轉(zhuǎn)動連接的齒輪滑塊14、壓緊彈簧23、以及與所述的旋轉(zhuǎn)體定子1固定的齒輪安裝支架10；其中齒輪安裝支架10上設(shè)有與所述的齒輪滑塊14配合的滑槽結(jié)構(gòu)，所述的壓緊彈簧23的兩端分別通過彈簧定位銷22與齒輪滑塊14和齒輪安裝支架10連接。本實(shí)施例中，齒輪中心軸16通過軸承12與所述的齒輪滑塊14連接，通過軸承來減小摩擦力，軸承12上下分別設(shè)有上軸承端蓋17和下軸承端蓋11，用于保護(hù)軸承12。

所述的角度傳感器20設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸通過彈性聯(lián)軸器19與所述的齒輪中心軸16連接；角度傳感器20通過豎向編碼器支座18和橫向編碼器支座21栓接固定在所述的齒輪滑塊14上。

上述易更換的精確定位裝置的實(shí)施方法，包括以下步驟：

s1、將齒圈安裝支架3、齒圈安裝塊4和齒圈支座5依次安裝在旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子2上固定，固定時調(diào)整齒圈支座5的精度。一旦確定好了齒圈支座5的位置精度，那么在以后的更換齒圈時，就可以不需要考慮齒圈的位置精度，直接安裝在齒圈支座5上即可，大大降低了安裝和維修替換的難度。

s2、將若干段圓弧段6依次放入環(huán)形支座5-1中，通過支撐支座5-2上的螺紋孔5-3利用螺釘固定；固定時利用光滑表面6-1檢測齒圈的內(nèi)圓柱面的跳動。

s3、將齒輪13固定在旋轉(zhuǎn)體定子1上，使得齒輪13與所述的齒圈嚙合；安裝齒輪13時使用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法進(jìn)行安裝；安裝時首先將齒輪13、齒輪中心軸16、齒輪滑塊14、齒輪安裝支架10、彈簧定位銷22及壓緊彈簧23連接成一個組件，然后利用壓緊彈簧23的彈性將齒輪13壓入到齒圈內(nèi)，再將齒輪安裝支架10與旋轉(zhuǎn)體定子1連接固定。壓緊彈簧23處于壓緊狀態(tài)下，從而可以保證齒輪13與齒圈之間緊密配合，消除齒側(cè)間隙。

s4、將角度傳感器20固定在齒輪中心軸上；

s5、更換齒圈時，利用螺紋孔與螺釘之間的頂升分別拆卸齒圈的若干段圓弧段，再將新的若干段圓弧段依次放入齒圈支座中，進(jìn)行固定；固定時利用光滑表面檢測齒圈的內(nèi)圓柱面的跳動。

本發(fā)明裝置不用安裝旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸心上，適用于軸心線上有阻擋的情況。齒圈安裝在齒圈支座5內(nèi)，齒圈支座5保證齒圈與旋轉(zhuǎn)體的軸心同軸度，齒圈由若干段圓弧段6組成，可以方便齒圈的拆卸和更換。齒輪13通過壓緊彈簧23以及齒輪安裝支架10與齒輪滑塊14的滑槽結(jié)構(gòu)，可以保證齒輪13與齒圈緊密嚙合，消除齒側(cè)間隙，提高檢測精度。本發(fā)明方法安裝更換方便，簡單經(jīng)濟(jì)，精度高，應(yīng)用范圍廣。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的設(shè)計思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。