ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО С ШАРИКОВОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Предлагаемое опорно-поворотное устройство относится к системам ориентации, в частности антенных систем по азимуту и углу места. Известно «Антенное устройство» (RU 2387057 C1 опубл. 20.04.2010 г., МПК H01Q 3/08). Оно содержит основание, зеркало, карданный подвес, состоящий из внешней и внутренней рамок, приводы поворота рамок с выходными шестернями, зубчатые колеса и сверхвысокочастотный тракт. Привод поворота внешней рамки карданного подвеса укреплен на внешней рамке и выходная шестерня привода кинематически связана с зубчатым колесом, закрепленным на основании антенны и соосно с осью вращения внешней рамки; привод поворота внутренней рамки укреплен на внутренней рамке карданного подвеса и его выходная шестерня кинематически связана с зубчатым колесом, закрепленным на внешней рамке карданного подвеса и соосно с осью вращения внутренней рамки; элементы сверхвысокочастотного тракта, размещенные на неподвижном основании, соединены волноводами и вращающимися переходами, расположенными в рамках карданного подвеса соосно с осями их вращения, с зеркалом.
Известно «Опорно-поворотное устройство» (RU 133823 U1, опубл. 27.10.2013 г., МПК B66C 23/84), содержащее круглую сварную раму с закрепленной на ней роликовой опорой, у которой колесо приводится во вращение от шестерни, закрепленной на валу частотно - управляемого мотор-редуктора. Кроме того, оно содержит устройство контактных колец, установленное на раме, направление и частота вращения колеса пропорциональны передающемуся от ЭВМ сигналу, а обратная связь обеспечивается абсолютным датчиком, закрепленным в центре колеса и относительным датчиком, расположенным в корпусе электродвигателя. Известно «Опорно-поворотное устройство» (RU 2359372 C1 опубл. 20.08.2009 г., МПК H01Q 3/08). Оно выполнено в виде вертикальной колонны и содержит опору с установленным на ней приводом азимутального вращения. Привод азимутального вращения выполнен из двигателя и планетарного редуктора с разноименным зацеплением колес, с закрепленным на опоре водилом, и с выходным коронным колесом внутреннего зацепления, которое выполнено на внутренней поверхности поворотного корпуса, посаженного на опоре с возможностью вращения, в поворотном корпусе установлена ось поворота по углу места, с которой связана поворотная платформа, а также механизм поворота по углу места с отдельным приводом. Механизм поворота по углу места выполнен в виде кривошипа на выходном звене угломестного привода, который через сферические шарниры и тягу связан с поворотной платформой с образованием плеча относительно угломестной оси. Поворотный корпус выполнен как наружный кожух вертикальной колонны и посажен своей нижней частью с помощью пары подшипников на внутреннюю цилиндрическую опору, и образующий своей верхней частью наружное звено редуктора привода по углу места, выполненного в виде планетарного механизма с разноименным зацеплением колес, коронное колесо внутреннего зацепления которого выполнено на внутренней поверхности опорного корпуса, водило посажено с возможностью вращения в верхней части поворотного корпуса, на водиле жестко закреплен двигатель угломестного привода, и водило является выходным звеном привода.
В промежутке между планетарными редукторами на водилах соответствующих редукторов на оси поворотного корпуса установлены датчики поворотов, выходы которых связаны с поворотным корпусом. В водилах первого и второго редукторов выполнены сквозные каналы для вывода проводов питания угломестного двигателя и сигнальных проводов датчиков поворотов.
Оба планетарных редуктора выполнены из двух планетарных ступеней с двухвенцовыми сателлитами и общим для обеих ступеней водилом. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является «Опорно-поворотное устройство Мукушкина» (RU 2234773 C1 опубл. 20.08.2004 г. МПК H01Q 3/08), которое выполнено в виде связанного с объектом и направляющего его по дугам окружностей механизма, имеющего возможность независимого поворота относительно вертикальной и горизонтальной осей с единым центром вращения. Направляющий механизм выполнен в виде движущихся относительно вертикальной и горизонтальной осей трех дуг, из которых две вертикальные дуги, движущиеся в двух кулисах, неподвижно закрепленных внутри третьей горизонтальной дуги, установленной, в свою очередь, внутри неподвижной кулисы с возможностью движения.
Недостатками известных устройств является низкая нагрузочная способность, недостаточная точность позиционирования. Техническим результатом предлагаемого опорно-поворотного устройства является высокая нагрузочная способность, плавность хода, высокая точность позиционирования.
Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что опорно-поворотное устройство с шариковой передачей выполнено в виде связанного с объектом и направляющего его по дугам окружностей механизма, имеющего возможность независимого поворота относительно вертикальной и горизонтальной осей.
Новым в предлагаемом техническом решении является выполнение направляющего механизма в виде движущихся относительно вертикальной и горизонтальной осей четырех дуг, на торцевых сторонах которых имеются проточки для шариков подшипниковых и установлены соединенные между собой смежные обоймы с дорожками для шариков подшипниковых. Внешние плоские стороны обоймы закрыты дугообразными крышками, а законцовки обойм закрыты полукруглыми крышками с проточками для шариков подшипниковых. Дорожки качения заполнены шариками подшипниковыми, причем две из 4-х обойм, удерживающих вертикальные направляющие, крепятся к несущему кронштейну, а две из 4-х обойм, удерживающие горизонтальные направляющие, крепятся к малому кронштейну. Законцовки обойм выполнены с выступом для захвата шариков подшипниковых из дорожек качения между направляющими и обоймами.
На фиг. 1 изображено предлагаемое опорно-поворотное устройство с шариковой передачей (вид сзади).
На фиг. 2 изображено предлагаемое опорно-поворотное устройство с шариковой передачей (вид спереди).
На фиг. 3 изображено опорно-поворотное устройство с шариковой передачей.
Вид на выступ полукруглой крышки.
Опорно-поворотное устройство с шариковой передачей состоит из направляющих 1, каждая из которых представляет собой металлическую дугу, на внешней стороне которой, нанесен зубчатый венец 1.1, а на двух плоских торцевых сторонах 1.2 - дорожки качения. К законцовкам направляющих 1 крепится полезная нагрузка (антенна) 11. Направляющие 1 предназначены для перемещения (поворота) полезной нагрузки 11 в вертикальной плоскости.
Направляющие 2 выполнены аналогично направляющим 1 и соединены с малым кронштейном 7. К законцовкам направляющих 2 крепятся соединительные пластины 10. Направляющие 2 предназначены для перемещения (поворота) полезной нагрузки 11 в горизонтальной плоскости.
Кроме того, опорно-поворотное устройство с шариковой передачей содержит обоймы 3 и 3.1, каждая из которых представляет собой металлическую дугу, длиной равной примерно половине длины направляющих 1 и 2, на двух плоских торцевых противоположных сторонах и законцовках которой имеются дорожки качения, аналогичные дорожкам качения на торцевых сторонах направляющих 1.2. Внешние плоские стороны обойм 3 и 3.1 прикрыты дугообразными крышками 8 с проточками для шариков подшипниковых. Законцовки обойм 3 и 3.1 на срезе прикрыты полукруглыми крышками 9 с проточками под шарики подшипниковые (тела качения) и имеют выступ 9.1 для захвата шариков из дорожек качения между направляющими и обоймами. Две обоймы 3, предназначенные для удержания направляющих 2, крепятся к несущему кронштейну 6. Две обоймы 3.1, предназначенные для удержания направляющих 1, крепятся к малому кронштейну 7. Направляющие 1 и 2 помещаются между двумя смежными обоймами 3, 3.1 и удерживаются в них посредством шариков подшипниковых 5.
Для крепления двух смежных обойм между собой служат стойки 4. Шарики подшипниковые (тела качения) 5 предназначены для передачи трения качения между обоймами 3 и 3.1 и направляющими 1 и 2.
Несущий кронштейн 6 предназначен для крепления опорно-поворотного устройства с шариковой передачей на объекте, а также для крепления к нему обойм 3, удерживающих направляющие 2.
Малый кронштейн 7, крепится к направляющим 2 и предназначен для крепления обойм 3.1, удерживающих направляющие 1.
Дугообразные крышки 8 служит для направления качения и удержания шариков подшипниковых 5 при качении по внешним сторонам обойм и крепится к внешним сторонам обойм 3 и 3.1
Полукруглые крышки 9 служит для направления качения и удержания шариков подшипниковых 5 при качении по законцовкам обойм и крепится к законцовкам обойм 3 и 3.1. Кроме того, законцовки обойм содержат выступ 9.1, для захвата и направления на внешние стороны обойм 3 шариков подшипниковых 5.
Соединительная пластина 10 скрепляет законцовки направляющих 2 во избежание их перекосов.
Опорно-поворотное устройство с шариковой передачей работает следующим образом: каждая из 4-х направляющих располагается между двумя смежными обоймами. Всего обойм 8. В дорожки качения помещаются шарики подшипниковые 5 и заполняют их до образования непрерывной цепочки. Направляющие 1 и 2 удерживаются в обоймах при помощи шариков подшипниковых 5. Таким образом, формируется сдвоенный упорно-радиальный подшипник качения без сепаратора. Направляющие приводятся в движение мотор-редуктором, который сцепляется с ними посредством зубчатой передачи, и могут перемещать полезную нагрузку в двух противоположных плоскостях независимо друг от друга. При этом шарики подшипниковые внутри обойм катятся по дорожкам качения, проходя путь из внутренних дорожек между направляющих и обойм к внешним сторонам обойм и снова на внутренние стороны обойм по замкнутой непрерывной цепочке.
Преимущества: высокая нагрузочная способность, плавность хода, отсутствие люфтов, точность позиционирования.