一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺，包括：底座（1）、轉(zhuǎn)臺主體（9）、旋轉(zhuǎn)支架（8）、運動控制與通訊電路板（11）、水平伺服電機（2）、水平限位開關(guān)（10）、水平光電碼盤（15）、俯仰伺服電機（6）、俯仰光電碼盤（12）、電機安裝支架（5）和俯仰限位開關(guān)（13）、輸入同步帶輪（7）、輸出同步帶輪（3）、同步帶（4）、諧波傳動組件和無線收發(fā)器（14）。伺服電機通過光電碼盤位置反饋組成伺服系統(tǒng)，經(jīng)過諧波傳動組件減速之后輸出動力至水平旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和俯仰旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。轉(zhuǎn)臺采用具有極低回程誤差的諧波傳動減速方案在滿足尺寸小載荷高的同時，可保證較高的定位精度和重復定位精度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及伺服定位轉(zhuǎn)臺，特別是一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺。 一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺

【背景技術(shù)】
[0002] 在工程實際應用中，小型伺服位置轉(zhuǎn)臺通常在監(jiān)控行業(yè)的精密設備中用作定位平 臺，在微裝配過程中用作精確調(diào)整零件姿態(tài)的執(zhí)行部件，以及在測控系統(tǒng)中用作基礎平臺 等。但是常規(guī)的伺服定位轉(zhuǎn)臺在尺寸、載荷、精度之間難以達到最佳平衡。常規(guī)的小型伺服 定位轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動方式普遍采用的方案是電機減速后直接驅(qū)動，主要包括底座、轉(zhuǎn)臺主體、旋 轉(zhuǎn)支架、伺服電機、光電碼盤、限位開關(guān)、齒輪減速器和運動控制與通訊電路板。這種方案具 有較好的伺服特性和動態(tài)特性，但是由于這種傳動方式帶來的誤差使得轉(zhuǎn)臺的定位精度和 重復定位精度相對較低，同時在外形尺寸和重量都有嚴格限制的情況下，這種方案也難以 滿足小尺寸大載荷的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺，解決由于常規(guī) 的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺帶來的誤差使得轉(zhuǎn)臺的定位精度和重復定位精度相對較低，同時在外 形尺寸和重量都有嚴格限制的情況下，這種方案也難以滿足小尺寸大載荷的要求的問題。
[0004] 一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺，包括：底座、轉(zhuǎn)臺主體、旋轉(zhuǎn)支架、運 動控制與通訊電路板、水平伺服電機、水平限位開關(guān)、水平光電碼盤、俯仰伺服電機、俯仰光 電碼盤和俯仰限位開關(guān)，還包括：水平諧波傳動組件、俯仰諧波傳動組件、滑動軸承、輸入同 步帶輪、輸出同步帶輪、同步帶、左深溝球軸承、右深溝球軸承、水平傳動軸、俯仰左軸、俯仰 右軸、電機安裝支架、無線收發(fā)器、水平伺服驅(qū)動卡和俯仰伺服驅(qū)動卡；所述水平諧波傳動 組件，包括：波形發(fā)生器A、柔輪A和鋼輪A ;所述俯仰諧波傳動組件，包括：波形發(fā)生器B、柔 輪B和鋼輪B。水平伺服電機置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺主體螺釘安裝，水平伺服電機的輸出 軸與水平傳動軸通過鍵連接，水平傳動軸與波形發(fā)生器A鍵連接，鋼輪A置于轉(zhuǎn)臺主體上并 通過滑動軸承連接，水平限位開關(guān)置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺主體螺釘連接，水平光電碼盤 與水平伺服電機頂部螺釘連接；俯仰伺服電機與電機安裝支架螺釘連接，電機安裝支架置 于轉(zhuǎn)臺主體上并與其螺釘連接，俯仰光電碼盤與俯仰伺服電機頂部螺釘連接，俯仰電機輸 出軸與輸入同步帶輪通過鍵連接，輸入同步帶輪與輸出同步帶輪通過同步帶連接，輸出同 步帶輪與俯仰左軸通過鍵連接，俯仰左軸置于轉(zhuǎn)臺主體上并通過左深溝球軸承連接，同時 俯仰左軸與波形發(fā)生器B鍵連接，鋼輪B與旋轉(zhuǎn)支架螺釘連接，俯仰右軸與旋轉(zhuǎn)支架通過右 深溝球軸承連接，右深溝球軸承置于轉(zhuǎn)臺主體上，俯仰限位開關(guān)置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺 主體螺釘連接，水平伺服驅(qū)動卡置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺主體螺釘連接，俯仰伺服驅(qū)動卡 置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺主體螺釘連接，運動控制與通訊電路板置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺 主體螺釘連接，無線收發(fā)器置于轉(zhuǎn)臺主體上并與轉(zhuǎn)臺主體螺釘連接。
[0005] 轉(zhuǎn)臺工作時，運動控制與通訊電路板通過無線收發(fā)器先接收位置控制指令，指令 分解后分別發(fā)送到水平伺服驅(qū)動卡和俯仰伺服驅(qū)動卡，水平伺服驅(qū)動卡接收指令后驅(qū)動水 平伺服電機帶動波形發(fā)生器A旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器A通過柔輪A帶動鋼輪A旋轉(zhuǎn)，鋼輪A進而 帶動轉(zhuǎn)臺主體水平旋轉(zhuǎn)。俯仰伺服驅(qū)動卡接收指令后驅(qū)動俯仰伺服電機旋轉(zhuǎn)，俯仰伺服電 機帶動輸入同步帶輪旋轉(zhuǎn)，并通過同步帶帶動輸出同步帶輪旋轉(zhuǎn)，輸出同步帶輪通過俯仰 左軸帶動波形發(fā)生器B旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器B通過柔輪B帶動鋼輪B旋轉(zhuǎn)，鋼輪B進而帶動旋 轉(zhuǎn)支架做俯仰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。
[0006] 本轉(zhuǎn)臺采用具有極低回程誤差的諧波傳動減速器可保證較高的定位精度和重復 定位精度，同時轉(zhuǎn)臺驅(qū)動和傳動系統(tǒng)尺寸小、扭矩大、搭載能力強，可以滿足小型轉(zhuǎn)臺應用 場合的定位需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1 一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)圖； 圖2 -種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺的截面圖； 圖3 -種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺的水平諧波傳動組件的分解示意圖； 圖4 一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺的俯仰諧波傳動組件的分解示意圖。
[0008] 1.底座 2.水平伺服電機 3.輸出同步帶輪 4.同步帶 5.電機安裝支 架6.俯仰伺服電機7.輸入同步帶輪8.旋轉(zhuǎn)支架9.轉(zhuǎn)臺主體10.水平限位開關(guān) 11.運動控制與通訊電路12.俯仰光電碼盤13.俯仰限位開關(guān)14.無線收發(fā)器15.水 平光電碼盤16.左深溝球軸承17.俯仰左軸 18.俯仰諧波傳動組件 19.水平伺服驅(qū) 動卡20.俯仰伺服驅(qū)動卡21.右深溝球軸承22.俯仰右軸23.水平諧波傳動組件 24.水平傳動軸25.滑動軸承26.波形發(fā)生器A 27.柔輪A 28.鋼輪A 29.波形發(fā) 生器B 30.柔輪B 31.鋼輪B。

【具體實施方式】
[0009] -種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺，包括：底座1、轉(zhuǎn)臺主體9、旋轉(zhuǎn)支架 8、運動控制與通訊電路板11、水平伺服電機2、水平限位開關(guān)10、水平光電碼盤15、俯仰伺 服電機6、俯仰光電碼盤12和俯仰限位開關(guān)13,還包括：水平諧波傳動組件23、俯仰諧波傳 動組件18、滑動軸承25、輸入同步帶輪7、輸出同步帶輪3、同步帶4、左深溝球軸承16、右深 溝球軸承21、水平傳動軸24、俯仰左軸17、俯仰右軸22、電機安裝支架5、無線收發(fā)器14、水 平伺服驅(qū)動卡19和俯仰伺服驅(qū)動卡20 ;所述水平諧波傳動組件23包括：波形發(fā)生器A26、 柔輪A27和鋼輪A28。所述俯仰諧波傳動組件18,包括：波形發(fā)生器B29、柔輪B30和鋼輪 B31。水平伺服電機11位于轉(zhuǎn)臺主體9上，與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘安裝，水平伺服電機11的輸出 軸與水平傳動軸24通過鍵連接，水平傳動軸24與水平諧波傳動組件23的波形發(fā)生器A26 鍵連接，水平諧波傳動組件23的鋼輪A28置于轉(zhuǎn)臺主體9上并通過滑動軸承18連接，水平 限位開關(guān)2置于轉(zhuǎn)臺主體上9并與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘安裝，水平光電碼盤10與水平伺服電機 2頂部螺釘連接；俯仰伺服電機6與電機安裝支架5螺釘安裝，電機安裝支架5置于轉(zhuǎn)臺主 體9上并與其螺釘連接，俯仰光電碼盤12與俯仰伺服電機6頂部螺釘連接，俯仰伺服電機6 輸出軸與輸入同步帶輪7通過鍵連接，輸入同步帶輪7與輸出同步帶輪3通過同步帶4連 接，輸出同步帶輪3與俯仰左軸17通過鍵連接，俯仰左軸17置于轉(zhuǎn)臺主體9上并通過左深 溝球軸承16連接，同時俯仰左軸17與俯仰諧波傳動組件18的波形發(fā)生器B29鍵連接，俯 仰諧波傳動組件18的鋼輪B31與旋轉(zhuǎn)支架8螺釘連接，俯仰右軸22與旋轉(zhuǎn)支架8通過右 深溝球軸承21連接，右深溝球軸承21置于轉(zhuǎn)臺主體9上，俯仰限位開關(guān)13置于轉(zhuǎn)臺主體 9上并與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘連接，水平伺服驅(qū)動卡19位于轉(zhuǎn)臺主體9上并與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘 連接，俯仰伺服驅(qū)動卡20置于轉(zhuǎn)臺主體上9并與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘連接，運動控制與通訊電 路板11位于轉(zhuǎn)臺主體9上并與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘連接，無線收發(fā)器14置于轉(zhuǎn)臺主體9上并 與轉(zhuǎn)臺主體9螺釘連接。
[0010] 轉(zhuǎn)臺工作時，運動控制與通訊電路板11通過無線收發(fā)器14先接收位置控制指令， 指令分解后分別發(fā)送到水平伺服驅(qū)動卡19和俯仰伺服驅(qū)動卡20,水平伺服驅(qū)動卡19接收 指令后驅(qū)動水平伺服電機2帶動水平諧波傳動組件23的波形發(fā)生器26旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器 A26通過柔輪A27帶動鋼輪A28旋轉(zhuǎn)，鋼輪A28進而帶動轉(zhuǎn)臺主體9水平旋轉(zhuǎn)。俯仰伺服驅(qū) 動卡20接收指令后驅(qū)動俯仰伺服電機6旋轉(zhuǎn)，俯仰伺服電機6帶動輸入同步帶輪7旋轉(zhuǎn)， 并通過同步帶4帶動輸出同步帶輪3旋轉(zhuǎn)，輸出同步帶輪3通過俯仰左軸17帶動俯仰諧波 傳動組件18的波形發(fā)生器B29旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器B29通過柔輪B30帶動鋼輪B31旋轉(zhuǎn)，鋼 輪B31進而帶動旋轉(zhuǎn)支架8做俯仰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于諧波傳動減速的小型伺服定位轉(zhuǎn)臺，包括：底座（1)、轉(zhuǎn)臺主體（9)、旋轉(zhuǎn)支 架（8)、運動控制與通訊電路（11)板、水平伺服電機（2)、水平限位開關(guān)（10)、水平光電碼盤 (15)、俯仰伺服電機（6)、俯仰光電碼盤（12)和俯仰限位開關(guān)（13)，其特征在于還包括：水 平諧波傳動組件（23)、俯仰諧波傳動組件（18)、滑動軸承（25)、輸入同步帶輪（7)、輸出同 步帶輪（3)、同步帶（4)、左深溝球軸承（16)、右深溝球軸承（21)、水平傳動軸（24)、俯仰左 軸（17)、俯仰右軸（22)、電機安裝支架（5)、無線收發(fā)器（14)、水平伺服驅(qū)動卡（19)和俯仰 伺服驅(qū)動卡（20);所述水平諧波傳動組件（23)，包括：波形發(fā)生器A (26)、柔輪A (27)和 鋼輪A (28);所述俯仰諧波傳動組件（18)，包括：波形發(fā)生器B (29)、柔輪B (30)和鋼輪 B (31);水平伺服電機（2)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘安裝，水平伺服電機 (2)的輸出軸與水平傳動軸（24)通過鍵連接，水平傳動軸（24)與波形發(fā)生器A (26)鍵連 接，鋼輪A (28)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并通過滑動軸承（25)連接，水平限位開關(guān)（10)置于轉(zhuǎn) 臺主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘連接，水平光電碼盤（15)與水平伺服電機（2)頂部螺 釘連接；俯仰伺服電機（6)與電機安裝支架（5)螺釘連接，電機安裝支架（5)置于轉(zhuǎn)臺主體 (9)上并與其螺釘連接，俯仰光電碼盤（12)與俯仰伺服電機（6)頂部螺釘連接，俯仰電機輸 出軸與輸入同步帶輪（7)通過鍵連接，輸入同步帶輪（7)與輸出同步帶輪（3)通過同步帶 (4)連接，輸出同步帶輪（3 )與俯仰左軸（17 )通過鍵連接，俯仰左軸（17 )置于轉(zhuǎn)臺主體（9 ) 上并通過左深溝球軸承（16)連接，同時俯仰左軸（17)與波形發(fā)生器B (29)鍵連接，鋼輪B (31)與旋轉(zhuǎn)支架（8)螺釘連接，俯仰右軸（22)與旋轉(zhuǎn)支架（8)通過右深溝球軸承（21)連 接，右深溝球軸承（21)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上，俯仰限位開關(guān)（13)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并與 轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘連接，水平伺服驅(qū)動卡（19)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘 連接，俯仰伺服驅(qū)動卡（20)置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘連接，運動控制與通 訊電路（11)板置于轉(zhuǎn)臺主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘連接，無線收發(fā)器（14)置于轉(zhuǎn)臺 主體（9)上并與轉(zhuǎn)臺主體（9)螺釘連接； 轉(zhuǎn)臺工作時，運動控制與通訊電路（11)板通過無線收發(fā)器（14)先接收位置控制指 令，指令分解后分別發(fā)送到水平伺服驅(qū)動卡（19)和俯仰伺服驅(qū)動卡（20)，水平伺服驅(qū)動卡 (19)接收指令后驅(qū)動水平伺服電機（2)帶動波形發(fā)生器A (26)旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器A (26) 通過柔輪A (27)帶動鋼輪A (28)旋轉(zhuǎn)，鋼輪A (28)進而帶動轉(zhuǎn)臺主體（9)水平旋轉(zhuǎn)；俯 仰伺服驅(qū)動卡（20)接收指令后驅(qū)動俯仰伺服電機（6)旋轉(zhuǎn)，俯仰伺服電機（6)帶動輸入同 步帶輪（7)旋轉(zhuǎn)，并通過同步帶（4)帶動輸出同步帶輪（3)旋轉(zhuǎn)，輸出同步帶輪（3)通過俯 仰左軸（17)帶動波形發(fā)生器B (29)旋轉(zhuǎn)，波形發(fā)生器B (29)通過柔輪B (30)帶動鋼輪B (31)旋轉(zhuǎn)，鋼輪B (31)進而帶動旋轉(zhuǎn)支架（8)做俯仰關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】G05D3/12GK104102232SQ201410311384
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】仲啟亮, 黃伯超 申請人:北京機械設備研究所