本發(fā)明涉及高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉臺裝置，尤其是一種X射線衍射儀用同心雙軸分度測角轉臺裝置。

背景技術：

X射線衍射儀是利用衍射原理，精確測定物質的晶體結構、織構及應力的精密檢測儀器。其廣泛應用于材料、先進制造技術、化學、生物、醫(yī)學生產等領域，是這些研究領域不可或缺的研究手段。同心雙軸分度測角轉臺是X射線衍射儀器的關鍵部件，該測角轉臺的兩個旋轉工作臺均繞x軸、y軸、或者z軸任意一軸旋轉，同心雙軸分度測角轉臺的精度直接影響著衍射儀的檢測精度。目前市場上衍射儀的轉臺，要么小尺寸、小承載，要么大尺寸、大承載。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉臺裝置，具有結構簡單、高剛性、高分度測角精度高、相對承載力大的特點，滿足需要對體積要求小、分度測角精度高且承載力相大的轉臺的要求。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種高精度較大載荷同心雙軸分度測角轉臺裝置，包括臺體、內環(huán)旋轉工作臺、外環(huán)旋轉工作臺、內環(huán)軸、外環(huán)軸、外組合軸承Ⅰ、內組合軸承Ⅱ、高精度時柵角度傳感器Ⅰ、高精度時柵角度傳感器Ⅱ、控制系統(tǒng)及驅動系統(tǒng)。

所述內環(huán)旋轉工作臺固定在內環(huán)軸上，內環(huán)軸固定在內組合軸承Ⅱ上；外環(huán)旋轉工作臺固定在外環(huán)軸上，外環(huán)軸固定在外組合軸承Ⅰ上；內組合軸承上Ⅱ、外組合軸承Ⅰ分別固定在臺體上加工的兩個同心圓環(huán)面上；由轉子和定子組成的兩套內外高精度時柵角度傳感器的轉子分別直接或者間接固定連接在內環(huán)軸和外環(huán)軸上，定子相應直接或者間接固定在與各自轉子同心的臺體的圓環(huán)面上；兩套內外高精度時柵角度傳感器、驅動系統(tǒng)接入控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對驅動系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)轉臺步進角設置及旋轉方向的改變，高精度時柵角度傳感器完成內外旋轉工作臺即時旋轉角度的測量輸出。

本發(fā)明具有結構簡單，剛性大，分度測角精度高，相應體積下承載力大的特點，其分度測角精度在±3＂以內，承載可達到150kg，承載相對較大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的裝配總圖。

圖2是本發(fā)明的臺體的結構示意圖。

圖中：1.臺體；2.環(huán)罩；3. 外環(huán)旋轉工作臺；4. 內環(huán)旋轉工作臺；5.上蓋; 6.內環(huán)軸；7.時柵角位移傳感器轉子Ⅰ；8.時柵角位移傳感器定子Ⅰ、9.環(huán)罩；10.外環(huán)軸；11.外組合軸承Ⅰ；12.護罩；13.內組合軸承Ⅱ；14.外蝸桿；15.外蝸輪；16.滾動軸承；17.組合支架；18.內蝸桿；19.內蝸輪；20.下蓋；21.環(huán)架Ⅰ；22.時柵角位移傳感器定子Ⅱ；23.時柵角位移傳感器轉子Ⅱ；24.接盤；25.環(huán)架Ⅱ；26.固定盤；27.擋環(huán)；28.時柵角位移傳感器定子Ⅰ安裝基面，29.外組合軸承的同心圓環(huán)安裝基面；30.內組合軸承的同心圓環(huán)安裝基面；31.時柵角位移傳感器定子Ⅱ的基面。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施對本發(fā)明做詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的同心雙軸分度測角轉臺裝置的結構如下：

轉臺裝置的內環(huán)旋轉工作臺4通過螺釘固定在內環(huán)軸6上，內環(huán)軸6固定連接內蝸輪19，內環(huán)軸6固定在內組合軸承II13的端面上。外環(huán)旋轉工作臺3通過螺釘固定在外環(huán)軸10上，外環(huán)軸10固定連接外蝸輪15，外環(huán)軸10固定在外組合軸承I11的端面上。外組合軸承I11及內組合軸承II13分別固定在一次加工完成的臺體1的同心圓環(huán)基面29和基面30上。臺體1的結構參見圖2。

轉臺裝置的滾動軸承16以過渡配合方式套于內環(huán)軸6上，由擋環(huán)27軸向約束，和內組合軸承II13和內環(huán)軸6組合為簡支梁結構，增強內環(huán)旋轉工作臺4的整體剛度。

轉臺裝置有兩套高精度時柵角位移傳感器，時柵角位移傳感器轉子Ⅰ7、時柵角位移傳感器轉子Ⅱ23分別固定連接在內環(huán)軸6和外環(huán)軸10上，具體方式為：時柵角位移傳感器轉子Ⅰ7直接固連在外環(huán)軸10上，時柵角位移傳感器轉子Ⅱ23固連在環(huán)架Ⅱ24上，環(huán)架Ⅱ25固連于內環(huán)軸6上。時柵角位移傳感器定子Ⅰ7固定在于與各自轉子同心的臺體1的圓環(huán)面28上，時柵角位移傳感器定子Ⅱ22固連于環(huán)架Ⅰ21上，環(huán)架Ⅰ21固連于與時柵角位移傳感器轉子Ⅱ23同心的臺體1的圓環(huán)面31上。

轉臺裝置外側有環(huán)罩2，起保護時柵角位移傳感器作用。還設置有護罩12，護罩12里側裝有時柵傳感器電路板，外側裝有線路接頭。

固定盤26連接于內環(huán)軸6上，其端面留有均布螺紋孔，可連接保持內環(huán)軸6轉動平衡的

平衡塊。外環(huán)旋轉工作臺3上也留有均布螺紋孔，可連接保持外環(huán)旋轉工作臺3轉動時平衡的平衡塊。

轉臺裝置有由兩套蝸輪蝸桿傳動副、兩套步進電機（圖中未給出）、兩套驅動器（圖中未給出）組成的兩套驅動系統(tǒng)。外蝸桿14及內蝸桿18分別固定安裝在可微調間隙的組合支架17上，步進電機分別安裝于臺體1上，驅動器留在臺體1外面。

本裝置由內外步進電機驅動系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)驅動蝸桿蝸輪傳動副，帶動內環(huán)軸、外環(huán)軸轉動，內環(huán)軸、外環(huán)軸帶動內環(huán)旋轉工作臺及外環(huán)旋轉工作臺轉動，內環(huán)旋轉工作臺、外環(huán)旋轉工作臺轉動的角度通過高精度時柵傳感器來精密分度及測量。

本裝置中，內環(huán)旋轉工作臺、外環(huán)旋轉工作臺可獨立運動，亦可聯(lián)動。

為了使附圖簡潔，圖1、圖2沒有畫出兩套步進電機、驅動器和控制系統(tǒng)，其連接方式為一般傳統(tǒng)的連接方式，有關控制過程及連接關系也為傳統(tǒng)技術，本領域技術人員可以理解。

時柵角度傳感器及驅動系統(tǒng)都接入控制系統(tǒng)，通過高精度時柵位移傳感器，利用控制體系統(tǒng)對驅動系統(tǒng)控制，實現(xiàn)對轉臺步進角、旋轉方向的調節(jié)控制以及角度的測量輸出，實現(xiàn)對同心雙軸分度測角轉臺的高精密分度和測量。

本裝置的內、外環(huán)軸獨立安裝，摒棄了外環(huán)軸通過滾珠環(huán)套于內環(huán)軸外側的結構，降低了內外環(huán)軸加工精度、熱處理及安裝難度的要求，隔斷了內外環(huán)由于加工、安裝誤差引起的轉動時的相互影響。

本裝置的臺體采用環(huán)中環(huán)封閉結構，利用有限元分析和優(yōu)化，使臺體剛性高，承載相對大，結構相對緊湊。