[发明专利]一种大尺度三维空间整体测量定位仪高速回转分体式轴系

说明书

本发明是一种大尺度三维空间整体测量定位仪高速回转分体式轴系，属于测量技术领域，用于连接基站编码器、旋转台面等结构件并传递力矩，提高轴系截面模量、保持整体刚性，在结构层面实现基站负载旋转台面稳定、可靠的高速旋转。高速回转分体式轴系主要部件包括：上轴承内压盖，上轴承外压盖，轴套，主体轴，下轴承内压盖，下轴承外压盖，连接盖。该高速回转分体式轴系靠其内部各分体式管件的结构配合，提高了材料利用率，减轻了总体重量，有效提升了轴系截面模量及刚性，增加了轴系整体装配可调节性，为基站的高速稳定旋转提供了可靠保障。

技术领域

本发明是一种大尺度三维空间整体测量定位仪高速回转分体式轴系，属于测量技术领域。该轴系在保障能够实现结构连接及力矩传递等基本功能的前提下，通过优化轴系结构设计，提高轴系截面模量、保持整体刚性，在一定的负载条件下，从结构层面实现基站轴系稳定、可靠的高速旋转。

技术背景

大尺度三维空间整体测量定位仪主要应用于飞机制造、卫星制造等航空航天领域，汽车、造船以及工业测量等领域，它的主要功能体现在实时监控、移动导航、在线检测、大部件的空间尺寸三维测量以及逆向工程等等。大尺度三维空间整体测量定位仪的基站是测量的核心部件，根据基站的测量原理，基站需要在工作过程中持续高速、稳定的连续转动，从而为系统的测量提供安全可靠的输出值。基站的轴系是实现基站稳定性能的核心。

现阶段基站旋转轴系大都采用一体式轴系，选取市场标准轴或定制轴，并通过热胀装配方式，实现轴承与其他结构件的配合。

采用一体式轴系的传统轴系结构，大都使用实心轴，为综合权衡整体重量、安装方式以及刚度的最佳平衡点，往往需要在8～12mm的直径范围内选取使用轴，而根据工作原理，实际使用时，不同基站的转速可能在1200～3000rpm范围内波动，较细的旋转轴在高速旋转的场合具有较低的刚度，由于轴系需要实现连接基站内部其他结构件，要求轴的整体形式为多阶梯形，若采取一体化空心轴的形式，则存在加工难度大、加工周期长、加工经费高等问题，并且，由于一体化轴通常采用热胀装配的方式完成轴系的整体装配，导致装配难度较大，装配过程对操作人员业务水平要求高，受限于热胀装配方式，装配过程中还存在修改、微调困难、轴承预紧力不可控等问题。为解决上述传统一体式实心回转轴系截面模量小、刚性差，传统一体式空心回转轴系加工难度大、周期长，等问题，以及一体式轴系普遍存在的微调困难等问题，研究设计本项高速回转分体式轴系。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术的缺点而设计提供了一种大尺度三维空间整体测量定位仪高速回转分体式轴系，其目的是能够提高轴系截面模量、保持整体刚性，在一定的负载条件下，从结构层面实现基站轴系稳定、可靠的高速旋转。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种大尺度三维空间整体测量定位仪高速回转分体式轴系，其特征在于：主体轴5通过肩部分为上、中、下三段，主体轴5上段滑入上轴承内压盖1的上轴承内压盖环形定位凸台10的内孔中，通过接调整螺钉9实现上轴承内压盖1与主体轴5的紧固连接，主体轴5的上肩部与轴承内压盖环形定位凸台10配合，形成卡紧上轴承内圈的台阶结构Ⅰ，主体轴5下段滑入下轴承内压盖7的下轴承内压盖环形定位凸台12的内孔中，通过接调整螺钉9实现下轴承内压盖7与主体轴5的紧固连接，主体轴5的下肩部与下轴承内压盖环形定位凸台12配合，形成卡紧下轴承内圈的台阶结构Ⅱ；

轴套3内圈为阶梯状结构，轴套3的上端通过接调整螺钉9实现上轴承外压盖2的紧固连接，轴套3的上端的内侧与上轴承外压盖2的上轴承外压盖环形定位凸台11的外侧贴合，轴套3的下通过接调整螺钉9实现下轴承外压盖6的紧固连接，轴套3的下端的内侧与下轴承外压盖6的下轴承外压盖环形定位凸台13的外侧贴合，轴套3的上肩部与上轴承外压盖环形定位凸台11配合，形成卡紧上轴承外圈的台阶结构Ⅲ，轴套3的下肩部与下轴承外压盖环形定位凸台13配合，形成卡紧下轴承外圈的台阶结构Ⅳ；

在上述台阶结构Ⅰ、Ⅲ对应形成和台阶结构Ⅱ、Ⅳ对应形成的安装空间内采用背靠背的方式成对地安装角接触球轴承4。