[发明专利]一种中心定轴式微小型分度盘及其控制方法

说明书

本发明涉及一种中心定轴式微小型分度盘及其控制方法，属于精密机械领域。从内到外依次设置有中心轴（2）、旋转轴（6）、外壳（1）；所述中心轴（2）中部安装有压电驱动器（5）；所述中间体（62）内部表面均匀布置有多个驱动齿（621）；所述驱动齿（621）与压电驱动器（5）配套使用；所述外壳（1）内部表面均布有分度凸点（101）；所述中间体（62）外表面均布有卡点（622）；所述压电驱动器（5）在中心轴外围右部组成组A；所述压电驱动器（5）在中心轴外围左部组成组B；组A和组B交叉进行驱动实现分度盘的连续旋转运动。本发明提出的一种中心定轴式微小型分度盘具有结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和工作寿命长的优势。

技术领域

本发明属于精密机械领域，具体涉及一种中心定轴式微小型分度盘及其控制方法。

背景技术

分度盘是将工件旋转、分度和定位的核心设备，广泛应用于自动化设备、机器人及机床中，如中国发明专利CN202110459691.1提出一种分度定位机构，其通过直线气缸推动并结合导向块和分度槽实现分度定位的功能，此方案解决了现有技术中分度定位机构使用成本高的问题。但是当前分度盘主要采用电动机或气缸驱动，存在结构大、功耗高、电磁干扰等缺点，难以满足微小型集成系统的要求。

压电驱动具有能量密度高、功耗低、结构简单、易驱动及无电磁干扰等特点，在微小型分度盘领域具有广泛的应用前景。现有压电驱动旋转机构中，大都利用摩擦力进行驱动，如中国发明专利CN202110602176.4提出一种微小型粘滑式压电电机及其驱动方法，其采用压电叠堆得电伸长经杠杆式柔性铰链带动轴承旋转，通过摩擦力实现滑块的定向驱动。但现有压电驱动旋转机构通过摩擦力来产生和传递运动，故驱动力相对较小且对部件加工精度要求高、磨损严重时无法使用。

发明内容

针对现有分度盘的不足，本发明提出一种结构简单、功耗低、控制方便、稳定性好和工作寿命长的中心定轴式微小型分度盘。

本发明实施例提供了一种中心定轴式微小型分度盘及其控制方法，采用以下技术方案：从内到外依次设置有中心轴、旋转轴、外壳；所述中心轴上表面与上盖固定连接；所述旋转轴从上至下依次设置有上体、中间体以及下体；所述中心轴上部与上体之间安装有第一轴承；所述上盖压紧第一轴承的内圈，确保第一轴承的正常旋转工作；所述中心轴下部与下体之间安装有第二轴承；所述中心轴下表面与下盖固定连接；所述下盖压紧第二轴承的内圈，确保第二轴承的正常旋转工作；所述第一轴承和第二轴承用于实现中心轴与旋转轴之间的相对转动；所述上体的上表面与分度平台固定相连；所述外壳上表面设置有定位环；所述定位环与分度平台下表面的凹槽之间滑动配合，实现分度平台的安装定位并起到防尘的作用；所述下盖与外壳固定连接，这实现了中心轴相对外壳固定不动，进而获得了中心定轴；所述中心轴中部安装有压电驱动器；所述压电驱动器由压电薄膜和弹性基板粘结而成；所述弹性基板一端与中心轴相连，压电驱动器为悬臂梁姿态，这可以加大压电驱动器的位移输出；所述中间体内部表面均匀布置有多个驱动齿；所述驱动齿与压电驱动器配套使用；所述驱动齿相邻齿之间的夹角为2θ；所述驱动齿顶端的旋转半径R2大于压电驱动器在复位状态下顶端以旋转轴旋转中心为圆心构成的圆半径R1,这样防止压电驱动器在旋转过程中与驱动齿发生干涉碰撞；所述外壳内部表面均布有多个分度凸点，相邻分度凸点的夹角为θ；所述中间体外表面均布有卡点；所述卡点配套设置有弹簧；所述弹簧安装于中间体的安装孔内；所述卡点卡在两个分度凸点之间；所述卡点与中间体滑动配合，在旋转轴旋转运动时，分度凸点挤压卡点使其挤压弹簧并收缩，进而卡入下一组两个分度凸点之间，实现分度盘的一个步进角度θ；

所述压电驱动器在中心轴外围右部组成组A；所述压电驱动器在中心轴外围左部组成组B；所述组A和组B中相邻的压电驱动器之间的夹角为2θ，与相邻驱动齿之间的夹角相同；在完全复位状态下，所述组A中压电驱动器的顶端触点与相对应的驱动齿之间的夹角为α，组B中压电驱动器的顶端触点与相对应的驱动齿之间夹角的为β，其中，这可以实现组A和组B交叉驱动实现分度盘的步进旋转运动并杜绝了压电驱动器与驱动齿的碰撞干涉。

进一步的，所述压电驱动器预弯成一定弧度。