利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，包括內(nèi)嵌軸、內(nèi)嵌套、渦卷彈簧、兩個(gè)相同的軸承、內(nèi)隔圈、外隔圈、內(nèi)螺母、外螺母、光柵支架、光柵、讀數(shù)頭；內(nèi)嵌軸和內(nèi)嵌套可以通過軸承實(shí)現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)；當(dāng)內(nèi)嵌軸和內(nèi)嵌套相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)嵌軸和內(nèi)嵌套上對應(yīng)位置上面的槽帶動(dòng)渦卷彈簧產(chǎn)生彈性變形，從而使渦卷彈簧對內(nèi)嵌軸組件有反向作用力，也就是在內(nèi)嵌軸和內(nèi)嵌套相對旋轉(zhuǎn)時(shí)阻力增大，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的重力平衡，并且在使用過程中不存在摩擦問題，不會(huì)產(chǎn)生噪聲。
【專利說明】
利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)領(lǐng)域，具體是一種利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)是一種多自由度的非正交坐標(biāo)系測量機(jī)，它仿照人體手臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，將一系列桿件通過關(guān)節(jié)串聯(lián)形式連接起來，具有測量范圍大、方便靈活、精度較高、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行了深入研究，并開發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品，關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)迅速在產(chǎn)品質(zhì)量在線檢測、設(shè)備維修、飛機(jī)裝配、模具設(shè)計(jì)、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，世界上主要關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)生產(chǎn)商，如Cimcore和Romer，其開發(fā)的產(chǎn)品中，平衡機(jī)構(gòu)大多在關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)外部，嚴(yán)重影響坐標(biāo)測量機(jī)的工作適應(yīng)性、性和美觀性。
[0003]當(dāng)前關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)中所使用的平衡裝置多數(shù)都設(shè)置在關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)外部，這就造成在實(shí)際測量過程中，坐標(biāo)測量機(jī)占用空間變大，當(dāng)測量空間較小的時(shí)候，不便于操作測量。專利201120145217.3提出采用氣動(dòng)平衡來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)重力平衡的目的，但這種方法是把氣缸設(shè)置在坐標(biāo)測量機(jī)外部，這就造成在實(shí)際測量過程中，坐標(biāo)測量機(jī)占用空間變大，當(dāng)測量空間較小的時(shí)候，不便于操作測量。專利201010104156.6提出一種基于磁流變液的柔性坐標(biāo)測量機(jī)重力平衡裝置，但是在其裝置中要用到磁流變液變阻尼離合機(jī)構(gòu)，使得坐標(biāo)測量機(jī)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，不利于實(shí)現(xiàn)精確測量。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，以解決現(xiàn)有技術(shù)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)平衡機(jī)構(gòu)存在的問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:包括有管套形的支撐，支撐內(nèi)左端同軸裝配有圓形軸座，軸座右端面向支撐內(nèi)同軸連接有相對軸座擴(kuò)徑的圓套，所述軸座右端面中心同軸連接有從圓套穿出的支撐軸，由軸座、圓套、支撐軸構(gòu)成內(nèi)嵌軸組件，所述圓套內(nèi)裝配有渦卷彈簧，所述渦卷彈簧套在支撐軸外并與支撐軸之間有空隙，圓套側(cè)壁沿軸向開有槽，渦卷彈簧的外端裝配在圓套側(cè)壁的槽中，所述支撐內(nèi)右端同軸裝配有套筒，套筒左端向支撐內(nèi)同軸連接有套管，所述套管伸入圓套內(nèi)的渦卷彈簧內(nèi)圓中，且支撐軸同軸依次穿過套管、套筒后從套筒右端穿出，套管側(cè)壁沿軸向開有槽，所述渦卷彈簧的內(nèi)端裝配在套管側(cè)壁的槽中，由套管、套筒構(gòu)成內(nèi)嵌套組件；
所述套管內(nèi)的支撐軸上、套筒內(nèi)的支撐軸上分別裝配有軸承，兩軸承之間的支撐軸上裝配有隔開兩軸承的隔圈，且隔圈將套筒內(nèi)的軸承隔開至位于套筒右端筒口中，支撐軸從套筒右端穿出的軸身上從左至右依次裝配有螺母、光柵、光柵支架，其中螺母為內(nèi)、外螺母構(gòu)成的同軸雙圈結(jié)構(gòu)，螺母中的內(nèi)螺母螺合安裝在支撐軸上，螺母中的外螺母螺合安裝在套筒右端，由螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承，所述光柵、光柵支架在支撐軸上間隔一定距離，且光柵支架右側(cè)面兩對稱位置分別安裝有讀數(shù)頭。
[0006]所述的利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:支撐軸上兩軸承結(jié)構(gòu)相同，分別由同心的內(nèi)、外圈構(gòu)成，對應(yīng)的兩軸承之間的隔圈亦由同心的內(nèi)、外隔圈構(gòu)成，由隔圈的內(nèi)隔圈隔開兩軸承內(nèi)圈、隔圈的外隔圈隔開兩軸承外圈，所述螺母的內(nèi)螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承內(nèi)圈，螺母的外螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承外圈。
[0007]所述的利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:渦卷彈簧不存在運(yùn)動(dòng)摩擦的問題，在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲。
[0008]本發(fā)明包括內(nèi)嵌軸組件、內(nèi)嵌套組件、渦卷彈簧、兩個(gè)相同的軸承、內(nèi)隔圈和外隔圈構(gòu)成的隔圈、內(nèi)螺母和外螺母構(gòu)成的螺母、光柵支架、光柵、讀數(shù)頭；內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件可以通過軸承實(shí)現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)軸承通過內(nèi)隔圈和外隔圈支撐隔開，內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件上對應(yīng)位置都開有裝配渦卷彈簧的槽，用以裝配渦卷彈簧。
[0009]本發(fā)明中，內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件上對應(yīng)位置都開有裝配渦卷彈簧的槽，用以裝配渦卷彈簧，在內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件上對應(yīng)位置上面的槽帶動(dòng)渦卷彈簧產(chǎn)生彈性變形，從而使渦卷彈簧對內(nèi)嵌軸組件有反向作用力，也就是在內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件相對旋轉(zhuǎn)時(shí)阻力增大，平衡掉一部分重力，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的重力平衡，使關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)在使用過程中更加舒適。
[0010]本發(fā)明中，內(nèi)嵌軸組件和內(nèi)嵌套組件相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，渦卷彈簧產(chǎn)生彈性變形，其扭轉(zhuǎn)力對內(nèi)嵌軸組件的運(yùn)動(dòng)方向是正好相反的，所以這個(gè)作用力完全用來克服關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的重力，不會(huì)對其他部件產(chǎn)生影響，也就不會(huì)影響關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度。
[0011]本發(fā)明提供了利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，減小測量機(jī)由于自重產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形，減輕測量者的測量強(qiáng)度，提高關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的工作適應(yīng)性、性和美觀性。
[0012]本發(fā)明具有的有益效果是:
1、渦卷彈簧不存在運(yùn)動(dòng)摩擦的問題，在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲。
[0013]2、減小測量機(jī)由于自重產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形。
[OOM] 3、減輕測量者的測量強(qiáng)度。
[0015]4、將平衡裝置有效地設(shè)置在關(guān)節(jié)內(nèi)，減小關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)占用空間，提高關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的工作適應(yīng)性、性和美觀性。
【附圖說明】
[0016]圖1是關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)示意圖。
[0017]圖2是關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)擺動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)部爆炸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參見圖1、圖2所示，利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，包括有管套形的支撐，支撐內(nèi)左端同軸裝配有圓形軸座4.1，軸座4.1右端面向支撐內(nèi)同軸連接有相對軸座4.1擴(kuò)徑的圓套4.2，軸座4.1右端面中心同軸連接有從圓套4.2穿出的支撐軸4.3，由軸座4.1、圓套4.2、支撐軸4.3構(gòu)成內(nèi)嵌軸組件4，圓套4.2內(nèi)裝配有渦卷彈簧5，渦卷彈簧5套在支撐軸4.3外并與支撐軸4.3之間有空隙，圓套4.2側(cè)壁沿軸向開有槽4.4，渦卷彈簧5的外端5.1裝配在圓套4.2優(yōu)壁的槽4.4中，支撐內(nèi)右端同軸裝配有套筒6.2，套筒6.2左端向支撐內(nèi)同軸連接有套管6.1，套管6.1伸入圓套4.2內(nèi)的渦卷彈簧5內(nèi)圓中，且支撐軸4.3同軸依次穿過套管6.1、套筒6.2后從套筒6.2右端穿出，套管6.1li壁沿軸向開有槽6.3，渦卷彈簧5的內(nèi)端5.2裝配在套管6.1側(cè)壁的槽6.3中，由套管6.1、套筒6.2構(gòu)成內(nèi)嵌套組件6;
套管6.1內(nèi)的支撐軸4.3上、套筒6.2內(nèi)的支撐軸4.3上分別裝配有軸承7、10，兩軸承7、10之間的支撐軸4.3上裝配有隔開兩軸承7、10的隔圈，且隔圈將套筒6.2內(nèi)的軸承10隔開至位于套筒6.2右端筒口中，支撐軸4.3從套筒6.2右端穿出的軸身上從左至右依次裝配有螺母、光柵13、光柵支架14，其中螺母為內(nèi)、外螺母12、11構(gòu)成的同軸雙圈結(jié)構(gòu)，螺母中的內(nèi)螺母12螺合安裝在支撐軸4.3上，螺母中的外螺母11螺合安裝在套筒6.2右端，由螺母壓緊套筒6.2右端內(nèi)的軸承10，光柵13、光柵支架14在支撐軸4.3上間隔一定距離，且光柵支架14右側(cè)面兩對稱位置分別安裝有讀數(shù)頭15、16。
[0019]支撐軸上4.3兩軸承7、10結(jié)構(gòu)相同，分別由同心的內(nèi)、外圈構(gòu)成，對應(yīng)的兩軸承7、10之間的隔圈亦由同心的內(nèi)、外隔圈9、8構(gòu)成，由隔圈的內(nèi)隔圈9隔開兩軸承7、10內(nèi)圈、隔圈的外隔圈8隔開兩軸承7、10外圈，螺母的內(nèi)螺母12壓緊套筒6.2右端內(nèi)的軸承10內(nèi)圈，螺母的外螺母11壓緊套筒6.2右端內(nèi)的軸承10外圈。
[0020]渦卷彈簧5不存在運(yùn)動(dòng)摩擦的問題，在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲。
[0021]本發(fā)明裝配在關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，包括三個(gè)擺動(dòng)關(guān)節(jié)1、2、3。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明關(guān)節(jié)包括內(nèi)嵌軸組件4，內(nèi)嵌套組件6，渦卷彈簧5，兩個(gè)相同的軸承7、10，內(nèi)隔圈9，外隔圈8，內(nèi)螺母12，外螺母11，光柵支架14，光柵13，讀數(shù)頭15、16;內(nèi)嵌軸組件4和內(nèi)嵌套組件6之間有兩個(gè)軸承7、10，兩個(gè)軸承7、10通過內(nèi)隔圈9和外隔圈8隔開，通過兩個(gè)軸承7、10，內(nèi)嵌軸組件4和內(nèi)嵌套組件6可以相對旋轉(zhuǎn)，利用內(nèi)螺母12和外螺母11壓緊軸承10的內(nèi)圈和外圈，將光柵13安裝在內(nèi)嵌軸組件4的一端，光柵支架14安裝在光柵13的一側(cè)，固定在內(nèi)嵌套組件6上，將讀數(shù)頭15、16安裝在光柵支架14上，光柵13與光柵支架14是有一定的距離的；內(nèi)嵌軸組件4和內(nèi)嵌套組件6上對應(yīng)位置上面的槽帶動(dòng)渦卷彈簧5產(chǎn)生彈性變形，從而使渦卷彈簧對內(nèi)嵌軸組件4有反向作用力，也就是在內(nèi)嵌軸組件4和內(nèi)嵌套組件6做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，阻力逐漸增大，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的重力平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:包括有管套形的支撐，支撐內(nèi)左端同軸裝配有圓形軸座，軸座右端面向支撐內(nèi)同軸連接有相對軸座擴(kuò)徑的圓套，所述軸座右端面中心同軸連接有從圓套穿出的支撐軸，由軸座、圓套、支撐軸構(gòu)成內(nèi)嵌軸組件，所述圓套內(nèi)裝配有渦卷彈簧，所述渦卷彈簧套在支撐軸外并與支撐軸之間有空隙，圓套側(cè)壁沿軸向開有槽，渦卷彈簧的外端裝配在圓套側(cè)壁的槽中，所述支撐內(nèi)右端同軸裝配有套筒，套筒左端向支撐內(nèi)同軸連接有套管，所述套管伸入圓套內(nèi)的渦卷彈簧內(nèi)圓中，且支撐軸同軸依次穿過套管、套筒后從套筒右端穿出，套管側(cè)壁沿軸向開有槽，所述渦卷彈簧的內(nèi)端裝配在套管側(cè)壁的槽中，由套管、套筒構(gòu)成內(nèi)嵌套組件； 所述套管內(nèi)的支撐軸上、套筒內(nèi)的支撐軸上分別裝配有軸承，兩軸承之間的支撐軸上裝配有隔開兩軸承的隔圈，且隔圈將套筒內(nèi)的軸承隔開至位于套筒右端筒口中，支撐軸從套筒右端穿出的軸身上從左至右依次裝配有螺母、光柵、光柵支架，其中螺母為內(nèi)、外螺母構(gòu)成的同軸雙圈結(jié)構(gòu)，螺母中的內(nèi)螺母螺合安裝在支撐軸上，螺母中的外螺母螺合安裝在套筒右端，由螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承，所述光柵、光柵支架在支撐軸上間隔一定距離，且光柵支架右側(cè)面兩對稱位置分別安裝有讀數(shù)頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:支撐軸上兩軸承結(jié)構(gòu)相同，分別由同心的內(nèi)、外圈構(gòu)成，對應(yīng)的兩軸承之間的隔圈亦由同心的內(nèi)、外隔圈構(gòu)成，由隔圈的內(nèi)隔圈隔開兩軸承內(nèi)圈、隔圈的外隔圈隔開兩軸承外圈，所述螺母的內(nèi)螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承內(nèi)圈，螺母的外螺母壓緊套筒右端內(nèi)的軸承外圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用內(nèi)置渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)重力平衡的擺動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:渦卷彈簧不存在運(yùn)動(dòng)摩擦的問題，在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生噪聲。
【文檔編號(hào)】G01B21/00GK105841649SQ201610349070
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】于連棟, 劉寧寧, 趙會(huì)寧, 賈華坤, 李維詩
【申請人】合肥工業(yè)大學(xué)