差动机构式三轴转台制造技术

本实用新型专利技术公开一种差动机构式三轴转台，包括机座、俯仰部件组、差动机构部件组，差动机构部件组与俯仰部件组配合形成俯仰轴、滚动轴、方位轴三个转动轴系，俯仰轴采用独立的驱动单元实现上台面的俯仰转动，滚动轴和方位轴的转动通过差动机构实现，该差动机构具有三个锥齿轮，其中有两个锥齿轮的轴线重合，第三个锥齿轮轴线垂直于前两个锥齿轮的公共轴线且与前两个锥齿轮分别啮合，共轴线的两个锥齿轮分别与对称布置的驱动马达传动连接实现两个锥齿轮的复合运动，从而带动第三个锥齿轮完成两个自由度运动，第三个锥齿轮和上台面连接，这样便实现工作台面的滚动和方位转动。本实用新型专利技术具有结构紧凑，滚动轴和方位轴尺寸小、质量轻的特点，适用于转台领域。

Differential mechanism type three axis turntable

The utility model discloses a differential mechanism of three axis turntable, including frame, pitch components, differential mechanism components, differential mechanism components and pitch components with the formation of the pitch axis, a rolling shaft, a rotating shaft three azimuth axis, pitch axis adopts independent drive unit to realize pitching table rotation, rotation of the rolling axis and azimuth axis through the differential mechanism, the differential mechanism with three bevel gear, which has two bevel gear axes, third bevel gear axis perpendicular to the first two bevel gear and a common axis with the first two bevel gear meshing respectively, two bevel gear axis drive motor drive with the symmetrical arrangement of the connecting two bevel gear composite motion, thus the third bevel gears driven by the completion of two degrees of freedom movement, third bevel gear and connected on the table, the The paper realizes the rolling and azimuth rotation of the worktable. The utility model has the advantages of compact structure, small size and light weight of a rolling shaft and a bearing shaft, and is suitable for the field of the turntable.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于惯性导航和制导系统仿真试验的一种三轴转台，具体涉及一种具有自稳定和调节目标负载空间姿态的差动机构式三轴转台。
技术介绍
目前，大多的三轴转台本体机械系统由三个框架和机座两大部分组成，主要为负载提供安装基准和实现滚动、俯仰、方位三轴系回转运动，所以它能够在地面上真实的模拟飞行器、导弹等的各种飞行姿态，对其元件和系统进行测试，避免了进行昂贵的实物试验，通过模拟可以对其过程进行预测和重复，为实物的研制奠定了坚实的基础。就其机械结构来看大多数采用实轴串联构型，每个轴系配上独立的驱动单元，从而实现目标负载的空间姿态调节。例如授权公告号为CN103606737B的中国专利公开了一种三轴转台，通过下方位转盘、上方位转盘、俯仰轴及各自的连接传动结构，可实现三轴方向的姿态变换。再比如专利号为201220751996.6的中国专利公开了一种电动三轴转台，其底座通过导电滑环与旋转架相连，旋转架上设有转台模块，可实现自由调整角度，定位精度高。但是，这类转台存在普遍的问题是结构不够紧凑，每个轴系都必须附加一套驱动单元，这势必会增大该轴系的空间尺寸和质量，阻碍转台性能的提升，尤其是所用的减速器尺寸较大时如蜗轮蜗杆减速器，这一问题就会更加突出。
技术实现思路
为了克服现有转台的单个转轴单元质量尺寸大，结构不紧凑的不足，本专利技术旨在提供一种其转台滚动轴系和方位轴系的质量和尺寸相对较小，结构相对紧凑的差动机构式三轴转台。本专利技术采用的技术方案是：一种差动机构式三轴转台，包括机座、俯仰部件组，所述机座为负载提供安装基准，其特征在于，还包括差动机构部件组，所述差动机构部件组与俯仰部件组配合形成用于实现目标负载的俯仰、滚动、方位转动的俯仰轴、滚动轴、方位轴三个转动轴系；初始状态时，所述的三个转动轴系的轴线相互垂直，俯仰轴轴线与滚动轴轴线位于水平面，方位轴轴线位于竖直面；工作过程中，俯仰轴轴线和滚动轴轴线始终垂直，方位轴轴线和滚动轴轴线始终垂直；所述俯仰轴采用独立的驱动单元实现上台面的俯仰转动；所述滚动轴和方位轴通过差动机构实现上台面的滚动和方位转动，所述差动机构包括差动锥齿轮一、二、三，所述差动齿轮一、三水平对置安装，所述差动锥齿轮二与差动锥齿轮一、三分别啮合，差动锥齿轮一、三的轴线在水平方向重合，差动锥齿轮二的轴线垂直于差动锥齿轮一、三的公共轴线，共轴线的差动锥齿轮一、三分别与对称布置的驱动马达传动连接实现差动锥齿轮一、三的复合运动，从而带动差动锥齿轮二完成两个自由度运动，所述差动锥齿轮二与上台面连接。作为优选，本专利技术所述差动机构的差动锥齿轮一、三用花键分别连接在差动驱动轴一、二上，其转动支撑和驱动由所述俯仰部件组提供，所述差动机构的差动锥齿轮二用花键与差动输出轴一端连接，所述差动输出轴通过差动套杯、差动角接触轴承、差动套杯端盖连接在差动主力板上，构成转动支撑的可动连接，差动输出轴另一端用花键与差动联轴件连接，所述上台面用螺栓固定在差动联轴件上，所述差动部件组左端通过差动转台轴承一、差动隔套一与俯仰机架连接，构成绕滚动轴的转动支撑的动连接，所述差动部件组右端通过差动转台轴承二、差动隔套二与俯仰机架连接，构成绕滚动轴的转动支撑的动连接，当差动锥齿轮一与差动锥齿轮三同速反向旋转时，上台面绕方位轴作方位转动；当差动锥齿轮一与差动锥齿轮三同速同向旋转时，上台面绕滚动轴作滚转运动，正常工作时，需要差动锥齿轮一、三作复合运动来实现滚动轴和方位轴的复合运动。本专利技术的有益效果是：利用差动机构可以实现远距离传动，驱动马达采用对称布置，这样驱动马达安装在滚动轴和方位轴的末端，使滚动轴和方位轴的质量和尺寸都会大幅度减小，从而使转台结构紧凑，动态性能提升。附图说明图1为本专利技术整体效果图。图2为本专利技术的主视图。图3为图2的A-A剖视图。图4为本专利技术的右视图。图5为图4的B-B剖视图。图6为本专利技术的差动机构结构示意图。图中：1-俯仰防护罩一，2-吊环，3-上台面，4-俯仰机架，5-俯仰防护罩二，6-机座架，7-机座伺服电机，8-机座防护罩，9-机座蜗轮蜗杆减速器，10-机座深沟球轴承，11-机座减速器输出轴，12-机座小齿轮，13-机座偏心套，14-机座扇形齿轮，15-机座驱动轴端盖，16-机座驱动轴，17-机座驱动轴轴承，18-机座限位块，19-俯仰涨紧套一，20-俯仰限位块，21-俯仰涨紧套二，22-机座从动轴，23-机座从动轴轴承，24-机座从动轴端盖，25-配重块，26-机座装配孔端盖，27-俯仰小齿轮一，28-俯仰深沟球轴承，29-俯仰减速器输出轴一，30-俯仰大齿轮一，31-俯仰蜗轮蜗杆减速器一，32-俯仰偏心套一，33-俯仰伺服电机一，34-俯仰角接触轴承一，35-俯仰套杯一，36-俯仰套杯二，37-俯仰角接触轴承二，38-俯仰套杯二端盖，39-俯仰伺服电机二，40-俯仰偏心套二，41-俯仰蜗轮蜗杆减速器二，42-俯仰大齿轮二，43-俯仰减速器输出轴二，44-俯仰深沟球轴承二，45-俯仰小齿轮二，46-差动锥齿轮一，47-差动主力板，48-差动转台轴承一，49-差动隔套一，50-差动锥齿轮二，51-差动输出轴，52-差动套杯，53-差动角接触轴承，54-差动套杯端盖，55-差动转台轴承三，56-差动联轴件，57-差动辅助力板，58-差动转台轴承二，59-差动隔套二，60-差动驱动轴二，61-差动锥齿轮锁紧螺母，62-差动锥齿轮三，63-差动驱动轴一，64-差动封盖，I-俯仰轴，Ⅱ-滚动轴，Ⅲ-方位轴。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例的差动机构式三轴转台由三大部分组成，包括机座、俯仰部件组和差动部件组；由机座、俯仰部件组和差动部件组形成俯仰轴Ⅰ、滚动轴Ⅱ、方位轴Ⅲ三个转动轴系，参见图1；三个转动轴系用来实现目标负载的俯仰、滚动、方位转动，机座为负载提供一个安装基准。如图2、图3所示，俯仰机架4与机座之间一端通过俯仰涨紧套一19与机座驱动轴16固连，另一端通过俯仰涨紧套二21与机座从动轴22固连，构成绕俯仰轴Ⅰ转动支撑的动连接。另一方面，机座上的机座小齿轮12驱动固连在机座驱动轴16上的机座扇形齿轮14带动机座驱动轴16转动，从而实现俯仰机架4的±20度范围的俯仰运动。滚动和方位转动的实现方式，如图5、图6所示，这两个运动的实现用到了一个差动机构，该差动机构由差动锥齿轮一46、差动锥齿轮二50、差动锥齿轮三62构成，其中差动锥齿轮二50与上台面3固接并与差动锥齿轮一46和差动锥齿轮三62啮合，而差动锥齿轮一46、差动锥齿轮三62通过传动系统与两个驱动马达相连，形成差动机构。如图6所示，差动部件组左端通过差动转台轴承一48、差动隔套一49与俯仰机架4连接，构成绕滚动轴Ⅱ的转动支撑的动连接，同理差动部件组右端通过差动转台轴承二58、差动隔套二59与俯仰机架4连接，构成绕滚动轴Ⅱ的转动支撑的动连接。当差动锥齿轮一46与差动锥齿轮三62同速反向旋转时，上台面3绕方位轴Ⅲ作方位转动；当差动锥齿轮一46与差动锥齿轮三62同速同向旋转时上台面3绕滚动轴Ⅱ作滚转运动。正常工作时，滚动轴Ⅱ和方位轴Ⅲ的运动都是上述两种运动的组合。通过此差动机构，上台面3能实现±20度范围的滚动和±135度范围的方位转动。如图2、图3所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差动机构式三轴转台，包括机座、俯仰部件组，所述机座为负载提供安装基准，其特征在于，还包括差动机构部件组，所述差动机构部件组与俯仰部件组配合形成用于实现目标负载的俯仰、滚动、方位转动的俯仰轴、滚动轴、方位轴三个转动轴系；初始状态时，所述的三个转动轴系的轴线相互垂直，俯仰轴轴线与滚动轴轴线位于水平面，方位轴轴线位于竖直面；工作过程中，俯仰轴轴线和滚动轴轴线始终垂直，方位轴轴线和滚动轴轴线始终垂直；所述俯仰轴采用独立的驱动单元实现上台面的俯仰转动；所述滚动轴和方位轴通过差动机构实现上台面的滚动和方位转动，所述差动机构包括差动锥齿轮一、二、三，所述差动齿轮一、三水平对置安装，所述差动锥齿轮二与差动锥齿轮一、三分别啮合，差动锥齿轮一、三的轴线在水平方向重合，差动锥齿轮二的轴线垂直于差动锥齿轮一、三的公共轴线，共轴线的差动锥齿轮一、三分别与对称布置的驱动马达传动连接实现差动锥齿轮一、三的复合运动，从而带动差动锥齿轮二完成两个自由度运动，所述差动锥齿轮二与上台面连接。

【技术特征摘要】
1.一种差动机构式三轴转台，包括机座、俯仰部件组，所述机座为负载提供安装基准，其特征在于，还包括差动机构部件组，所述差动机构部件组与俯仰部件组配合形成用于实现目标负载的俯仰、滚动、方位转动的俯仰轴、滚动轴、方位轴三个转动轴系；初始状态时，所述的三个转动轴系的轴线相互垂直，俯仰轴轴线与滚动轴轴线位于水平面，方位轴轴线位于竖直面；工作过程中，俯仰轴轴线和滚动轴轴线始终垂直，方位轴轴线和滚动轴轴线始终垂直；所述俯仰轴采用独立的驱动单元实现上台面的俯仰转动；所述滚动轴和方位轴通过差动机构实现上台面的滚动和方位转动，所述差动机构包括差动锥齿轮一、二、三，所述差动齿轮一、三水平对置安装，所述差动锥齿轮二与差动锥齿轮一、三分别啮合，差动锥齿轮一、三的轴线在水平方向重合，差动锥齿轮二的轴线垂直于差动锥齿轮一、三的公共轴线，共轴线的差动锥齿轮一、三分别与对称布置的驱动马达传动连接实现差动锥齿轮一、三的复合运动，从而带动差动锥齿轮二完成两个自...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建涛，李海利，周玉林，曾达幸，杨彦东，侯雨雷，战磊，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：河北;13