Поворотная ступень

Вращающаяся ступень — это компонент системы движения, используемый для ограничения объекта одной осью вращения. Термины «поворотный стол» или «стадия вращения» часто используются как синонимы термина « роторная ступень» . Все поворотные ступени состоят из платформы и основания, соединенных направляющей той или иной формы таким образом, что вращение платформы ограничено вокруг одной оси относительно основания. В обычном использовании термин « поворотная ступень» может также включать или не включать механизм, с помощью которого регулируется угловое положение платформы относительно основания.

Принцип работы

В трехмерном пространстве объект может либо вращаться вокруг, либо перемещаться вдоль любой из трех осей. Таким образом, говорят, что объект имеет шесть степеней свободы (3 вращательные и 3 поступательные). Поворотная ступень имеет только одну степень свободы (вращение вокруг одной оси). Другими словами, вращающиеся ступени работают путем физического ограничения 3 осей перемещения и 2 осей вращения.

Типы подшипников

Поворотные ступени состоят из платформы, которая перемещается относительно основания. Платформа и основание соединены каким-либо подшипником , который ограничивает движение платформы вращением вокруг одной оси. Используются самые разные типы подшипников, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, что делает их более подходящими для одних применений, чем для других.

Подшипник скольжения

Подшипник скольжения — это просто две поверхности, скользящие друг относительно друга. Обычно круглая ступенька на платформе плотно сочетается с круглым углублением в основании, обеспечивая свободное вращение и сводя к минимуму движение из стороны в сторону. Поворотная платформа, оснащенная подшипниками этого типа, обычно используется только для грубого позиционирования и регулируется вручную, просто поворачивая платформу. Часто имеются индексные метки либо на основании, либо на платформе, позволяющие в некоторой степени повторять позиционирование платформы относительно основания.

Подшипник качения

Этот тип вращающейся ступени включает в себя ступени на шарикоподшипниках, ступени на скрещенных роликах и, возможно, другие. любой из множества различных подшипников качения Можно использовать . Обычно используется пара подшипников, которые предварительно нагружены, чтобы компенсировать любое провисание, которое может привести к подъему платформы сцены относительно основания.

Методы управления положением

Ручной прямой

Некоторые поворотные платформы управляются простым поворотом платформы вручную. Платформа может иметь метки для установки разных угловых положений относительно основания. Может быть предусмотрен запирающий механизм для фиксации платформы на основании в желаемом положении.

Ручной червячный привод

Для более точного контроля положения червячный привод можно использовать . Червячное колесо прикреплено к вращающейся платформе и входит в зацепление с червяком в основании. Вращение червяка с помощью ручки ручного управления приводит к вращению платформы относительно основания. Указательные метки как на ручке управления, так и на платформе можно использовать для очень точного и повторяемого расположения платформы относительно основания.

Шаговый двигатель с червячным приводом

Заменив ручку ручного управления в приведенном выше сценарии ручного червячного привода, шаговый двигатель позволяет автоматизировать позиционирование поворотной ступени. Шаговый двигатель вращается с фиксированными приращениями или шагами. Количество пройденных шагов контролируется контроллером шагового двигателя. В этом смысле шаговый двигатель ведет себя во многом как индексированная ручка управления.

Двигатель постоянного тока и энкодер с червячным приводом

Вместо ручки ручного управления также можно использовать двигатель постоянного тока. Двигатель постоянного тока не движется с фиксированным шагом. Следовательно, для определения положения сцены требуются альтернативные средства. К двигателю постоянного тока может быть прикреплен энкодер, который будет использоваться для сообщения об угловом положении двигателя контроллеру двигателя, позволяя контроллеру движения надежно и повторяемо перемещать платформу для заданных положений.

Линейный привод

Когда требуется точное угловое позиционирование только на небольшой общий угол, можно использовать линейный привод (ручной или моторизованный). Обычно возможный диапазон движения составляет всего от 10° до 20° вращения. Линейный привод прижимается к контактной поверхности, прикрепленной к платформе сцены, так что выдвижение или втягивание привода приводит к вращению платформы. Платформа сцены подпружинена к наконечнику привода, так что контактная поверхность остается в контакте с наконечником привода, когда привод втягивается.

См. также

Ссылки