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一种大角度旋转体的机电限位机构
申请号	CN202210687759.6	申请日	2022-06-17	公开(公告)号	CN115129109B	公开(公告)日	2023-07-25
申请人	南京信息职业技术学院;			发明人	李重重; 熊江勇; 庄丽丽; 程娟娟; 尹永凯;
摘要	本发明公开了一种大角度旋转体的机电限位机构，包括螺槽导板、用于安装旋转体的第一承载体、用于安装旋转体的第二承载体和导销件，螺槽导板包括一圆形的导板主体，导板主体上设有螺旋导槽，螺旋导槽大于360°；第一承载体连接在螺槽导板的一侧，第一承载体上连接有靠近于导槽起始端的第一霍尔元件和靠近于导槽末端的第二霍尔元件，第一霍尔元件、第二霍尔元件用于控制旋转体停转；第二承载体连接在螺槽导板的另一侧，第二承载体上连接有可滑动的导销件；导销件和螺旋导槽滑动连接，且导销件的末端设有用于控制第一霍尔元件和第二霍尔元件工作的磁钢。本申请有效的实现了旋转体超过360°的大角度限位。
权利要求	1.一种大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，包括：螺槽导板（10），包括一圆形的导板主体，所述导板主体上设有螺旋导槽（11），所述螺旋导槽（11）具有一导槽起始端（12）和导槽末端（13），所述导槽起始端（12）和导槽末端（13）之间的角度大于360°；用于安装旋转体的第一承载体（60），所述第一承载体（60）连接在所述螺槽导板（10）的一侧，所述第一承载体（60）上连接有靠近于导槽起始端（12）的第一霍尔元件（40）和靠近于导槽末端（13）的第二霍尔元件（50），所述第一霍尔元件（40）、第二霍尔元件（50）用于控制旋转体停转；用于安装旋转体的第二承载体（70），所述第二承载体（70）连接在所述螺槽导板（10）的另一侧，所述第二承载体（70）上连接有可滑动的导销件（30）；所述导销件（30）和所述螺旋导槽（11）滑动连接，且所述导销件（30）的末端设有用于控制第一霍尔元件（40）和第二霍尔元件（50）工作的磁钢（34）；还包括圆形的径向导板（20），所述径向导板（20）设置在所述第二承载体（70）和螺槽导板（10）之间，且和所述第二承载体（70）相连接；所述径向导板（20）上设有径向导槽（21），所述导销件（30）的顶端滑动连接在所述径向导槽（21）内；所述导销件（30）包括同轴设置的导销（32）和挡销（31），所述导销（32）和所述径向导槽（21）滑动连接，所述挡销（31）和所述螺旋导槽（11）滑动连接；所述导销（32）和挡销（31）之间还设置有同轴的凸环（33），所述凸环（33）的直径大于所述螺旋导槽（11）的宽度。 2.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述径向导板（20）和所述第二承载体（70）之间通过螺栓或螺钉连接。 3.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述径向导板（20）上设有减重孔。 4.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述螺槽导板（10）、径向导板（20）、第一承载体（60）和第二承载体（70）同轴设置。 5.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述导槽起始端（12）和导槽末端（13）之间的角度为：旋转体的待转角度+2A，其中，A为限位预留角度。 6.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述第一霍尔元件（40）设置在所述导槽起始端（12）的前端，所述第二霍尔元件（50）设置在所述导槽末端（13）的前端。 7.根据权利要求1所述的大角度旋转体的机电限位机构，其特征在于，所述第一承载体（60）和所述螺槽导板（10）之间通过螺栓或螺钉连接。
说明书全文	一种大角度旋转体的机电限位机构技术领域 [0001] 本发明涉及光电仪器技术领域，具体涉及一种大角度旋转体的机电限位机构。背景技术 [0002] 在光电仪器的设计中，经常会遇到n×360°多圈旋转转台，此时不涉及限位问题。由于特殊需要，要求旋转角度大于一圈以上，例如从‑200°到+200°的旋转，即：单向+400°的转角，必须要设计特别的限位机构，才可实现其机械和电限位。 [0003] 在已有的技术中，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制的产品中应用的旋转角度小于一圈的机电限位机构。该机电限位机构通常是应用在相对旋转的两个旋转体之间，用以控制两个转体之间的旋转角度。该限位机构存在的主要问题是只能控制转角在360°以内的旋转，大于360°的旋转角度不可控制。 [0004] 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所另一设计：一种±200°旋转转体的机电限位机构，申请号201010224097.6，包括第一和第二霍尔元件电限位、固定机械限位块、动环、旋转环、第一和第二磁块、压环、控制钉、控制钉锁紧螺帽；该机电限位机构是安装在两个相对旋转体之间使用，动环、压环和旋转环安装在外部的旋转体上部的工作面上，固定机械限位块、第一和第二霍尔元件电限位、控制钉和控制钉锁紧螺帽安装固定在承载体底面的工作面上，使用安装时，旋转体的“0”位和承载体的“0”位重叠。实现了两个旋转体之间超出360°的大角度限位旋转，实现了±200°的电限位。该设计结构比较复杂，且只适用于旋转角度远小于两周的情形，如果需要转动的角度大于两周，则这种结构不适用。发明内容 [0005] 本发明的目的在于提供一种大角度旋转体的机电限位机构，以解决现有技术中导致超过360°的旋转限位结构复杂、实现困难的问题。 [0006] 为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的： [0007] 一种大角度旋转体的机电限位机构，包括： [0008] 螺槽导板，包括一圆形的导板主体，所述导板主体上设有螺旋导槽，所述螺旋导槽具有一导槽起始端和导槽末端，所述导槽起始端和导槽末端之间的角度大于360°； [0009] 用于安装旋转体的第一承载体，所述第一承载体连接在所述螺槽导板的一侧，所述第一承载体上连接有靠近于导槽起始端的第一霍尔元件和靠近于导槽末端的第二霍尔元件，所述第一霍尔元件、第二霍尔元件用于控制旋转体停转； [0010] 用于安装旋转体的第二承载体，所述第二承载体连接在所述螺槽导板的另一侧，所述第二承载体上连接有可滑动的导销件； [0011] 所述导销件和所述螺旋导槽滑动连接，且所述导销件的末端设有用于控制第一霍尔元件和第二霍尔元件工作的磁钢。 [0012] 进一步地，还包括圆形的径向导板，所述径向导板设置在所述第二承载体和螺槽导板之间，且和所述第二承载体相连接； [0013] 所述径向导板上设有径向导槽，所述导销件的顶端滑动连接在所述径向导槽内。 [0014] 在本申请中，通过径向导槽的设计，有效的实现了对导销件的控制，保证了导销件能够在大于360°的螺旋导槽中滑动。 [0015] 进一步地，所述径向导板和所述第二承载体之间通过螺栓或螺钉连接。 [0016] 进一步地，所述径向导板上设有减重孔。 [0017] 进一步地，所述螺槽导板、径向导板、第一承载体和第二承载体同轴设置。 [0018] 进一步地，所述导销件包括同轴设置的导销和挡销，所述导销和所述径向导槽滑动连接，所述挡销和所述螺旋导槽滑动连接。 [0019] 进一步地，所述导销和挡销之间还设置有同轴的凸环，所述凸环的直径大于所述螺旋导槽的宽度。 [0020] 进一步地，所述导槽起始端和导槽末端之间的角度为：旋转体的待转角度+2A，其中，A为限位预留角度。 [0021] 进一步地，所述第一霍尔元件设置在所述导槽起始端的前端，所述第二霍尔元件设置在所述导槽末端的前端。 [0022] 在本申请中前端指的是指向螺旋导槽中心的方向，此种设计当导销件和第一霍尔元件或第二霍尔元件接触时，可实现对旋转体的控制，当电限位失效时，导销件会直接碰到导槽起始端或导槽末端使旋转体停止转动，保证了对旋转体的控制效果。 [0023] 进一步地，所述第一承载体和所述螺槽导板之间通过螺栓或螺钉连接。 [0024] 根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果： [0025] 1、本申请设计的螺旋导槽大于一圈，并在螺旋导槽内滑动连接有导销件，且导销件和第二承载体滑动连接，第二承载体转动时，能够带动导销件转动，由于两者滑动连接，可使导销件的转动角度大于360°，当导销件和靠近于导槽起始端的第一霍尔元件或靠近于导槽末端的第二霍尔元件接触时，控制旋转体停止转动，有效的实现了旋转体超过360°的大角度限位； [0026] 2、本申请通过螺槽导板周边设有的螺旋导槽及滑动导销件实现对两个旋转体之间超出360°的大角度旋转限位；在螺槽导槽两端附近分别设有霍尔元件电限位及设在挡销端部的磁钢实现对两个旋转体之间超出360°的大角度旋转电限位控制，结构简单，控制方便。附图说明 [0027] 图1为本发明具体实施方式限位机构的整体结构示意图； [0028] 图2为图1的爆炸图； [0029] 图3为本发明具体实施方式中螺槽导板及第一承载体的结构示意图； [0030] 图4为本发明具体实施方式中径向导板的结构示意图； [0031] 图5为本发明具体实施方式中导销件的结构示意图。 [0032] 其中：10、螺槽导板；20、径向导板；30、导销件；40、第一霍尔元件；50、第二霍尔元件；60、第一承载体；70、第二承载体；11、螺旋导槽；12、导槽起始端；13、导槽末端；21、径向导槽；31、挡销；32、导销；33、凸环；34、磁钢。具体实施方式 [0033] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 [0034] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。 [0035] 一种大角度旋转体的机电限位机构，包括螺槽导板10、用于安装旋转体的第一承载体60、用于安装旋转体的第二承载体70和导销件30，螺槽导板10包括一圆形的导板主体，导板主体上设有螺旋导槽11，螺旋导槽11具有一导槽起始端12和导槽末端13，导槽起始端 12和导槽末端13之间的角度大于360°；第一承载体60连接在螺槽导板10的一侧，第一承载体60上连接有靠近于导槽起始端12的第一霍尔元件40和靠近于导槽末端13的第二霍尔元件50，第一霍尔元件40、第二霍尔元件50用于控制旋转体停转；第二承载体70连接在螺槽导板10的另一侧，第二承载体70上连接有可滑动的导销件30；导销件30和螺旋导槽11滑动连接，且导销件30的末端设有用于控制第一霍尔元件40和第二霍尔元件50工作的磁钢34。 [0036] 本申请设计的螺旋导槽大于一圈，并在螺旋导槽内滑动连接有导销件，且导销件和第二承载体滑动连接，第二承载体转动时，能够带动导销件转动，由于两者滑动连接，可使导销件的转动角度大于360°，当导销件和靠近于导槽起始端的第一霍尔元件或靠近于导槽末端的第二霍尔元件接触时，控制旋转体停止转动，有效的实现了旋转体超过360°的大角度限位。 [0037] 一种大角度旋转转体的机电限位机构（见附图1、2），由螺槽导板10、径向导板20、导销件30、第一霍尔元件40、第二霍尔元件50等部分组成。第一承载体60与第二承载体70为两个相对旋转的结构。该机电限位机构是安装在两个相对旋转体之间使用。 [0038] 螺槽导板10为圆环形板件（见附图2、3），与第一承载体60同轴固定设置。 [0039] 螺槽导板10周边设有螺旋导槽11。导槽的螺旋方向不限，可以是顺时针螺旋槽，也可以是逆时针螺旋槽，图例为逆时针向外的导槽。导槽起始端12与导槽末端13可以与导销件30配合用于机械限位。 [0040] 在第一承载体60的固定安装螺槽导板10的端面上，在导槽起始端12的附近开有安装孔，在该孔内设有第一霍尔元件40，第一霍尔元件40与螺旋导槽11位置对应；在导槽末端 13的附近开有安装孔，在该孔内设有第二霍尔元件50，第二霍尔元件50与螺旋导槽11位置对应； [0041] 导槽起始端12与导槽末端13间的角度可以根据实际需要设定。如果第二承载体70相对于第一承载体60需要转动400度(可以是更大的角度)，考虑到电限位与机械限位之间所需要预留的转动角度A，则导槽起始端12与导槽末端13间的角度为400度+2A。 [0042] 在附图3中，设置在导槽起始端12附近的第一霍尔元件40与设置在导槽末端13附近的第二霍尔元件50之间沿螺旋导槽转动的角度B为400度，第一霍尔元件40与第二霍尔元件50之间的实际空间角度为40度。 [0043] 径向导板20为圆形板件（见附图2、4），与第二承载体70同轴固定设置。在径向导板20上设有一条径向导槽21。径向导槽21的宽度与导销32滑配。 [0044] 导销件30见附图2、3、5，导销件30由挡销31、凸环33、导销32三段同轴构成，挡销31与螺槽导板10上的螺旋导槽11滑动配合，导销32与径向导板20上的径向导槽21滑配。在挡销31的端部还固定设有磁钢34。 [0045] 工作原理说明： [0046] 仪器正常工作时，通过电限位直接控制，本发明需选择磁块、霍尔元件间的电磁信号控制。 [0047] 设定初始时导销件30位于螺旋导槽11的中间位置。 [0048] 顺时针转动第二承载体70（附图2，从上向下看），径向导板上的径向导槽21拨动导销件30沿螺旋导槽11向心滑动，当导销件30移动到与第二霍尔元件50对应位置时，由于在挡销31的端部固定设有磁钢34。此时第二霍尔元件50导通，通过控制电路对旋转体实现电限位，使旋转停止。当电限位失效时，挡销31会直接碰到导槽末端13使旋转停止。 [0049] 逆时针转动第二承载体70（附图2，从上向下看），径向导板上的径向导槽21拨动销导销件30沿螺旋导槽11向外侧滑动，当导销件30移动到与第一霍尔元件40对应位置时，由于在挡销31的端部固定设有磁钢34。此时第一霍尔元件40导通，通过控制电路对旋转体实现电限位，使旋转停止。当电限位失效时，挡销31会直接碰到导槽起始端12使旋转停止。 [0050] 本申请具有如下优点：通过螺槽导板周边设有的螺旋导槽及滑动挡销实现对两个旋转体之间超出360°的大角度旋转限位；在螺槽导槽两端附近分别设有霍尔元件电限位及设在挡销端部的磁钢实现对两个旋转体之间超出360°的大角度旋转电限位控制。 [0051] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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