本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)臺，特別涉及一種多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺。

背景技術(shù)：

旋轉(zhuǎn)臺應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，在生產(chǎn)車間等環(huán)境經(jīng)常需要用到，可以用以傳遞物品，也可以用來進(jìn)行多工位操作；傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)臺由凸輪分割器以及蝸輪蝸桿減速器構(gòu)成，主要是從機(jī)械加工精度和降低摩擦等方法來現(xiàn)實(shí)高精度定位，其加工難度大，制造成本高，傳動效率低，很難實(shí)現(xiàn)高精度高響應(yīng)，使用性能相對單一，維修維護(hù)困難，且需要持續(xù)供電以達(dá)到位置記憶，具有很大的使用局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

【1】要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、具有消隙功能、響應(yīng)速度快、定位精度高、且具有斷電位置記憶功能的多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺。

【2】解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，其包括轉(zhuǎn)動安裝的轉(zhuǎn)臺本體，所述轉(zhuǎn)臺本體的下底面同軸設(shè)置有大齒輪1，所述大齒輪上嚙合有至少兩個傳動小齒輪21，每個所述傳動小齒輪分別與一安裝有單圈絕對值編碼器的電機(jī)2連接；且至少兩所述傳動小齒輪的齒數(shù)的最簡整數(shù)比中不含1。

進(jìn)一步的，至少一對所述電機(jī)的轉(zhuǎn)向相反并形成阻尼驅(qū)動力。

進(jìn)一步的，所述傳動小齒輪繞所述大齒輪的軸線周向均布。

進(jìn)一步的，所述傳動小齒輪為偶數(shù)個。

進(jìn)一步的，每個所述傳動小齒輪的齒數(shù)均不相同。

進(jìn)一步的，形成阻尼驅(qū)動力的兩所述電機(jī)繞所述大齒輪的軸線中心對稱。

進(jìn)一步的，沿順時針或逆時針上的所述傳動小齒輪的齒數(shù)的最簡整數(shù)比為連續(xù)的質(zhì)數(shù)。

進(jìn)一步的，用于驅(qū)動所述大齒輪轉(zhuǎn)動的所述傳動小齒輪的總輸出轉(zhuǎn)矩減小至設(shè)定值時，至少一傳動小齒輪反向轉(zhuǎn)動并形成阻尼驅(qū)動力介入。

【3】有益效果

本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺傳動機(jī)構(gòu)上采用齒輪傳動結(jié)構(gòu)，大齒輪安裝在工作臺面的底部，對應(yīng)的位置上安裝有多個傳動小齒輪，分別與大齒輪嚙合，每個小齒輪都單獨(dú)連接電機(jī)，并裝有單圈絕對值編碼器，多電機(jī)傳動極大提高了轉(zhuǎn)臺的運(yùn)動平穩(wěn)性和輸出力矩，以及提高對負(fù)載慣量的匹配能力，小齒輪中至少有一對電機(jī)形成阻尼驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)消隙功能，運(yùn)用編碼器以及減速比的放大功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的高精度定位和分割功能，同時，至少有一對小齒輪的齒數(shù)不成整數(shù)比，除以公約數(shù)后形成質(zhì)數(shù)關(guān)系，結(jié)合編碼器實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺的位置記憶功能；本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺間隙消除，具有高速響應(yīng)能力，高柔性化，高精度重復(fù)定位，高精度角度分割，高精度動態(tài)位置跟蹤等功能，且具有斷電后位置記憶，負(fù)載慣量自動匹配能力。簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高傳動效率，降低機(jī)械制造難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺的齒輪嚙合的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明實(shí)施例。

參閱圖1至圖2，本發(fā)明提供一種多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，其包括轉(zhuǎn)動安裝的轉(zhuǎn)臺本體，在轉(zhuǎn)臺本體的下底面設(shè)置有大齒輪1，該大齒輪與轉(zhuǎn)臺同軸設(shè)置，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，在大齒輪上嚙合有至少兩個傳動小齒輪21，優(yōu)選的，傳動小齒輪繞大齒輪的軸線周向均布；每個傳動小齒輪分別與一電機(jī)2連接，在每個電機(jī)上均安裝有單圈絕對值編碼器，且至少兩個傳動小齒輪的齒數(shù)的最簡整數(shù)比中不含1，即至少兩個傳動小齒輪的齒數(shù)比不為n或1/n，其中，n為正整數(shù)(1、2、3、4、5、6、7、8、9.......)；例如傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為a，傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為b，則兩傳動小齒輪的齒數(shù)比a/b的最簡整數(shù)比不為n或1/n，其中，n為正整數(shù)，即a≠nb，或a≠b/n，最簡整數(shù)比是指比的前項和后項都是整數(shù)，且這兩個整數(shù)為互質(zhì)數(shù)，以下對采用兩個不成整數(shù)比的傳動小齒輪做舉例說明：

例如，傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為5，而傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為6，則兩傳動小齒輪的齒數(shù)比為5/6，滿足齒數(shù)最簡整數(shù)比不為n或1/n的要求；

又或，傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為10，而傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為6，則兩傳動小齒輪的齒數(shù)比為10/6＝5/3，滿足齒數(shù)最簡整數(shù)比不為n或1/n的要求；

當(dāng)傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為5，而傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為10，則兩傳動小齒輪的齒數(shù)比為5/10＝1/2，不滿足齒數(shù)最簡整數(shù)比不為n或1/n的要求；

當(dāng)采用三個齒數(shù)不成整數(shù)比的傳動小齒輪時，其齒數(shù)比如下：傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為a，傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為b，傳動小齒輪21-3的齒數(shù)為c，且a/b的最簡整數(shù)比不為n或1/n，同時a/c的最簡整數(shù)比不為n'或1/n'，b/c的最簡整數(shù)比不為n”或1/n”，上述n、n'、n”均為正整數(shù)，以下對三個不成整數(shù)比的傳動小齒輪進(jìn)行舉例說明：

例如，傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為5，傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為6，傳動小齒輪21-3的齒數(shù)為11，則三傳動小齒輪的齒數(shù)比為5：6：11，任意兩齒輪之間的齒數(shù)不構(gòu)成整數(shù)比，因此滿足齒數(shù)最簡整數(shù)比不為n或1/n的要求。

又如，傳動小齒輪21-1的齒數(shù)為5，傳動小齒輪21-2的齒數(shù)為10，傳動小齒輪21-3的齒數(shù)為11，則三傳動小齒輪的齒數(shù)比為5：10：11，傳動小齒輪21-1與傳動小齒輪21-2的齒數(shù)比為5：10，化成最簡整數(shù)比為1/2，不滿足上述要求，而齒數(shù)5：11或10：11滿足上述要求，因此該實(shí)施例中實(shí)質(zhì)為兩個傳動小齒輪的齒數(shù)不成整數(shù)比；

本實(shí)施例中采用多個傳動小齒輪，且至少兩個傳動小齒輪的齒數(shù)比不為整數(shù)，不僅提高了轉(zhuǎn)臺的運(yùn)行穩(wěn)定性和輸出力矩，提高了對負(fù)載慣量的匹配能力，其結(jié)合編碼器實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)臺的位置記憶功能，具有斷電位置記憶功能。

旋轉(zhuǎn)增量值編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設(shè)備來計算其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備計算并記憶的零點(diǎn)就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn)，編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn)，將參考位置修正進(jìn)計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點(diǎn)以前，是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn)，開機(jī)找零等方法。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩，甚至不允許開機(jī)找零(開機(jī)后就要知道準(zhǔn)確位置)，于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。絕對編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排，這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼(格雷碼)，這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤進(jìn)行記憶的。絕對編碼器由機(jī)械位置確定編碼，它無需記憶，無需找參考點(diǎn)，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。從單圈絕對值編碼器到多圈絕對值編碼器，絕對值旋轉(zhuǎn)單圈絕對值編碼器，以轉(zhuǎn)動中測量光電碼盤各道刻線，以獲取唯一的編碼，當(dāng)轉(zhuǎn)動超過360度時，編碼又回到原點(diǎn)，這樣就不符合絕對編碼唯一的原則，這樣的編碼只能用于旋轉(zhuǎn)范圍360度以內(nèi)的測量，稱為單圈絕對值編碼器。

為了達(dá)到更好的測量精度和運(yùn)行穩(wěn)定性，每個傳動小齒輪的齒數(shù)均不相同；優(yōu)選的，每個傳動小齒輪齒數(shù)分別不成整數(shù)比。

為了實(shí)現(xiàn)消隙功能，本實(shí)施例中，至少有一對電機(jī)的轉(zhuǎn)向相反并形成阻尼驅(qū)動力；其由于理論上一對齒輪在嚙合時應(yīng)該無側(cè)隙，但實(shí)際上為了補(bǔ)償由于加工、安裝誤差及溫度變化而引起的尺寸變化，以防止被卡死，在輪齒的非工作面必須留有一定的齒側(cè)間隙，齒輪傳動機(jī)構(gòu)都有側(cè)隙存在，側(cè)隙用來防止由于誤差和熱變形而使輪齒卡住，并且給齒面間的潤滑油膜留有空間。但側(cè)隙同時又給機(jī)構(gòu)在反轉(zhuǎn)時帶來空程，使機(jī)構(gòu)不能準(zhǔn)確定位。參閱圖2，其為兩相互嚙合的齒輪210和齒輪211，在兩齒嚙合時，兩齒側(cè)壁具有一定間隙213，通過一對電機(jī)形成阻尼驅(qū)動力，能順利實(shí)現(xiàn)兩齒面間的存在的間隙所帶來的空行程，從而大大提高了定位精度；

至少一對電機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，即其中至少有兩個電機(jī)的旋向相反；

例如；電機(jī)為兩個時，這兩電機(jī)的轉(zhuǎn)向，及一對電機(jī)旋向相反，在轉(zhuǎn)矩上形成轉(zhuǎn)矩差從而形成阻尼驅(qū)動力，通過阻尼驅(qū)動力來驅(qū)動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；

又如，電機(jī)為三個時，其中一電機(jī)的轉(zhuǎn)向與另一電機(jī)相反，例如，兩個電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動，一個電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動，順時針轉(zhuǎn)動的兩電機(jī)形成轉(zhuǎn)矩和，其與另一電機(jī)的轉(zhuǎn)矩具有差值，形成阻尼驅(qū)動力，帶動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。

即，順時針方向的電機(jī)形成第一轉(zhuǎn)矩和，逆時針方向的電機(jī)形成第二轉(zhuǎn)矩和，兩轉(zhuǎn)矩和之間存在差值，形成阻尼驅(qū)動力，帶動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)多電機(jī)消隙。且為了提高穩(wěn)定性，形成阻尼驅(qū)動力的兩電機(jī)繞大齒輪的軸線中心對稱，即兩旋向相反的電機(jī)之間的夾角為180度；為了達(dá)到更好的傳動穩(wěn)定性和可靠性，傳動小齒輪采用斜齒輪或人字齒輪。

當(dāng)傳動小齒輪和大齒輪持續(xù)嚙合和傳動時，兩者齒面之間無間隙；當(dāng)傳動小齒輪的輸出轉(zhuǎn)矩降低直至停止過程中，由于大齒輪存在慣性，會在嚙合齒面之間形成間隙；在本實(shí)施例中，用于驅(qū)動大齒輪轉(zhuǎn)動的傳動小齒輪的總輸出轉(zhuǎn)矩減小至設(shè)定值時(該值可根據(jù)需求設(shè)置)，阻尼驅(qū)動力開始介入，至少一個電機(jī)(即一個傳動小齒輪)反向轉(zhuǎn)動，從而形成阻尼驅(qū)動力；即當(dāng)用于驅(qū)動大齒輪轉(zhuǎn)動的傳動小齒輪的轉(zhuǎn)矩狀態(tài)發(fā)生變化時，阻尼驅(qū)動力形成并介入傳動系統(tǒng)，本實(shí)施例中，當(dāng)傳動小齒輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩降低至50％(包括端點(diǎn))的時候，阻尼驅(qū)動力形成并介入。

為了降低功耗，同時在最佳時機(jī)介入，優(yōu)選的，在轉(zhuǎn)矩降低至5％-8％時，至少其中一電機(jī)開始反向轉(zhuǎn)動并形成阻尼驅(qū)動力介入，即設(shè)定值為5％-8％。

本實(shí)施例中，沿順時針或逆時針上的傳動小齒輪的齒數(shù)的最簡整數(shù)比為連續(xù)的質(zhì)數(shù)，即沿同一方向，各個傳動小齒輪上的齒數(shù)依次增大或依次減小，且其齒數(shù)的最簡整數(shù)比為連續(xù)的質(zhì)數(shù)；

參閱表一，表一為1000以內(nèi)的質(zhì)數(shù)表：

表一

例如，傳動小齒輪為3個，且齒數(shù)分別為37、41、43，則其齒數(shù)比即為最簡整數(shù)比，為連續(xù)的三個質(zhì)數(shù)；

再如，傳動小齒輪為4個，且沿順時針或逆時針方向的齒數(shù)分別為14、22、26、34，則其齒數(shù)比為14：22：26：34，即最簡整數(shù)比為7：11：13：17，為連續(xù)的四個質(zhì)數(shù)。

本實(shí)施例中，傳動小齒輪的個數(shù)為4個，且沿順時針或逆時針方向上的齒數(shù)分別為19、23、29、31。

本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺傳動機(jī)構(gòu)上采用齒輪傳動結(jié)構(gòu)，大齒輪安裝在工作臺面的底部，對應(yīng)的位置上安裝有多個傳動小齒輪，分別與大齒輪嚙合，每個小齒輪都單獨(dú)連接電機(jī)，并裝有單圈絕對值編碼器，多電機(jī)傳動極大提高了轉(zhuǎn)臺的運(yùn)動平穩(wěn)性和輸出力矩，以及提高對負(fù)載慣量的匹配能力，小齒輪中至少有一對電機(jī)形成阻尼驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)消隙功能，運(yùn)用編碼器以及減速比的放大功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的高精度定位和分割功能，同時，至少有一對小齒輪的齒數(shù)不成整數(shù)比，除以公約數(shù)后形成質(zhì)數(shù)關(guān)系，結(jié)合編碼器實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺的位置記憶功能；本發(fā)明多電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺間隙消除，具有高速響應(yīng)能力，高柔性化，高精度重復(fù)定位，高精度角度分割，高精度動態(tài)位置跟蹤等功能，且具有斷電后位置記憶，負(fù)載慣量自動匹配能力。簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高傳動效率，降低機(jī)械制造難度。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。