Роторная сцена - Rotary stage

А роторная ступень является составной частью система движения используется для ограничения объекта одной осью вращения. Условия поворотный стол или этап вращения часто используются как синонимы роторная ступень. Все поворотные ступени состоят из платформы и основания, соединенных какой-либо направляющей таким образом, что платформа ограничена вращением вокруг одной оси относительно основания. В обиходе термин роторная ступень может также включать или не включать механизм, с помощью которого регулируется угловое положение платформы относительно основания.

Принцип действия

В трехмерном пространстве объект может либо вращаться, либо перемещаться по любой из трех осей. Таким образом, объект имеет шесть степеней свободы (3 вращательных и 3 поступательных). Вращающийся столик имеет только одну степень свободы (вращение вокруг одной оси). Другими словами, поворотные ступени работают, физически ограничивая 3 оси поступательного движения и 2 оси вращения.

Типы подшипников

Поворотные ступени состоят из платформы, которая перемещается относительно основания. Платформа и основание соединены некоторой формой несущий который ограничивает движение платформы вращением вокруг единственной оси. Используются различные типы подшипников, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, что делает их более подходящими для одних применений, чем для других.

Подшипник скольжения

А подшипник скольжения это просто две поверхности, скользящие друг относительно друга. Как правило, круглая ступенька на платформе плотно прилегает к круговой выемке в основании, обеспечивая свободное вращение и минимизируя перемещение из стороны в сторону. Поворотный столик с подшипником этого типа обычно используется только для грубого позиционирования и регулируется вручную простым поворотом платформы. Индексные метки либо на основании, либо на платформе часто предусмотрены, что позволяет в некоторой степени воспроизводить положение платформы относительно основания.

Подшипник качения

Этот тип поворотной ступени включает ступени на шарикоподшипниках, ступени с перекрестными роликами и, возможно, другие. Любой из множества разных подшипники качения могут быть использованы. Как правило, используется пара подшипников, и они предварительно нагружены для компенсации любого провисания, которое может привести к подъему платформы сцены относительно основания.

Методы управления положением

Ручной прямой

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

Ручной червячный привод

Для более точного управления положением червячный привод может быть использовано. Червячное колесо закреплено на вращающейся платформе и входит в зацепление с червяком в основании. Вращение червяка с помощью ручки ручного управления заставляет платформу вращаться относительно основания. Индексные метки как на ручке управления, так и на платформе можно использовать для очень точного и повторяемого расположения платформы по отношению к основанию.

Шаговый двигатель с червячным приводом

Замена ручки ручного управления в приведенном выше сценарии ручного червячного привода a шаговый двигатель позволяет автоматизировать позиционирование поворотного столика. Шаговый двигатель вращается с фиксированными приращениями или шагами. Количество перемещаемых шагов контролируется контроллером шагового двигателя. В этом смысле шаговый двигатель ведет себя как ручка управления с указателем.

Двигатель постоянного тока и энкодер с червячным приводом

Двигатель постоянного тока также может использоваться вместо ручки ручного управления. Двигатель постоянного тока не движется с фиксированными приращениями. Следовательно, для определения положения сцены требуются альтернативные средства. Кодер может быть прикреплен к двигателю постоянного тока и использоваться для сообщения углового положения двигателя контроллеру двигателя, что позволяет контроллеру движения надежно и с возможностью повторения перемещать столик в заданные положения.

Линейный привод

Когда требуется точное угловое позиционирование только на небольшом общем угле, линейный привод (как ручное, так и моторизованное). Обычно возможный диапазон движения составляет всего от 10 ° до 20 ° поворота. Линейный привод прижимается к контактной поверхности, прикрепленной к платформе сцены, так что выдвижение или втягивание привода заставляет платформу вращаться. Платформа ступени подпружинена к наконечнику привода, так что контактная поверхность остается в контакте с наконечником привода, когда привод втягивается.