[发明专利]一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置及限位方法

说明书

本发明涉及一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置及限位方法，属于伺服机构技术领域，解决了现有伺服机构由于重心偏置产生的沿伺服轴线的不可控旋转运动，及伺服机构旋转造成的运动干涉问题。本发明的单片装置包括安装座、凸台和限位块，单片与伺服机构通过螺钉固定，单片通过固定销安装在支耳槽中，凸台上设置对称的两个限位块，两个限位块并列安装在支耳槽中，支耳槽限制限位块沿伺服轴线的转动，最终限制伺服机构沿伺服轴线的转动。单片装置与固定销通过关节轴承连接，不会影响伺服机构前后方向和左右方向的摆动，同时满足伺服机构位移输出的需要。本发明实现了对伺服机构沿伺服轴线的旋转运动的限制，避免了对其他部件的运动干涉。

技术领域

本发明涉及伺服机构技术领域，尤其涉及一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置及限位方法。

背景技术

随着新型电机、滚珠丝杠、谐波减速以及余度技术的出现，电动伺服机构相比液压伺服机构在功率、体积、重量、精确控制等方面都有了很大的提高。但是，为了小型化、轻量化，电动伺服机构存在重心偏置于伺服轴线一侧的问题，这种重心偏置会造成伺服机构出现以伺服轴线为中心线的不受控、不可预测旋转运动，造成严重的运动干涉问题。

现有的技术方案主要有两种，第一种是将重心置于伺服轴线上，消除不平衡状态；第二种是将单个伺服机构分为两部分组合，组合之间通过具有支撑作用的构件连接，消除不平衡状态。此两种方案均为被动解决方案，需增加零部件或者进行重心平衡设计，结构复杂、零部件多，无法实现轻量化、小型化设计。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置及限位方法，用以解决现有伺服机构进行小型化、一体化、轻量化设计后，由于伺服机构存在重心偏置，造成的伺服机构不受控旋转运动的问题，本发明在不增加零部件的前提下，完成对伺服机构旋转自由度的限位，实现伺服机构精确、稳定直线位移推力输出。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置，包括安装座、凸台和限位块；单片装置安装在系统的两个支耳之间；安装座与伺服机构固定连接；支耳能够限制限位块沿伺服轴线转动，单片装置与伺服机构固定连接，进一步实现支耳限制伺服机构以伺服轴线为转动轴旋转；也就是说，限位块用于限制伺服机构以伺服轴线为转动轴的旋转运动。

具体地，凸台上设置有支耳连接孔。

具体地，单片装置与支耳之间通过固定销连接；固定销通过关节轴承安装于支耳连接孔。

具体地，安装座、凸台、限位块为一体结构。

具体地，限位块的纵截面为圆形。

具体地，限位块的直径与两个支耳之间的距离相等。

具体地，限位块对称设置在凸台的两侧，且限位块的圆柱面与支耳的侧面为线接触。

具体地，安装座上设置有安装固定孔；伺服机构的底座上设置与安装固定孔相对应的安装孔；安装座与底座之间通过螺钉固定。

另外，本发明提供一种限制直线伺服机构旋转自由度的单片装置的限位方法，包括以下步骤：

步骤S1：将单片装置的安装固定孔与伺服机构的底座上的安装孔对齐，并通过螺钉将单片结构拧紧固定在底座上；

步骤S2：将固定销穿过支耳连接孔，并通过关节轴承与支耳连接孔连接；

步骤S3：将单片装置通过固定销与两侧的支耳连接固定；

步骤S4：安装完成后，两个限位块并列位于两个支耳之间的支耳槽中，支耳限制两个限位块以伺服轴线为转动轴在支耳槽中转动；当伺服机构有沿伺服轴线旋转的趋势时，两个限位块也会有在支耳槽中转动的趋势，由于支耳对限位块的阻挡，伺服机构不能发生沿伺服轴线的旋转运动。