一种多极旋转变压器的安装及布线结构的制作方法

1.本发明涉及一种多极旋转变压器的安装及布线结构,属于高精度稳定平台技术领域。


背景技术：

2.高精度稳定平台一般由框架、回转轴系、负载、驱动电机、角度传感器和陀螺等组成，为满足高精度角度测量需要，经常会选用多极旋转变压器作为角度传感器。多极旋转变压器由外圈和内圈组成，外圈一般采用螺钉或压圈沿轴向安装固定在稳定平台的基座上，内圈一般采用螺钉或压圈沿轴向安装固定在稳定平台的运动转轴上，稳定平台内环引出线需要沿回转轴系中心穿过转轴和多极旋转变压器内圈，再折弯后沿稳定平台的基座布线。由于多极旋转变压器内圈一般采用螺钉或压圈沿轴向安装固定在稳定平台的运动转轴上，为保证从外向内安装螺钉或压圈时的装配工艺性，多极旋转变压器内圈需在中心孔内布置安装法兰，安装法兰上再布置螺钉孔或压圈安装空间，安装法兰会占用宝贵的回转轴系中心空间，减小稳定平台内环引出线的穿轴空间，增加稳定平台内环引出线的非线性力矩，甚至当多极旋转变压器内圈安装法兰中心通孔小于稳定平台内环引出线直径时，造成稳定平台内环引出线无法从回转轴系中心穿出布线。
3.多极旋转变压器的引出线一般均布在外圈和内圈的同一外露侧面，由于多极旋转变压器采用中空结构，其外圈引出线和内圈引出线均不在稳定平台的运动转轴中心。多极旋转变压器的外圈引出线不随稳定平台的运动转轴一起转动，可折弯后直接沿稳定平台的基座布线。如多极旋转变压器内圈引出线折弯后直接沿基座布线，内圈引出线的根部布线随转轴一起转动，而内圈引出线的基座处布线固定不动，内圈引出线的根部布线和基座处布线在转轴转动时会产生相对扭转运动，内圈引出线会受力变形伸长。随着转轴转动角度的增大，相对扭转运动越大，内圈引出线的根部布线和基座处布线间所需长度越长，内圈引出线会出现损伤，甚至直接断裂。
4.内圈引出线损伤或断裂，通常在稳定平台回转轴系中增加滑环，但滑环的使用会占用稳定平台宝贵的轴系空间，且滑环一般成本较高，在稳定平台电气组件成本上占比很大，滑环的使用会大幅增加稳定平台成本。同时滑环的使用会增加稳定平台轴系的摩擦力矩和装调难度，进一步增加了伺服控制难度。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是提供一种多极旋转变压器的安装及布线结构，无需使用滑环，还可以避免引出线损伤和断裂问题。
6.一种多极旋转变压器的安装及布线结构，包括外框(1)、轴承(2)、外圈支架(3)、内框(4)以及转轴(5)；
7.外框(1)为带有阶梯型中心孔的筒形结构，轴承(2)的外圆面安装在外框(1)的中心孔内；
8.转轴(5)为带有中心孔的筒形结构；转轴(5)同轴伸入到外框(1)的中心孔内，其中部安装在轴承(2)中，其另一侧的外圆周面上固定有内框(4)；内框在外部驱动下产生转动，则转轴(5)随着内框(4)同步转动；
9.外圈支架(3)为圆环状结构，固定在外框(1)阶梯型中心孔的阶梯处的侧面；多极旋转变压器的外线圈(7)设置在外框(1)的中心孔内，通过外缘上设置的法兰固定在外圈支架(3)上；多极旋转变压器的内线圈(6)设置在外线圈(7)内侧，通过其上设置的法兰固定连接在转轴(5)端部；
10.多极旋转变压器的外圈引出线(9)从外露侧面引出，折弯后直接沿外框(1)布线，多极旋转变压器的内圈引出线(8)从内线圈(6)的外露侧面引出，内圈引出线(8)向转轴(5)中心孔折弯后穿过内线圈(6)的中心通孔，进入转轴(5)中心孔，在该中心孔内再次折弯后与稳定平台内环引出线(10)汇聚，两者一起依次沿转轴(5)中心孔、内线圈(6)的中心通孔引出，在内线圈(6)的外侧折弯后沿外框(1)布线。
11.较佳的，内圈引出线(8)粘贴在稳定平台内环引出线(10)上。
12.较佳的，采用硅橡胶将内圈引出线(8)粘贴在稳定平台内环引出线(10)上。
13.较佳的，轴承(2)安装在外框(1)的中心孔的台阶的内圆上，外圈支架(3)通过螺钉沿轴向固定在外框(1)上。
14.较佳的，外圈支架(3)的内侧环形面与外框(1)中心孔台阶的侧面及轴承(2)靠紧。
15.进一步的，外圈支架(3)上设置有凸起，外线圈(7)的法兰通过螺钉三(13)沿轴向固定在外圈支架(3)的凸起上。
16.进一步的，外圈支架(3)上的凸台中部有工艺槽，工艺槽宽度和深度尺寸大于螺钉三(13)最大外圆直径。
17.较佳的，转轴(5)和内框(4)通过螺钉沿轴向固定。
18.较佳的，内线圈(6)的内侧布置凸台结构，内线圈(6)的凸台结构伸入到转轴(5)的中心孔中，并与转轴(5)的凸起结构通过螺钉沿径向固定。
19.较佳的，外框(1)中部布置有工艺孔。
20.本发明具有如下有益效果：
21.本发明提供了一种多极旋转变压器的安装及布线结构，转轴安装在外框中心孔内，并在可在内部转动，多极旋转变压器的外线圈通过外圈支架安装固定在稳定平台的外框上，多极旋转变压器的内线圈通过其安装凸台与转轴配合安装，外圈引出线和内圈引出线从外露侧面引出，多极旋转变压器的外圈引出线折弯后直接沿外框布线，内圈引出线向转轴中心孔折弯后穿入转轴中心孔，再次折弯后与稳定平台内环引出线汇聚，一起穿出转轴中心孔，折弯后直接沿外框布线；通过内圈引出线一次穿入和一次穿出转轴，实现了内圈引出线的根部布线、中心轴内布线和外框处布线不会在转动时受力变形伸长，随着转轴转动角度的增大，内圈引出线的根部布线、中心轴内布线和基座处布线间所需长度不变，有效避免了内圈引出线损伤和断裂问题；
22.本发明的转轴和多极旋转变压器内圈均布置有凸台结构，凸台上均布置有螺钉安装孔，外框和外圈支架布置有相应工艺结构，实现了多极旋转变压器内圈的径向安装固定和拆卸，有效释放了稳定平台转轴轴系的中心空间，增大了稳定平台内环引出线的穿轴空间，减小稳定平台内环引出线的非线性力矩；避免了多极旋转变压器内圈安装法兰中心通
孔小于稳定平台内环引出线直径时，造成稳定平台内环引出线无法从回转轴系中心穿出布线。
23.本发明无需使用滑环，简化了轴系结构，降低了成本和轴系装调难度。
附图说明
24.图1为一种多极旋转变压器的安装及布线结构的剖视示意图；
25.图2为一种多极旋转变压器的安装及布线结构的侧视示意图(去掉多极旋转变压器外圈和多极旋转变压器内圈)；
26.图3为转轴的结构示意图；
27.图4为外圈支架的结构示意图；
28.图5为多极旋转变压器的结构示意图。
29.1-外框，2-轴承，3-外圈支架，4-内框，5-转轴，6-内线圈，7-外线圈，8-内圈引出线，9-外圈引出线，10-内环引出线，11-螺钉一，12-螺钉二，13-螺钉三，14-螺钉四。
具体实施方式
30.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
31.如图1、图2所示，本发明提供一种多极旋转变压器的安装及布线结构，所述安装及布线结构包括外框1、轴承2、外圈支架3、内框4、转轴5、螺钉一11、螺钉二12、螺钉三13、螺钉四14等。
32.外框1为带有阶梯型中心孔的筒形结构，轴承2的外圆面通过过盈配合的方式安装在外框1的中心孔内；转轴5为带有中心孔的筒形结构，转轴5一侧端面布置多个凸台结构，凸台上有沉孔，沉孔中心线与转轴5的中心轴线垂直；转轴5同轴伸入到外框1的中心孔内，其中部安装在轴承2中，其另一侧的外圆周面上固定有内框4；内框在外部驱动下产生转动，则转轴5随着内框4同步转动。
33.外圈支架3为圆环状结构，固定在外框1阶梯型中心孔的阶梯处的侧面；多极旋转变压器的外线圈7设置在外框1的中心孔内，通过外缘上设置的法兰固定在外圈支架3上；多极旋转变压器的内线圈6设置在外线圈7内侧，通过其上设置的法兰固定连接在转轴5端部的凸台结构上。当转轴5随着内框转动时，内线圈6也随着转动。
34.其中，轴承2安装在外框1的中心孔的台阶的内圆上，外圈支架3的内侧环形面与外框1中心孔台阶的侧面及轴承2靠紧，外圈支架3通过螺钉一11沿轴向固定在外框1上；如图4所示，外圈支架3上设置有凸起，凸台上有螺纹孔，凸台中部有工艺槽，工艺槽宽度和深度尺寸大于螺钉三13最大外圆直径；外线圈7的法兰通过螺钉四14沿轴向固定在外圈支架3的凸起上；外框1中部布置有工艺孔，工艺孔直径大于螺钉三13最大外圆直径。
35.转轴5和内框4通过螺钉二12沿轴向固定；如图5所示，内线圈6的内侧布置凸台结构，凸台上有螺纹孔，螺纹孔中心线与内线圈6的中心轴线垂直；内线圈6的凸台结构伸入到转轴5的中心孔中，并与转轴5的凸起结构通过螺钉三13沿径向固定。
36.如图5所示，内线圈6的通孔直径大于内环引出线10直径加内圈引出线8直径再加内圈引出线直径8之和；多极旋转变压器的外圈引出线9从外露侧面引出，折弯后直接沿外框1布线，多极旋转变压器的内圈引出线8从内线圈6的外露侧面引出，内圈引出线8向转轴5
中心孔折弯后穿过内线圈6的中心通孔，进入转轴5中心孔，在该中心孔内再次折弯后与稳定平台内环引出线10汇聚，两者一起依次沿转轴5中心孔、内线圈6的中心通孔引出，在内线圈6的外侧折弯后沿外框1布线，用硅橡胶将转轴5中心孔内的内圈引出线8粘贴在稳定平台内环引出线10上。
37.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。