本實(shí)用新型涉及微小型雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維步進(jìn)定位機(jī)構(gòu),包括回轉(zhuǎn)零位擋塊、定位板、彈性鐵塊、制動(dòng)電磁鐵 、直線零位擋塊、光纖移動(dòng)導(dǎo)塊、拉緊彈黌、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)、殼體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體、直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、驅(qū)動(dòng)斜塊和直線導(dǎo)軌,本實(shí)用新型是在分區(qū)單元內(nèi)利用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)在狹小的空間尺寸內(nèi)進(jìn)行兩維精密位移、定位，實(shí)現(xiàn)每根光纖在焦平面�
上的無(wú)盲區(qū)穩(wěn)定定位。該結(jié)構(gòu)沒(méi)有間瞭傳動(dòng)，采用制動(dòng)定位方式保證定位的穩(wěn)定性。采用機(jī)械式零位方式以提髙每次開環(huán)控制的準(zhǔn)確程度。具有體積小、結(jié)構(gòu)定位穩(wěn)定、可靠實(shí)用，制作成本較低，維護(hù)方便。結(jié)構(gòu)成熟度髙、可自成一獨(dú)立驅(qū)動(dòng)單元。能應(yīng)用于多點(diǎn)密集記錄 、加工、測(cè)量等領(lǐng)域 。
權(quán)利 要求書
1.微小型雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維步進(jìn)定位機(jī)構(gòu)，包括有：光纖5 、光纖卡扣9 ，其特征在于還包括有：回轉(zhuǎn)零位擋塊1 、定位板2 、彈性鐵塊3 、制動(dòng)電磁鐵4 、直線零位擋塊6 、光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 、拉緊彈簧8 、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)10 、殼體11 、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12 、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13 、直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)14 、絲杠15 、驅(qū)動(dòng)斜塊16和直線導(dǎo)軌17 ，在上述機(jī)構(gòu)中，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)10與殼體11 、固定，殼體11固定于定位板2之上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12位于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13和殼體11之間，轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)10的電機(jī)軸相連，回轉(zhuǎn)零位擋塊1 與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13相連并安裝于殼體11底部的滑道內(nèi)，彈性鐵塊3由彈性片和鐵塊組成，彈性鐵塊3中的彈性片一端固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13之上，彈性鐵� 塊3的鐵塊一端與殼體11的限位點(diǎn)相接觸，位于彈性鐵塊3上方的制動(dòng)電磁鐵4安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13之內(nèi)，制動(dòng)電磁鐵4與彈性鐵塊3相接觸，直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)14固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13之內(nèi)，直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)14的軸與絲杠15的一端相連接，絲杠15的另一端旋入驅(qū)動(dòng)斜塊16的螺孔內(nèi)，直線零位擋塊6固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13之內(nèi)壁，且位于驅(qū)動(dòng)斜塊16運(yùn)動(dòng)位置下端與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13底部相接觸，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7位于直線導(dǎo)軌17之內(nèi)，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 、拉緊彈簧8和直線導(dǎo)軌17位于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13的頂部，拉緊彈簧8位于光纖移動(dòng)導(dǎo)塊1之內(nèi)，拉緊彈簧8的一端固定于光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 ，拉緊彈簧8的另一端固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13上 。
說(shuō)明書
微小型雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維步進(jìn)定位機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域：本實(shí)用新型屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，涉及對(duì)單元式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和擺桿式單電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維步進(jìn)定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn) 。
背景技術(shù)：本實(shí)用新型之前，國(guó)內(nèi)已幵始進(jìn)行這方面的結(jié)構(gòu)研究。其中之一是傳統(tǒng)的單元式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在這種機(jī)構(gòu)中 ，每個(gè)單元設(shè)有一個(gè)兩維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于兩維驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)，且多為間隙傳動(dòng)，空間占用不合理，給光纖定位精度和定位穩(wěn)定性及使用維修帶來(lái)諸多的問(wèn)題。另一種方法，例如：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所的《擺桿式單電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維步進(jìn)定位機(jī)構(gòu)》（申請(qǐng)?zhí)?：21.98.2.26437.3 〉。這種定位機(jī)構(gòu)釆用擺桿式單電機(jī)兩維驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能同時(shí)對(duì)眾多目標(biāo)進(jìn)行位移、定位操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有較高的定位精度，但這種定位方法需較長(zhǎng)的硏制周期，難以滿足使用要求 。
發(fā)明內(nèi)容：本實(shí)用新型的目的是克服背景技術(shù)研制周期長(zhǎng) ，不能滿足實(shí)際使用要求的問(wèn)題，提出采用直接回轉(zhuǎn)與直線的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩維步進(jìn)定位。本實(shí)用新型如圖1所示：由回轉(zhuǎn)零位擋塊 1 、定位板2 、彈性鐵塊3 、制動(dòng)電磁鐵4 、光纖5 、直線零位擋塊6 、光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 、拉緊彈簧8 、光纖卡扣9 、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)10 、殼體11 、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12 、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13 、直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)14 、絲杠15 、驅(qū)動(dòng)斜塊16和直線導(dǎo)軌17組成，在上述機(jī)構(gòu)中，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī) 10與殼體11固定，殼體 11固定于定位板 2之上，動(dòng)軸承 12位于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13和殼體 11之間，轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī) 10的電機(jī)軸相連，回轉(zhuǎn)零位擋塊 1與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13相連并安裝于殼體 11底部的滑道內(nèi)，彈性鐵塊3由彈性片和鐵塊組成，彈性鐵塊3中的彈性片一端固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13之上，彈 性鐵塊3的鐵塊一端與殼體 11的限位點(diǎn)相接觸，位于彈性鐵塊 3 上方的制動(dòng)電磁鐵4安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13之內(nèi)，制動(dòng)電磁鐵4 與彈性鐵塊 3相接觸，直線驅(qū)動(dòng)電機(jī) 14固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13之內(nèi)，直線驅(qū)動(dòng)電機(jī) 14的軸與絲杠 15的一端相連接，絲杠 15的另一端旋入驅(qū)動(dòng)斜塊 16的螵孔內(nèi)，直線零位擋塊 6固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13之內(nèi)壁，且位于驅(qū)動(dòng)斜塊16運(yùn)動(dòng)位置下端與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13 底部相接觸，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊1位于直線導(dǎo)軌 17之內(nèi)，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 、拉緊彈簧8和直線導(dǎo)軌 17位于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13的頂部，拉緊彈簧8位于光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7之內(nèi)，拉緊彈簧8的一端固定于光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 ，拉緊彈簧8的另一端固定于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13上 。
一、本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理 ：
1 、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原理：
回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)與殼體相連固定于定位板上，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)殼體相連接，當(dāng)電機(jī)在360 。范圍內(nèi)做往復(fù)回轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)殼體及位于其頂端的光纖移動(dòng)導(dǎo)塊、拉緊彈簧、光纖卡�
扣和直線導(dǎo)軌在360 。范圍內(nèi)做往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2 、直線運(yùn)動(dòng)原理：
直線驅(qū)動(dòng)減速器及電機(jī)固定安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體之內(nèi)，絲杠的一端固定在其電機(jī)軸之上，絲杠的另一端旋入驅(qū)動(dòng)斜塊的螺孔內(nèi) 。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)斜塊處于零位時(shí)，光纖頂端位于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的圓心處。當(dāng)直線驅(qū)動(dòng)減速器及電機(jī)做正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)將推動(dòng)驅(qū)動(dòng)斜塊上升，而驅(qū)動(dòng)斜塊的斜面將推動(dòng)光纖移動(dòng)導(dǎo)塊連同光纖卡扣沿直線導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)。由于拉緊彈簧的作用，使光纖移動(dòng)導(dǎo)塊始終緊貼在驅(qū)動(dòng)斜塊的斜面上。所以，當(dāng)直線驅(qū)動(dòng)減速器及電機(jī)做反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲杠將使驅(qū)動(dòng)斜塊下降，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊連同光纖卡扣將沿直線導(dǎo)軌向回零方向運(yùn)動(dòng) 。
二、本實(shí)用新型的制動(dòng)原理
為保證機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)加入制動(dòng)結(jié)構(gòu)，釆用斷電制動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)保證定位后的穩(wěn)定性。當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)，制動(dòng)電磁鐵的制動(dòng)線圈通電并產(chǎn)生電磁場(chǎng)，將彈性鐵塊的鐵塊端吸起 ，轉(zhuǎn)動(dòng)殼體可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)停止工作并斷電時(shí)，制動(dòng)電磁鐵的制動(dòng)線圈斷電，電磁場(chǎng)消失，彈性鐵塊的鐵塊端回落與殼體相接觸，由于彈性鐵塊與殼體之間存在摩檫力，從而使旋轉(zhuǎn)定位穩(wěn)定 。�
三、本實(shí)用新型的零位確定原理
為保證每次定位的誤差不累加，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)均加入機(jī)械零位結(jié)構(gòu)，每次光纖定位前回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)需首先回零，然后再進(jìn)行開環(huán)控制驅(qū)動(dòng)定位，以此來(lái)保證和提高每次開環(huán)控制的準(zhǔn)確程度 。
1 、回轉(zhuǎn)零位原理：在殼體的底部側(cè)壁上加工一繞殼體360 。的凹槽滑道，滑道為螺旋式并設(shè)有阻擋結(jié)構(gòu)。在轉(zhuǎn)動(dòng)殼體的底部安裝回轉(zhuǎn)零位擋塊，回轉(zhuǎn)零位擋塊可在凹槽滑道內(nèi)做360 。范圍的往復(fù)滑動(dòng)。回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減速器及電機(jī)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)零位擋塊隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)回轉(zhuǎn)零位擋塊轉(zhuǎn)至滑道的阻擋結(jié)構(gòu)時(shí)，即為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零位位置 。
2 、直線零位原理：將光纖卡扣處于轉(zhuǎn)動(dòng)殼體圓心時(shí)的位置定為直線零位，此時(shí)驅(qū)動(dòng)斜塊也處于零位，在驅(qū)動(dòng)斜塊的底部安裝直線零位擋塊，每次驅(qū)動(dòng)斜塊回落至直線零位擋塊處時(shí)，即為系統(tǒng)的直線運(yùn)動(dòng)的零位位置 。
本實(shí)用新型是在分區(qū)單元內(nèi)利用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)在狹小的空間尺寸內(nèi)進(jìn)行兩維精密位移、定位，實(shí)現(xiàn)每根光纖在焦平面上的無(wú)盲區(qū)穩(wěn)定定位。由于采用拉緊彈簧結(jié)構(gòu)使本實(shí)用新型沒(méi)有間隙傳動(dòng)，釆用制動(dòng)定位方式保證定位的穩(wěn)定性。釆用機(jī)械式零位方式以提高每次開環(huán)控制的準(zhǔn)確程度。具有體積小、結(jié)構(gòu)定位穩(wěn)定、可靠實(shí)用，制作成本較低，維護(hù)方便。結(jié)構(gòu)成熟度高、可自成一獨(dú)立驅(qū)動(dòng)單元。能應(yīng)用于多點(diǎn)密集記錄、加工、測(cè)量等領(lǐng)域 。�
附圖說(shuō)明 ：
圖 1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，摘要附圖亦采用圖1 。
具體實(shí)施例圖 1所示：由回轉(zhuǎn)零位擋塊1 、定位板2 、彈性鐵塊3 、制動(dòng)電磁鐵4 、光纖5 、直線零位擋塊6 、光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7 、拉緊彈簧8 、光纖卡扣9 、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī)10 、殼體11 、轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12 、轉(zhuǎn)動(dòng)殼體13 、直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)14 、絲杠15 、驅(qū)動(dòng)斜塊16 和直線導(dǎo)軌 17組成。本實(shí)用新型采用圓筒形結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)零位擋塊 1釆用 65如材料，定位板 2釆用45# 鋼材料，彈性鐵塊 3釆用10#鋼材料，制動(dòng)電磁鐵4釆用銅制繞線和 10#鋼鐵芯，光纖5可根據(jù)使用要求選用各種光纖，直線零位擋塊6釆用45#鋼材料，光纖移動(dòng)導(dǎo)塊7采用45#鋼，拉緊彈簧8采用651^ ，光纖卡扣9釆用45#鋼，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)電機(jī) 10采用微型步進(jìn)電機(jī)，殼體 11 釆用45#鋼，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 12釆用0級(jí)鋼珠和尼龍保持架，轉(zhuǎn)動(dòng)殼體 13釆用35#鋼，直線驅(qū)動(dòng)電機(jī) 14亦采用微型步進(jìn)電機(jī)，絲杠15.釆用45#鋼，驅(qū)動(dòng)斜塊16釆用962材料，直線導(dǎo)軌17釆用45#鋼材料。
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