本實(shí)用新型屬于計(jì)量用工裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置。

背景技術(shù)：

世界上的臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)是1945年由美國(guó)麻省理工學(xué)院儀表實(shí)驗(yàn)室(MITInstrumentation lab)研制成功的，定為A型轉(zhuǎn)臺(tái)，采用普通滾珠軸承，用交流力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，角位置測(cè)量元件采用滾珠與微動(dòng)開(kāi)關(guān)，由于采用的元件精度比較低，加上沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，該轉(zhuǎn)臺(tái)存在許多缺點(diǎn)，精度也只能達(dá)到角分級(jí)，實(shí)際上沒(méi)有投入使用。隨后，美國(guó)的歐思一伊利諾斯公司的菲克(Fecker)系統(tǒng)分公司又研制出了T-800型伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，它標(biāo)志著美國(guó)的轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新水平。六十年代開(kāi)始對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的重要部件如軸承、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和監(jiān)測(cè)元件進(jìn)行了系統(tǒng)的改進(jìn)，研制成功了專(zhuān)用于轉(zhuǎn)臺(tái)的空氣軸承和液壓軸承，大調(diào)速比、高精度的液壓馬達(dá)和高分辨率的檢測(cè)元件，把轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)水平推向了一個(gè)新臺(tái)階。同時(shí)誕生了一些專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)的公司，如美國(guó)的CGC(Contraves-Goerz Corporation現(xiàn)己改組)公司、Carco公司(Carco Electronics，現(xiàn)已并入歐洲的Acutronic公司)、德國(guó)的MBB公司等。

按照轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)面所復(fù)現(xiàn)的角運(yùn)動(dòng)的自由度區(qū)分，可分為：?jiǎn)屋S，雙軸，三軸及五軸轉(zhuǎn)臺(tái)。其中二維轉(zhuǎn)臺(tái)在工業(yè)和軍事上廣泛應(yīng)用。根據(jù)用途不同雙軸精密伺服轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)形式各不相同，二軸轉(zhuǎn)臺(tái)又可分為地平式、赤道式。地平式又分為U型結(jié)構(gòu)、T型結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)。但無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)它們共同的特點(diǎn)是有兩個(gè)正交的精密回轉(zhuǎn)軸系及足夠的系統(tǒng)剛度，其造價(jià)極其昂貴。另外，這種大型轉(zhuǎn)臺(tái)其中一個(gè)回轉(zhuǎn)軸系往往由一中部框架支撐，這種與一個(gè)回轉(zhuǎn)軸系相固定的框架支撐在用于小型工件的精密計(jì)量時(shí)，對(duì)工件的有效測(cè)量產(chǎn)生極大的干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺(tái)使用中部框架支撐，對(duì)工件測(cè)量產(chǎn)生干擾的問(wèn)題，提供一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置，包括底板、對(duì)頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板安裝對(duì)頂系統(tǒng)，工裝夾具安裝在底板上方；對(duì)頂系統(tǒng)安裝在底板上。

所述的對(duì)頂系統(tǒng)包括兩套頂針系統(tǒng)，兩套頂針系統(tǒng)垂直安裝。

所述的每套頂針系統(tǒng)均包括頂針系統(tǒng)安裝座、頂針伸縮單元、轉(zhuǎn)動(dòng)單元、精確定位單元和頂針；其中，頂針系統(tǒng)安裝座為垂直于底板的矩形板，板上開(kāi)孔；轉(zhuǎn)動(dòng)單元包括傳動(dòng)輪和傳動(dòng)條，傳動(dòng)條安裝在傳動(dòng)輪下方；頂針伸縮單元包括一級(jí)套筒、滑動(dòng)芯軸和無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一級(jí)套筒安裝在傳動(dòng)輪內(nèi)部，滑動(dòng)芯軸安裝在一級(jí)套筒內(nèi)，無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與一級(jí)套筒和滑動(dòng)芯軸連接；精確定位單元包括分度盤(pán)和定位器，分度盤(pán)為外緣開(kāi)有若干豁口的圓盤(pán)，它套裝在一級(jí)套筒外側(cè)；定位器安裝在底板上，在分度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將其頂緊；頂針的一端與滑動(dòng)芯軸的尾部連接，當(dāng)滑動(dòng)芯軸伸出時(shí)，頂針頂緊工件板。

所述的第一套頂針系統(tǒng)包括第一頂針系統(tǒng)安裝座6、第一頂針伸縮單元、第一轉(zhuǎn)動(dòng)單元、第一精確定位單元、第一頂針5；第一頂針伸縮單元包括第一一級(jí)套筒12、第一滑動(dòng)芯軸11和第一無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，第一一級(jí)套筒12為圓筒狀，在它的中部上部開(kāi)孔，它套裝在第一滑動(dòng)芯軸11外，一端安裝在第一傳動(dòng)輪15的軸承內(nèi)圈中，另一端穿過(guò)安裝在第一頂針系統(tǒng)安裝座6的通孔內(nèi)的軸承內(nèi)，它在第一傳動(dòng)輪15的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；第一無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)套裝在第一一級(jí)套筒12外側(cè)、與第一滑動(dòng)芯軸11連接。

所述的第一無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一二級(jí)套筒16和第一滑輪組14，第一二級(jí)套筒16為“U”字形，第一二級(jí)套筒16的頂部?jī)蓚?cè)高度不同，第一二級(jí)套筒16內(nèi)部套裝在第一一級(jí)套筒12外側(cè)；第一滑輪組14包括一根回轉(zhuǎn)軸和串聯(lián)在回轉(zhuǎn)軸頂部的兩個(gè)滑輪；第一個(gè)滑輪和第二個(gè)滑輪分別與第一二級(jí)套筒的兩側(cè)滾動(dòng)連接，回轉(zhuǎn)軸的底部穿過(guò)第一一級(jí)套筒12上的通孔安裝在第一滑動(dòng)芯軸上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

本實(shí)用新型的對(duì)頂系統(tǒng)采用了無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動(dòng)的無(wú)縫隙傳動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了待測(cè)工件4分別繞x和y軸精確翻轉(zhuǎn)多個(gè)工位，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)工件4多個(gè)面所需的檢測(cè)進(jìn)行有效定位，解決了現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺(tái)使用中部框架支撐、對(duì)工件測(cè)量產(chǎn)生干擾的問(wèn)題，重復(fù)定位精度可達(dá)0.01mm。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種改進(jìn)型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的第一頂針系統(tǒng)安裝座內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：1.底板，2.工件板，3.第一托板，4.待測(cè)工件，5.第一頂針，6.第一頂針系統(tǒng)安裝座，7.第二托板，8.第二頂針，9.第二頂針系統(tǒng)安裝座，10.第一定位器，11.第一滑動(dòng)芯軸，12.第一一級(jí)套筒，13.第一分度盤(pán)，14.第一滑輪組，15.第一傳動(dòng)輪，16.第一二級(jí)套筒，17.第一傳動(dòng)條。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置作詳細(xì)描述：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行介紹：

一種新型小型精密檢測(cè)用二維翻轉(zhuǎn)裝置，包括底板1、對(duì)頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板1為板狀，底部安裝在工作臺(tái)上，用于安裝對(duì)頂系統(tǒng)，它的中部開(kāi)孔，作為圖像觀測(cè)窗口。工裝夾具安裝在底板上方，用于安裝待測(cè)工件4。對(duì)頂系統(tǒng)安裝在底板上，用于帶動(dòng)待測(cè)工件分別繞x和y兩軸旋轉(zhuǎn)，在多個(gè)工位精確定位，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)工件多個(gè)面的檢測(cè)。

在本實(shí)施例中，對(duì)頂系統(tǒng)包括兩套頂針系統(tǒng)，兩套頂針系統(tǒng)垂直安裝。每套頂針系統(tǒng)均包括頂針系統(tǒng)安裝座、頂針伸縮單元、轉(zhuǎn)動(dòng)單元、精確定位單元和頂針。其中，頂針系統(tǒng)安裝座為垂直于底板的矩形板，板上開(kāi)孔，安裝頂針伸縮單元；轉(zhuǎn)動(dòng)單元包括傳動(dòng)輪和傳動(dòng)條，傳動(dòng)條安裝在傳動(dòng)輪下方；頂針伸縮單元包括一級(jí)套筒、滑動(dòng)芯軸和無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一級(jí)套筒安裝在傳動(dòng)輪內(nèi)部，與傳動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)芯軸安裝在一級(jí)套筒內(nèi)，無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與一級(jí)套筒和滑動(dòng)芯軸連接，將一級(jí)套筒的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)縫隙傳遞給滑動(dòng)芯軸，使其與一級(jí)套筒同步無(wú)隙轉(zhuǎn)動(dòng)；精確定位單元包括分度盤(pán)和定位器，分度盤(pán)為外緣開(kāi)有若干豁口的圓盤(pán)，它套裝在一級(jí)套筒外側(cè)，與一級(jí)套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，為其提供定位；定位器安裝在底板上，在分度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將其固定；頂針的一端與滑動(dòng)芯軸的尾部連接，當(dāng)滑動(dòng)芯軸伸出時(shí)，頂針頂緊工件板，將其固定。

工裝夾具包括工件板2、第一托板3和第二托板7，工件板2整體與待測(cè)工件4的形狀一致，工裝夾具由工件板2，第一托板3和第二托板7組成，在工件板2外側(cè)相鄰的側(cè)面上開(kāi)有盲孔，盲孔形狀與頂針頭部一致。托板安裝在底板上，在頂針未固定工件板前支撐工件板，在頂針固定工件板后移出工件板旋轉(zhuǎn)空間。

其中，頂針系統(tǒng)安裝座為盒狀，頂部開(kāi)口，在其長(zhǎng)棱所在的兩個(gè)側(cè)面上開(kāi)有對(duì)應(yīng)的通孔，用于安裝頂針伸縮單元；頂針系統(tǒng)安裝座安裝在底板上。轉(zhuǎn)動(dòng)單元安裝在頂針系統(tǒng)安裝座內(nèi)，延頂針系統(tǒng)安裝座長(zhǎng)棱方向布置，與頂針伸縮單元連接，為頂針伸縮單元提供動(dòng)力。精確定位單元安裝在頂針系統(tǒng)安裝座長(zhǎng)棱所在的側(cè)面上，套裝在頂針伸縮單元外側(cè)，為工件板旋轉(zhuǎn)精確定位。頂針的一端固定安裝在頂針伸縮單元頭部，另一端伸入工件板外側(cè)盲孔內(nèi)，帶動(dòng)工件板旋轉(zhuǎn)定位。

如圖1所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，底板1為矩形板狀，長(zhǎng)660mm，寬440mm，中部開(kāi)有矩形通孔，在矩形通孔中安裝透明PC板，以便對(duì)待測(cè)工件進(jìn)行影像測(cè)量。

第一套頂針系統(tǒng)包括第一頂針系統(tǒng)安裝座6、第一頂針伸縮單元、第一轉(zhuǎn)動(dòng)單元、第一精確定位單元、第一頂針5。其中，第一頂針系統(tǒng)安裝座6安裝在底板1一側(cè)，第一頂針系統(tǒng)安裝座6的長(zhǎng)棱方向與底板1的短邊方向平行。第一頂針系統(tǒng)安裝座6上開(kāi)有通孔，用于安裝第一頂針伸縮單元。第一轉(zhuǎn)動(dòng)單元包括第一傳動(dòng)條17和第一傳動(dòng)輪15。其中，第一傳動(dòng)條17為條帶狀，它的一端伸入第一傳動(dòng)輪15下，與第一傳動(dòng)輪15壓緊。第一傳動(dòng)輪15包括轉(zhuǎn)輪和軸承，轉(zhuǎn)輪套裝在軸承上。

第一頂針伸縮單元包括第一一級(jí)套筒12、第一滑動(dòng)芯軸11和第一無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中，第一一級(jí)套筒12為圓筒狀，在它的中部上部開(kāi)孔，它套裝在第一滑動(dòng)芯軸11外，一端安裝在第一傳動(dòng)輪15的軸承內(nèi)圈中，另一端穿過(guò)安裝在第一頂針系統(tǒng)安裝座6的通孔內(nèi)的軸承內(nèi)，它在第一傳動(dòng)輪15的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。第一無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一二級(jí)套筒16和第一滑輪組14，第一二級(jí)套筒16為“U”字形，第一二級(jí)套筒16的頂部?jī)蓚?cè)高度不同，第一二級(jí)套筒16內(nèi)部套裝在第一一級(jí)套筒14外側(cè)，隨第一一級(jí)套筒12轉(zhuǎn)動(dòng)。第一滑輪組14包括一根回轉(zhuǎn)軸和串聯(lián)在回轉(zhuǎn)軸頂部的兩個(gè)滑輪。第一個(gè)滑輪和第二個(gè)滑輪分別與第一二級(jí)套筒16的兩側(cè)滾動(dòng)連接，回轉(zhuǎn)軸的底部穿過(guò)第一一級(jí)套筒12上的通孔安裝在第一滑動(dòng)芯軸11上；第一分度盤(pán)13與第一一級(jí)套筒12相互固定，第一定位器10可在第一分度盤(pán)13轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中將其固定。第一滑動(dòng)芯軸11為圓柱狀，它穿過(guò)第一頂針系統(tǒng)安裝座6上的通孔，第一滑動(dòng)芯軸11的尾部與第一頂針5的一端連接。第一滑動(dòng)芯軸11伸出時(shí)，第一頂針5的另一端與工件板2短邊所在一側(cè)的盲孔內(nèi)，固定工件板。

第二頂針系統(tǒng)安裝座底板2為矩形板狀，它固定在底板1上第二頂針系統(tǒng)安裝座9上開(kāi)有通孔，用于安裝第二頂針伸縮單元。第二套頂針系統(tǒng)各單元組成和工作原理與第一套頂針系統(tǒng)完全一致，第二頂針系統(tǒng)安裝座9安裝在底板1的另外一側(cè)，其長(zhǎng)棱方向與底板1短邊方向垂直；工作時(shí)，第二頂針8的頭部伸入工件板2長(zhǎng)邊所在一側(cè)的盲孔內(nèi)。

工作時(shí)，將待測(cè)工件定位于工件板2上，將定位有工件的工件板2放在第一托板3和第二托板7上；第一托板3和第二托板7可對(duì)工件板2進(jìn)行初定位，使其始終處于兩頂針可自動(dòng)夾緊的范圍之內(nèi)。

對(duì)工件板2進(jìn)行初步裝夾后，根據(jù)所需要的翻轉(zhuǎn)方向，使與其相關(guān)聯(lián)的一頂針伸出，另外一頂針及托板收回。工件可繞已頂出的頂針軸線方向翻轉(zhuǎn)至分度盤(pán)所決定的多個(gè)工位中的任意一個(gè)并進(jìn)行精確定位。

工件的精確翻轉(zhuǎn)分為初步翻轉(zhuǎn)及精確定位兩個(gè)過(guò)程。

初步翻轉(zhuǎn)過(guò)程中傳動(dòng)條直線伸出，帶動(dòng)傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)檢測(cè)工位所需的初步角度。傳動(dòng)輪可帶動(dòng)一級(jí)套筒單向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)滑輪組帶動(dòng)滑動(dòng)芯軸及待測(cè)工件同步且無(wú)隙轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)檢測(cè)工位所需的初步角度。

在其它實(shí)施例中，通過(guò)在該裝置內(nèi)設(shè)傳感器組，可對(duì)翻轉(zhuǎn)過(guò)程的每個(gè)工位進(jìn)行有效識(shí)別；當(dāng)傳動(dòng)因意外出錯(cuò)時(shí)，傳感器會(huì)識(shí)別該信息并給出報(bào)警信號(hào)。

該實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)任意位置的翻轉(zhuǎn)及定位。兩個(gè)方向翻轉(zhuǎn)原理相同，當(dāng)需要換向翻轉(zhuǎn)時(shí)，工件會(huì)回到復(fù)位狀態(tài)即人工放置工件板2的初始位置，然后變更另外一頂針系統(tǒng)進(jìn)行換向翻轉(zhuǎn)；換向過(guò)程定位器處于鎖緊狀態(tài)，滑動(dòng)芯軸可實(shí)現(xiàn)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮，從而保證換向過(guò)程頂針與工件板精密配合。

本實(shí)用新型的對(duì)頂系統(tǒng)采用了無(wú)縫隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動(dòng)的無(wú)縫隙傳動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了待測(cè)工件分別繞x和y軸精確翻轉(zhuǎn)多個(gè)工位，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)工件多個(gè)面所需的檢測(cè)進(jìn)行有效定位，解決了現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺(tái)使用中部框架支撐、對(duì)工件測(cè)量產(chǎn)生干擾的問(wèn)題，重復(fù)定位精度可達(dá)0.01mm。