專利名稱：旋轉角度傳遞測量裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種旋轉角度傳遞測量裝置及其方法，應用于2個發生相對旋轉部件之間的旋轉方向、角度的測量，屬于機械與生產自動化控制領域。
背景技術：
隨著機電設備檢測技術的發展與廣泛應用，相對旋轉或擺轉2個部件之間的角度測量精度的要求也越來越高。通常旋轉角度測量的準確與否，關系著精密部件安裝、測量和運行結果的可控度、可行性。目前的旋轉角度測量通常采用旋轉編碼器，通過2個相對旋轉或擺轉部件之間位置相錯時產生的光電信號進而進行量化與數據反饋。對于體積較大和旋轉角度測量較為精密的設備來說，簡單地在部件端部安裝旋轉編碼器，在扭矩較大的前提下，既易于造成旋轉編碼器的損傷，又不利于旋轉角度的傳遞與精確測量。
發明內容
本發明所述旋轉角度傳遞測量裝置及其方法，在于解決上述現有技術存在的問題而采用2組齒輪組進行傳動測量方法，以實現精確傳遞旋轉方向與角度的測量裝置和工藝。本發明的目的是，采用齒輪間旋轉角度與方向的傳遞，提高2個發生相對旋轉部件之間的角度測量精度。另一發明目的是，針對旋轉編碼器的傳動連接、安裝定位等結構進行改進，以提高旋轉編碼器的測量穩定性，保護旋轉編碼器不受損傷、延長其使用壽命。為實現上述發明目的，所述的旋轉角度傳遞測量裝置連接于旋轉體與座之間，主要包括有在旋轉體上安裝第一齒輪，第一齒輪嚙合連接于套設在一旋轉軸側端的齒輪組，旋轉軸的另一側端，通過聯軸器連接一用于檢測旋轉體旋轉角度的旋轉編碼器， 旋轉編碼器安裝于座，齒輪組包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪。如上述基本方案，在旋轉體相對于座進行旋轉時，旋轉體帶動第一齒輪繞其軸線以相同方向、相同角度進行旋轉。第一齒輪通過輪齒嚙合將旋轉角度傳遞到齒輪組，齒輪組將旋轉方向、角度通過旋轉軸、聯軸器傳遞到旋轉編碼器，通過光電信號檢測而計算出旋轉體實際的旋轉方向、準確的旋轉角度值。齒輪組中包括有至少2個齒輪，主要是針對長時間測量操作后，第一齒輪與齒輪組中齒輪軸線經相互磨損而出現間隙，則直接影響到最終旋轉角度的精確傳遞。2個同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪，可以較好地彌補上述間隙帶來的測量誤差問題。
進一步需要考慮并解決的問題是，經長時間時間后齒輪之間的磨損、或是安裝調試后的定位精度有所降低等條件下，齒輪組中2個齒輪之間齒輪軸線的間隙相應地發生變化，為滿足動態調整齒輪軸線間隙的問題，可以采用如下2個齒輪之間定位結構的改進方案所述的齒輪組包括有同軸連接的第二齒輪、第三齒輪，在第二齒輪上等距地設置有，若干個用于螺接第三齒輪、并且用于調節與第三齒輪的齒輪軸線相互錯開一定角度的長弧形槽孔。當需要調節改變齒輪軸線的間隙時，可將2個齒輪的螺釘松開，沿長弧形槽孔的周向調節2個齒輪之間相互位置的角度，即調整2個齒輪的輪齒相對地錯開一定角度，從而消除齒輪組與第一齒輪的輪齒之間的間隙。調整完畢后，再將螺釘緊固以實現保證齒輪組之間角度傳遞測量的精度。為進一步地保證齒輪組中齒輪之間定位的同軸度，可在第二齒輪上設置有，用于與第三齒輪同軸套接的環形凸臺。更為優化旋轉編碼器傳動連接、安裝定位性能的措施是，所述的旋轉軸通過外部套設的軸承安裝于連接座的支架，旋轉編碼器通過安裝架安裝于支架。基于上述旋轉角度傳遞測量裝置的改進，本發明還提供如下旋轉角度傳遞測量方法。具體地，旋轉體旋轉的同時，旋轉方向與角度通過第一齒輪傳遞至齒輪組。齒輪組包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪。套設在齒輪組上的旋轉軸以相同的旋轉方向和角度進行旋轉，安裝于座的旋轉編碼器測量并反饋旋轉軸的旋轉方向和角度。為實現第一齒輪與齒輪組之間的齒輪軸線間隙能夠動態地加以調整，可采取如下改進方案，齒輪組包括有第二齒輪和第三齒輪，在第二齒輪上，等距地設置有若干個用于螺接固定的長弧形槽孔；松開安裝螺釘，沿長弧形槽孔周向地旋轉第三齒輪，以改變2個齒輪之間齒輪軸線相互錯開的方向和角度。為保證并維持齒輪組中齒輪之間的安裝、旋轉角度測量與傳遞的同軸度，可通過第二齒輪上設置的環形凸臺，第二齒輪與第三齒輪同軸地套接。綜上內容，本發明旋轉角度傳遞測量裝置及其方法具有的優點是1、采用2組齒輪組進行旋轉角度的傳動測量，能夠實現精確傳遞旋轉方向與角度的測量裝置和工藝。2、采用齒輪間旋轉角度與方向的傳遞，能夠提高2個發生相對旋轉部件之間的角度測量精度。3、提高了旋轉編碼器的傳動連接、安裝定位等性能，有利于延長旋轉編碼器的使用壽命。
現結合附圖對本發明做進一步的說明圖1是所述旋轉角度傳遞測量裝置的結構示意圖2是圖1中的I部放大示意圖；圖3是所述第二齒輪的結構示意圖；圖4是所述第三齒輪的結構示意圖；圖5是2個齒輪軸線間隙調整前后的對比示意圖；如圖1至圖5所示，旋轉體1，座2，支架3，第一齒輪10，齒輪組11，第二齒輪12、 第三齒輪13，長弧形槽孔14，環形凸臺15，旋轉軸20，聯軸器21，旋轉編碼器22，軸承23，安裝架M。
具體實施例方式實施例1，如圖1至圖5所示，所述的旋轉角度傳遞測量裝置，連接于旋轉體1與座 2之間。具體地，在旋轉體1上安裝第一齒輪10，第一齒輪10嚙合連接于套設在一旋轉軸20側端的齒輪組11。齒輪組11包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的第二齒輪 12和第三齒輪13。在第二齒輪12上等距地設置有，4個用于螺接第三齒輪13、并且用于調節與第三齒輪13的齒輪軸線相互錯開一定角度的長弧形槽孔14。在第二齒輪12上設置有，用于與第三齒輪13同軸套接的環形凸臺15。在第三齒輪13上等距地設置有4個用于螺接在第二齒輪12上的螺孔。旋轉軸20的另一側端，通過聯軸器21連接一用于檢測旋轉體1旋轉角度的旋轉編碼器22。旋轉軸20通過外部套設的軸承23安裝于連接座2的支架3，旋轉編碼器22通過安裝架M安裝于支架3。在具體測量過程中，旋轉體1旋轉的同時，旋轉方向與角度通過第一齒輪10傳遞至齒輪組11。齒輪組11包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪，套設在齒輪組11上的旋轉軸20以相同的旋轉方向和角度進行旋轉。安裝于座2的旋轉編碼器22測量并反饋旋轉軸20的旋轉方向和角度。當齒輪組11中的第二齒輪12和第三齒輪13的齒輪軸線出現較大的間隙而影響到角度測量精度時，松開安裝螺釘，沿長弧形槽孔14周向地旋轉第三齒輪13，以改變2個齒輪之間齒輪軸線相互錯開的方向和角度。另外，通過第二齒輪12上設置的環形凸臺15，第二齒輪12與第三齒輪13同軸地套接。
權利要求
1.一種旋轉角度傳遞測量裝置，連接于旋轉體(1)與座( 之間，其特征在于在旋轉體(1)上安裝第一齒輪(10)，第一齒輪(10)嚙合連接于套設在一旋轉軸00)側端的齒輪組(11)，旋轉軸00)的另一側端，通過聯軸器連接一用于檢測旋轉體(1)旋轉角度的旋轉編碼器(22)，旋轉編碼器02)安裝于座0)，齒輪組(11)包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪。
2.根據權利要求1所述的旋轉角度傳遞測量裝置，其特征在于齒輪組(11)包括有同軸連接的第二齒輪(12)、第三齒輪(13)，在第二齒輪(1 上等距地設置有，若干個用于螺接第三齒輪(13)、并且用于調節與第三齒輪(13)的齒輪軸線相互錯開一定角度的長弧形槽孔(14)。
3.根據權利要求2所述的旋轉角度傳遞測量裝置，其特征在于在第二齒輪(1 上設置有，用于與第三齒輪(13)同軸套接的環形凸臺(15)。
4.根據權利要求1、2或3所述的旋轉角度傳遞測量裝置，其特征在于所述的旋轉軸 (20)，通過外部套設的軸承安裝于連接座O)的支架(3)；旋轉編碼器02)通過安裝架04)安裝于支架(3)。
5.一種旋轉角度傳遞測量方法，用于測量旋轉體(1)在軸向上相對于座O)的旋轉角度，其特征在于旋轉體(1)旋轉的同時，旋轉方向與角度通過第一齒輪(10)傳遞至齒輪組(11)，齒輪組(11)包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪，套設在齒輪組(11)上的旋轉軸OO)以相同的旋轉方向和角度進行旋轉，安裝于座O)的旋轉編碼器02)測量并反饋旋轉軸OO)的旋轉方向和角度。
6.根據權利要求5所述的旋轉角度傳遞測量方法，其特征在于齒輪組(11)包括有第二齒輪(12)和第三齒輪(13)，第二齒輪(1 上，等距地設置有若干個用于螺接固定的長弧形槽孔(14)；松開安裝螺釘，沿長弧形槽孔(14)周向地旋轉第三齒輪(13)，以改變2個齒輪之間齒輪軸線相互錯開的方向和角度。
7.根據權利要求6所述的旋轉角度傳遞測量方法，其特征在于通過第二齒輪(12)上設置的環形凸臺(15)，第二齒輪(1 與第三齒輪(1 同軸地套接。
全文摘要
本發明所述旋轉角度傳遞測量裝置及其方法，采用2組齒輪組進行傳動測量方法，以實現精確傳遞旋轉方向與角度的測量裝置和工藝。采用齒輪間旋轉角度與方向的傳遞，提高2個發生相對旋轉部件之間的角度測量精度。旋轉角度傳遞測量裝置連接于旋轉體與座之間，包括有在旋轉體上安裝第一齒輪，第一齒輪嚙合連接于套設在一旋轉軸側端的齒輪組，旋轉軸的另一側端，通過聯軸器連接一用于檢測旋轉體旋轉角度的旋轉編碼器，旋轉編碼器安裝于座，齒輪組包括有至少2個相互同軸連接、齒輪軸線相互錯開一定角度的齒輪。
文檔編號G01B21/22GK102401643SQ20101028943
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者寧曉明, 徐薪標, 房偉, 李召峰, 毛維章, 趙明達 申請人:軟控股份有限公司