[实用新型]一种基于密珠轴承的高精度正交回转轴系统

说明书

本实用新型提供了一种基于密珠轴承的高精度正交回转轴系统，包括水平左密珠轴系、水平右密珠轴系和垂直密珠轴系；所述水平左密珠轴系和水平右密珠轴系镜像对称设置，且之间留有空隙，所述水平左密珠轴系和水平右密珠轴系均设在垂直密珠轴系顶部，所述垂直密珠轴系的轴承轴线位于水平左密珠轴系和水平右密珠轴系之间，且和水平左密珠轴系的轴承轴线相互垂直；所述水平左密珠轴系与水平右密珠轴系的轴承小径端部之间用于夹持测量模块。采用本方案，很大程度增加了轴系回转的精度和精密测量仪器的测量精度，还有利于降低热变形对于轴系精度的影响。

技术领域

本实用新型涉及精密测量领域，具体涉及一种基于密珠轴承的高精度正交回转轴系统。

背景技术

高精度正交回转轴系统是精密测量仪器的重要组成部分，尤其是在以激光跟踪仪为代表的大尺寸空间测量仪器设备。国外正交回转轴系统研究已经很成熟，在API、Leica、Faro以及Etalon激光跟踪仪中有着典型应用，而国内在此方面起步较晚。限制高精度正交回转轴系统发展的关键在于高精度正交回转轴系的设计与制造。当前测量仪器中正交回转轴系统多采用普通轴系或圆柱轴系，轴系回转精度较低，严重影响精密测量仪器的测量精度，很大程度上制约了精密测量仪器的发展。在轴系使用过程中由于温度的影响，使正交回转轴系产生较大的热变形，降低了轴系使用寿命和精度。此外，国内研制的正交回转轴系统多用于惯性技术测试设备，轴系结构设计复杂，整体笨重，不利于实现测量仪器的小型化、便携化发展。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种基于密珠轴承的高精度正交回转轴系统，采用本方案，很大程度增加了轴系回转的精度和精密测量仪器的测量精度，还有利于降低热变形对于轴系精度的影响。

本实用新型采用的技术方案为：一种基于密珠轴承的高精度正交回转轴系统，包括水平左密珠轴系、水平右密珠轴系和垂直密珠轴系；

所述水平左密珠轴系、水平右密珠轴系和垂直密珠轴系均包括有轴承座、轴承、第一滚动支撑部、第二滚动支撑部和第三滚动支撑部，所述轴承安装于轴承座的轴承孔内，所述轴承呈台阶型，所述轴承侧面中部设有环形凸肩，所述环形凸肩一侧设有第一滚动支撑部，所述环形凸肩另一侧设有第二滚动支撑部，所述轴承的小轴径和/或大轴径侧面设有第三滚动支撑部，所述轴承可绕自身轴线旋转，所述轴承各轴端和轴承之间均形成T型结构；

所述水平左密珠轴系和水平右密珠轴系对称设置，且之间留有空隙，所述水平左密珠轴系和水平右密珠轴系均设在垂直密珠轴系顶部，所述垂直密珠轴系的轴承轴线位于水平左密珠轴系和水平右密珠轴系之间，且和水平左密珠轴系的轴承轴线相互垂直；所述水平左密珠轴系与水平右密珠轴系的轴承小径端部之间用于夹持测量模块。

本方案具体运作时，水平左密珠轴系和水平右密珠轴系镜像对称设置，且水平左密珠轴系和水平右密珠轴系之间留有空隙，空隙处用于放置测量模块，此时两个轴承均镜像对称，并同轴转动，两个轴承之间夹持测量模块，当两个轴承同轴旋转时，可带动测量模块转动，使测量模块测量数据，其中测量模块可选择激光测量模块等；其中垂直密珠轴系的轴承轴线、水平左密珠轴系和水平右密珠轴的轴承轴线的交点设为原点，此点作为正交回转轴系统使用的基准原点，此基准原点也是测量模块的光轴轴线、水平轴系轴线和垂直轴系轴线的交点，以此原点来建立球坐标系。本方案中的3个轴承均采用台阶形状，且轴承中各轴和轴承布置方式均为T形结构，通过与第一滚动支撑部、第二滚动支撑部和第三滚动支撑部相互配合运动，进而提高轴系回转的精度和精密测量仪器的测量精度；且由第三滚动支撑部实现径向固定，第一滚动支撑部和第二滚动支撑部实现轴向固定，当回转轴系统运动时，由于温度的影响使垂直密珠轴系发生热伸长，由于垂直密珠轴系上部固定，能够避免温度对于水平左密珠轴系和水平右密珠轴系的影响；而水平左密珠轴系左端固定，水平右密珠轴系右端固定，因此温度影响水平左密珠轴系仅能向右端伸长，而水平右密珠轴系仅能向左端伸长，水平左密珠轴系和水平右密珠轴系结构对称，热变形能够相互抵消，因此，该结构还有利于降低热变形对于轴系精度的影响。

进一步优化,所述第一滚动支撑部、第二滚动支撑部和第三滚动支撑部均为密珠轴承。