[发明专利]摩擦传动回转驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种回转驱动装置，特别涉及一种具有较高传动分辨力，无反向间隙，能够 使回转运动机构实现高运动平稳度、高复位精度回转的摩擦传动回转驱动装置。

背景技术

光电跟踪系统、大型精密转台等、高精度检测设备等精密光机电系统的运动系统常采用 回转轴系结构作为运动机构。为实现设备回转结构的自动回转运动，需要与回转轴系配合设 计相应的传动系统传递转矩。具体就是将外部执行单元的动力传递到回转轴上，使轴系可以 在电子学系统对外部执行单元的控制下实现高精度、高分辨力回转运动。

针对光电跟踪系统、光学检测设备等精密光学仪器的特殊性，不仅对回转轴系的回转精 度要求很高，对于传动系统的进给分辨力、运动的平稳度、重复定位精度等指标也有极高要 求。

对于精密光机电系统中回转轴系结构的传动，可以理想为绕轴的高精度回转运动形式。 要实现外部电器执行元件的输出动力转化为具有上述特性的回转运动，广泛采用的方式是将 交/直流电机、力矩电机、步进电机等外部执行单元通过对应的连接结构直接串联(直联) 在回转轴系结构中，或通过各种齿轮系统进行动力调配后再传动到回转轴系。对于直联传动 方式，其进给分辨力、运动平稳度、复位精度等技术指标主要取决于电器执行元件的自身性 能，以及电子学控制系统软/硬件的设计水平。对于角秒级的进给分辨力，只有采用进口高 精度电器执行元件再配合复杂的电控系统与特殊细分算法才有可能在保证运动平稳度与高 复位精度的前提下，实现角秒级的进给分辨力。齿轮传动系统常用于各类动力机械的传动装 置中。受国内加工工艺水平以及特种材料研发能力的制约，齿间隙、齿侧隙、反向间隙造成 的非线性空回使这种传动装置虽然理论上可以实现较高的传动分辨力，但无法满足精密仪器 中对高运动平稳度、高复位精度的要求，因此只适用于低精度，大负载，中等分辨力的应用 条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高传动分辨力、无反向间隙，并且能够使回转 运动机构实现高运动平稳度、高复位精度回转的摩擦传动回转驱动装置。

为了解决上述技术问题，本发明的摩擦传动回转驱动装置包括驱动轮组件和摩擦环；所 述驱动轮组件包括步进电机，谐波减速器，联轴器，驰动轮；所述步进电机与谐波减速器构 成动力单元，该动力单元通过电机座与转台基座紧固连接；谐波减速器的输入端与步进电机 的输出轴直接串联，谐波减速器的输出轴通过联轴器与驱动轮的输入端柔性连接；驱动轮与 驱动轮支撑架连接，可以相对于驱动轮支撑架转动；第一预紧力调整座的固定板与转台基座 固定连接；驱动轮支撑架上部通过转轴与第一预紧力调整座的支撑板活动连接，下部通过第 一预紧力调整装置与第一预紧力调整座的固定板连接；驱动轮压紧摩擦环；摩擦环与转台紧 固连接。

步进电机输出轴转动，带动谐波减速器的柔轮产生谐波，使谐波减速器的输出轴转动。 谐波减速器的输出轴通过联轴器带动驱动轮，驱动轮通过摩擦力带动摩擦环转动，从而带动 转台转动。摩擦环与驱动轮之间的预紧压力通过预紧力调整装置调整。

本发明依据滚动摩擦实现动能传输的物理过程，依靠摩擦环与驱动轮之间产生的滚动摩 擦力实现外部执行单元输入的动力转化为轴系回转运动的驱动力；在使回转运动机构实现高 运动平稳度、高复位精度回转的同时，大大降低了电子学控制系统的难度以及电器执行单元 本身的技术指标要求。本发明具有高传动分辨力、无反向间隙的特点，及传动结构紧凑、导 程小、行程大的传动特性，特别适用于大负载高精度回转轴系的驱动。

本发明的摩擦传动回转驱动装置还可以包括两个随动轮组件；所述随动轮组件包括随动 轮支撑架，随动轮，第二预紧力调整座，第二预紧力调整装置；两个随动轮与驱动轮在水平 面呈120度均布在摩擦环的外摩擦面上，并同时压紧摩擦环；随动轮与随动轮支撑架连接， 可以相对于随动轮支撑架转动；第二预紧力调整座的固定板与转台基座固定连接；随动轮支 撑架上部通过转轴与第二预紧力调整座的支撑板活动连接，下部通过第二预紧力调整装置与 第二预紧力调整座的固定板连接。当驱动轮转动时，随动轮也做对应的回转运动，保证摩擦 环在运动过程中无微小位移与形变。

摩擦环和驱动轮的表面粗糙度应小于等于0.8。在此表面粗糙度条件下，理论计算的转 角分辨力与实际转角分辨力非常接近，传动效率很高。