一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，由大連接支架、小連接支架、十字軸、左軸承座、右軸承座、軸承和旋轉(zhuǎn)變壓器組成，其中十字軸分為長軸和短軸兩個軸，長軸兩端通過一對軸承與左軸承座和右軸承座相連，并有軸承內(nèi)外鎖緊圈鎖緊，軸承座通過螺釘與大連接支架相連，大連接支架可以繞十字軸的長軸旋轉(zhuǎn)，十字軸的短軸通過另一對軸承與左軸承座和右軸承座相連，并有軸承內(nèi)外鎖緊圈鎖緊，軸承座通過螺釘與小連接支架相連，小連接支架可以繞十字軸的短軸旋轉(zhuǎn)，在長軸和短軸的兩端分別安裝一個旋轉(zhuǎn)變壓器，用于測量旋轉(zhuǎn)角度位置信息。本發(fā)明解決由于裝配問題帶來的精度較低問題和容易產(chǎn)生斷裂的問題。
【專利說明】一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，屬于航天器結構和機構【技術領域】?！颈尘凹夹g】
[0002]目前所用的萬向節(jié)主要有兩種形式，一種是采用球頭形式的關節(jié)作為萬向節(jié)的活動關節(jié)，這種形式的萬向節(jié)活動范圍靈活，各個方面都可以運動，但是這種結構的關節(jié)很難通過直接的角度測量來表述各個方向的運轉(zhuǎn)位置，這對于在航天器上需要實時知道具體角位置信息的需求是不可以忍受的。另外這種結構形式的萬向節(jié)由于采用球頭關節(jié)的形式，因此其關節(jié)間的間隙無法消除，并且摩擦力偏大。上述的結構形式如CN201010204468.4球頭萬向節(jié)及使用該萬向節(jié)的單螺桿泵中所述。另外一種常見的形式是采用球形銷軸形式或者是采用螺紋軸的形式，這種形式的十字軸是一個組裝式結構，有四個銷軸(或螺紋軸)與中間的球形塊或中心塊組成，如CN201120432523.5_所述的萬向節(jié)和CN201120510601.9所述的一種航天器用萬向節(jié)。這種結構形式的萬向節(jié)由于十字軸采用的是組裝形式，因此整個萬向節(jié)的精度很難保證，兩個軸之間的相互耦合角度，同時由于采用螺紋軸或銷軸的形式，因此使用時容易產(chǎn)生斷裂，使用壽命較短等的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術解決問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，解決由于裝配問題帶來的精度較低問題和容易產(chǎn)生斷裂的問題，同時采用一體式十字軸承，可以最大程度的降低兩個旋轉(zhuǎn)副之間的耦合影響，本發(fā)明可以方便的添加測角環(huán)節(jié)，可以實時獲取兩個旋轉(zhuǎn)方向的角度信息，適合用于航天器上需要實時獲取位置信息的指向類機構。
[0004]本發(fā)明的技術解決方案是:
[0005]—種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，包括:大連接支架、小連接支架、左軸承座、軸承外鎖緊圈、軸承內(nèi)鎖緊圈、十字軸，軸承、右軸承座、旋轉(zhuǎn)變壓器定子和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子；
[0006]大連接支架和小連接支架為相似形狀的U型支架，大連接支架和小連接支架的兩個立板開有同軸孔；十字軸為一體式結構，在兩個方向上分別伸出長軸和短軸，長軸和短軸為中空軸，長短軸中間連接結構為立方體結構；長短軸兩端分別通過大連接支架和小連接支架的同軸孔，并通過軸承與左軸承座、右軸承座裝配成一體，左軸承座和右軸承座分別與大連接支架和小連接支架固定在一起，長短軸的兩端分別通過軸承外鎖緊圈和軸承內(nèi)鎖緊圈將軸承在軸向的位置鎖緊固定使得大連接支架和小連接支架可以分別繞十字軸的長軸軸線和短軸軸線進行旋轉(zhuǎn)；長短軸的一端安裝有用于測角的旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器包括旋轉(zhuǎn)變壓器定子和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)變壓器定子固定在右軸承座上，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子直接安裝在與右軸承座同側(cè)的長短軸一端；在十字軸與大連接支架、小連接支架相對旋轉(zhuǎn)運動時，相應的旋轉(zhuǎn)變壓器定子和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子也會相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子根據(jù)旋轉(zhuǎn)不同位置給出的不同信息可以得到長短軸的旋轉(zhuǎn)位置。[0007]所述十字軸與大連接支架、小連接支架的裝配形式如下:先將大連接支架、小連接支架上面的同軸孔分別裝入十字軸的長軸和短軸，之后再把左軸承座和右軸承座裝配到大連接支架和小連接支架上，然后進行兩對軸承的裝配并鎖緊，這時十字軸已經(jīng)可以相對大連接支架和小連接支架進行旋轉(zhuǎn)，最后分別將旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)變壓器定子裝配到十字軸和右軸承座上。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:
[0009](I)本發(fā)明十字軸萬向節(jié)能夠提供高精密的二個自由度運動，兩個旋轉(zhuǎn)自由度可以實現(xiàn)較高的垂直正交性，同時可以對調(diào)整的角度進行精密測量。
[0010](2)本發(fā)明十字軸萬向節(jié)可以實現(xiàn)兩個方向的指向調(diào)節(jié)，可以應用于指向類空間機構和地面指向調(diào)節(jié)機構，這種十字軸萬向節(jié)已經(jīng)應用在離子推力器矢量調(diào)節(jié)機構中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明三維示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明結構示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明大連接支架三維示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明小連接支架三維示意圖；
[0015]圖5為本發(fā)明十字軸三維示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的結構組成和工作原理
[0017]如圖1、2所示，本發(fā)明一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，包括:大連接支架1、小連接支架2、左軸承座3、軸承外鎖緊圈4、軸承內(nèi)鎖緊圈5、十字軸6，軸承7、右軸承座8、旋轉(zhuǎn)變壓器定子9、旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10 ；
[0018]如圖3、4、5所示，大連接支架I和小連接支架2為相似形狀的U型支架，大連接支架I和小連接支架2的兩個立板開有同軸孔；如圖5所示，十字軸6為一體式結構，在兩個方向上分別伸出長軸和短軸，長軸和短軸為中空軸，長短軸中間連接結構為立方體結構；如圖2所示，長短軸兩端分別通過大連接支架I和小連接支架2的同軸孔后，并通過軸承7將十字軸6與左軸承座3和右軸承座8裝配成一體，左軸承座3和右軸承座8分別通過螺釘與大連接支架I和小連接支架2固定在一起，長短軸的兩端分別通過軸承外鎖緊圈4和軸承內(nèi)鎖緊圈5將軸承7在軸向的位置鎖緊固定，因此大連接支架I可以繞十字軸6的長軸軸線進行旋轉(zhuǎn)，小連接支架2可以繞十字軸6的短軸軸線進行旋轉(zhuǎn)，長短軸的一端安裝有用于測角的旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器包括旋轉(zhuǎn)變壓器定子9和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10，旋轉(zhuǎn)變壓器定子9固定在右軸承座8上右軸承座8有安裝旋轉(zhuǎn)變壓器的安裝孔，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10直接安裝在與右軸承座8同測的長短軸一端；在十字軸6與大連接支架1、小連接支架2相對旋轉(zhuǎn)運動時，相應的旋轉(zhuǎn)變壓器定子9和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10也會相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10根據(jù)旋轉(zhuǎn)不同位置給出的不同信息可以得到長短軸的旋轉(zhuǎn)位置如:相對于小連接支架2旋轉(zhuǎn)時，安裝于長軸的相應旋轉(zhuǎn)變壓器定子9和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10根據(jù)旋轉(zhuǎn)不同位置給出的不同信息可以得到長軸方向的旋轉(zhuǎn)位置；
[0019]十字軸6與大連接支架1、小連接支架2的裝配形式如下:由于帶角度測量的十字軸萬向節(jié)采用的一體式十字軸，因此兩個軸的裝配精度高，兩個軸的垂直相交度也可以提高，但是裝配過程需要進行調(diào)整。裝配時需要先將大連接支架1、小連接支架2上面的同軸孔分別裝入十字軸6的長軸和短軸，之后再把左軸承座3和右軸承座8裝配到大連接支架I和小連接支架2上，然后進行兩對軸承的裝配并鎖緊，這時十字軸6已經(jīng)可以相對大連接支架I和小連接支架2進行旋轉(zhuǎn)，最后分別將旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子10和旋轉(zhuǎn)變壓器定子9裝配到十字軸6和右軸承座8上。
[0020]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，其特征在于包括:大連接支架(I)、小連接支架(2 )、左軸承座(3 )、軸承外鎖緊圈(4 )、軸承內(nèi)鎖緊圈(5 )、十字軸(6 )，軸承(7 )、右軸承座(8 )、旋轉(zhuǎn)變壓器定子(9 )和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10 ); 大連接支架(I)和小連接支架(2)為相似形狀的U型支架，大連接支架(I)和小連接支架(2)的兩個立板開有同軸孔；十字軸(6)為一體式結構，在兩個方向上分別伸出長軸和短軸，長軸和短軸為中空軸，長短軸中間連接結構為立方體結構；長短軸兩端分別通過大連接支架(I)和小連接支架(2)的同軸孔，并通過軸承(7)與左軸承座(3)、右軸承座(8)裝配成一體，左軸承座(3)和右軸承座(8)分別與大連接支架(I)和小連接支架(2)固定在一起，長短軸的兩端分別通過軸承外鎖緊圈(4)和軸承內(nèi)鎖緊圈(5)將軸承(7)在軸向的位置鎖緊固定使得大連接支架(I)和小連接支架(2)可以分別繞十字軸(6)的長軸軸線和短軸軸線進行旋轉(zhuǎn)；長短軸的一端安裝有用于測角的旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器包括旋轉(zhuǎn)變壓器定子(9 )和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10 )，旋轉(zhuǎn)變壓器定子(9 )固定在右軸承座(8 )上，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10)直接安裝在與右軸承座(8)同側(cè)的長短軸一端；在十字軸(6)與大連接支架(I)、小連接支架(2)相對旋轉(zhuǎn)運動時，相應的旋轉(zhuǎn)變壓器定子(9)和旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10)也會相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10)根據(jù)旋轉(zhuǎn)不同位置給出的不同信息可以得到長短軸的旋轉(zhuǎn)位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶角度測量的十字軸萬向節(jié)，其特征在于:所述十字軸(6)與大連接支架(I)、小連接支架(2)的裝配形式如下:將大連接支架(I)、小連接支架(2)上面的同軸孔分別裝入十字軸(6)的長軸和短軸，之后再把左軸承座(3)和右軸承座(8)裝配到大連接支架(I)和小連接支架(2)上，然后進行兩對軸承的裝配并鎖緊，這時十字軸(6 )已經(jīng)可以相對大連接支架(I)和小連接支架(2 )進行旋轉(zhuǎn)，最后分別將旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子(10)和旋轉(zhuǎn)變壓器定子(9)裝配到十字軸(6)和右軸承座(8)上。
【文檔編號】F16D3/26GK103953659SQ201410138640
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】李曉輝, 孫靜, 王斌, 張強, 劉繼奎, 高益軍, 王友平, 于國慶, 國鋒 申請人:北京控制工程研究所