[实用新型]一种刚柔耦合旋转轴承

说明书

本实用新型公开了一种刚柔耦合旋转轴承，包括：轴承外圈、滚动体、保持架、轴承内圈、刚柔耦合衬套、张紧力调节压块和阻尼环；所述滚动体通过所述保持架固定安装在所述轴承内圈与轴承外圈之间；所述刚柔耦合衬套包括：外环、内环和柔性部件；所述柔性部件设置在所述外环与所述内环之间，并连接所述外环与所述内环；所述张紧力调节压块将刚柔耦合衬套的外环固定于所述轴承内圈，并通过调整压块松紧程度调节柔性部件的刚度；张紧力调节压块与内环之间设置有阻尼环，改善柔性部件的动态特性，解决了机械接触式旋转轴承的摩擦死区问题，在原来的旋转轴承上，在与工作部件连接处加装刚度可调柔性铰链，实现摩擦死区的精密位移补偿。

技术领域

本实用新型涉及高速精密运动控制的技术领域，更具体地，涉及一种刚柔耦合旋转轴承。

背景技术

高速精密运动控制领域，基于机械接触式的旋转轴承在摩擦死区，精度受到限制。在更高精度要求的场合，工业上需要采用气浮、和静压轴承等方式来降低甚至消除摩擦的影响，成本高，使用环境要求高，不适应用与量大面广的电子制造场合。在精度要求高的场合，还需要对轴承施加预紧力来消除间隙，进一步加大了摩擦的影响。能否有其他低成本的方式来提高机械接触式旋转轴承的精度，成了业界需要解决的问题。

刚柔耦合平台巧妙地结合了大范围刚体运动和柔性铰链无摩擦精密运动的特点，在速度过零点，用柔性铰链的弹性变形来避免摩擦死区，实现了摩擦死区的补偿。如果能够将该原理用在运动副种，可以采用高疲劳寿命的钛合金制造，并配上合适的阻尼，则可以不用更改机构设计，就可以实现刚柔耦合运动。

发明内容

为解决机械接触式旋转轴承的摩擦死区问题，本实用新型提出将现有机械接触式旋转轴承直接改造为刚柔耦合旋转轴承，利用弹性变形来补偿摩擦死区，不需要改变原来机构的形式，更容易推广。

本实用新型采用的技术方案如下。

一种刚柔耦合旋转轴承，所述刚柔耦合旋转轴承包括：滚动体、保持架、轴承外圈、轴承内圈和刚柔耦合衬套；所述滚动体通过所述保持架固定安装在所述轴承内圈与轴承外圈之间；所述刚柔耦合衬套包括：外环、内环和柔性部件；所述柔性部件设置在所述外环与所述内环之间，并连接所述外环与所述内环。

进一步，所述刚柔耦合旋转轴承还包括：张紧力调节压块；当所述压块往里调节时，所述压块迫使所述外环的直径变大。

进一步，所述张紧力调节压块的紧固方式为旋压式或螺钉紧固式。

进一步，所述张紧力调节压块与所述内环之间还设有阻尼环。

进一步，所述柔性部件为柔性铰链。

进一步，所述柔性铰链在所述内环与外环之间呈辐射状分布。

进一步，所述外环在相邻两个所述柔性铰链之间的区域上设置有切口。

进一步，所述内环还设有与轴连接的键槽。

进一步，所述内环内外两侧开有对称的凹槽。

进一步，所述轴承内圈与所述外环为一体式结构。

与现有技术相比，有益效果是：在现有机械接触式旋转轴承上，增加一层刚柔耦合衬套，在速度过零点，通过柔性铰链的弹性变形实现摩擦死区的位移补偿。在原来的旋转轴承上，在与工作部件连接处加装刚度可调柔性铰链，采用高疲劳寿命的材料制作，通过柔性铰链的变形轴承实现在摩擦死区的精密角位移补偿。设置阻尼环，在微小角位移模式和运动末段，速度低时阻力小，快速实现角位移补偿；在高速运动阶段，阻尼力大，减小柔性铰链在整体高速运动时的振动，运动更加平稳。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的爆炸图；

图2为本实用新型实施例一装配图；