[發(fā)明專利]一種大尺度三維空間整體測量定位儀高速回轉(zhuǎn)分體式軸系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810379210.4
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108613649B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉強(qiáng);甘志超;高艷杰;張明華;何溪波;楊超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城航空測控技術(shù)研究所;中航高科智能測控有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發(fā)明是一種大尺度三維空間整體測量定位儀高速回轉(zhuǎn)分體式軸系，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，用于連接基站編碼器、旋轉(zhuǎn)臺(tái)面等結(jié)構(gòu)件并傳遞力矩，提高軸系截面模量、保持整體剛性，在結(jié)構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)基站負(fù)載旋轉(zhuǎn)臺(tái)面穩(wěn)定、可靠的高速旋轉(zhuǎn)。高速回轉(zhuǎn)分體式軸系主要部件包括：上軸承內(nèi)壓蓋，上軸承外壓蓋，軸套，主體軸，下軸承內(nèi)壓蓋，下軸承外壓蓋，連接蓋。該高速回轉(zhuǎn)分體式軸系靠其內(nèi)部各分體式管件的結(jié)構(gòu)配合，提高了材料利用率，減輕了總體重量，有效提升了軸系截面模量及剛性，增加了軸系整體裝配可調(diào)節(jié)性，為基站的高速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)提供了可靠保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種大尺度三維空間整體測量定位儀高速回轉(zhuǎn)分體式軸系，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。該軸系在保障能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)連接及力矩傳遞等基本功能的前提下，通過優(yōu)化軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高軸系截面模量、保持整體剛性，在一定的負(fù)載條件下，從結(jié)構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)基站軸系穩(wěn)定、可靠的高速旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)背景

大尺度三維空間整體測量定位儀主要應(yīng)用于飛機(jī)制造、衛(wèi)星制造等航空航天領(lǐng)域，汽車、造船以及工業(yè)測量等領(lǐng)域，它的主要功能體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)控、移動(dòng)導(dǎo)航、在線檢測、大部件的空間尺寸三維測量以及逆向工程等等。大尺度三維空間整體測量定位儀的基站是測量的核心部件，根據(jù)基站的測量原理，基站需要在工作過程中持續(xù)高速、穩(wěn)定的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為系統(tǒng)的測量提供安全可靠的輸出值。基站的軸系是實(shí)現(xiàn)基站穩(wěn)定性能的核心。

現(xiàn)階段基站旋轉(zhuǎn)軸系大都采用一體式軸系，選取市場標(biāo)準(zhǔn)軸或定制軸，并通過熱脹裝配方式，實(shí)現(xiàn)軸承與其他結(jié)構(gòu)件的配合。

采用一體式軸系的傳統(tǒng)軸系結(jié)構(gòu)，大都使用實(shí)心軸，為綜合權(quán)衡整體重量、安裝方式以及剛度的最佳平衡點(diǎn)，往往需要在8～12mm的直徑范圍內(nèi)選取使用軸，而根據(jù)工作原理，實(shí)際使用時(shí)，不同基站的轉(zhuǎn)速可能在1200～3000rpm范圍內(nèi)波動(dòng)，較細(xì)的旋轉(zhuǎn)軸在高速旋轉(zhuǎn)的場合具有較低的剛度，由于軸系需要實(shí)現(xiàn)連接基站內(nèi)部其他結(jié)構(gòu)件，要求軸的整體形式為多階梯形，若采取一體化空心軸的形式，則存在加工難度大、加工周期長、加工經(jīng)費(fèi)高等問題，并且，由于一體化軸通常采用熱脹裝配的方式完成軸系的整體裝配，導(dǎo)致裝配難度較大，裝配過程對操作人員業(yè)務(wù)水平要求高，受限于熱脹裝配方式，裝配過程中還存在修改、微調(diào)困難、軸承預(yù)緊力不可控等問題。為解決上述傳統(tǒng)一體式實(shí)心回轉(zhuǎn)軸系截面模量小、剛性差，傳統(tǒng)一體式空心回轉(zhuǎn)軸系加工難度大、周期長，等問題，以及一體式軸系普遍存在的微調(diào)困難等問題，研究設(shè)計(jì)本項(xiàng)高速回轉(zhuǎn)分體式軸系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)提供了一種大尺度三維空間整體測量定位儀高速回轉(zhuǎn)分體式軸系，其目的是能夠提高軸系截面模量、保持整體剛性，在一定的負(fù)載條件下，從結(jié)構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)基站軸系穩(wěn)定、可靠的高速旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

該種大尺度三維空間整體測量定位儀高速回轉(zhuǎn)分體式軸系，其特征在于：主體軸5通過肩部分為上、中、下三段，主體軸5上段滑入上軸承內(nèi)壓蓋1的上軸承內(nèi)壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)10的內(nèi)孔中，通過接調(diào)整螺釘9實(shí)現(xiàn)上軸承內(nèi)壓蓋1與主體軸5的緊固連接，主體軸5的上肩部與軸承內(nèi)壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)10配合，形成卡緊上軸承內(nèi)圈的臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅰ，主體軸5下段滑入下軸承內(nèi)壓蓋7的下軸承內(nèi)壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)12的內(nèi)孔中，通過接調(diào)整螺釘9實(shí)現(xiàn)下軸承內(nèi)壓蓋7與主體軸5的緊固連接，主體軸5的下肩部與下軸承內(nèi)壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)12配合，形成卡緊下軸承內(nèi)圈的臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅱ；

軸套3內(nèi)圈為階梯狀結(jié)構(gòu)，軸套3的上端通過接調(diào)整螺釘9實(shí)現(xiàn)上軸承外壓蓋2的緊固連接，軸套3的上端的內(nèi)側(cè)與上軸承外壓蓋2的上軸承外壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)11的外側(cè)貼合，軸套3的下通過接調(diào)整螺釘9實(shí)現(xiàn)下軸承外壓蓋6的緊固連接，軸套3的下端的內(nèi)側(cè)與下軸承外壓蓋6的下軸承外壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)13的外側(cè)貼合，軸套3的上肩部與上軸承外壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)11配合，形成卡緊上軸承外圈的臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅲ，軸套3的下肩部與下軸承外壓蓋環(huán)形定位凸臺(tái)13配合，形成卡緊下軸承外圈的臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅳ；

在上述臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅰ、Ⅲ對應(yīng)形成和臺(tái)階結(jié)構(gòu)Ⅱ、Ⅳ對應(yīng)形成的安裝空間內(nèi)采用背靠背的方式成對地安裝角接觸球軸承4。