一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),由驅(qū)動塊、步進(jìn)電機(jī)、方形螺母、電機(jī)固定板和至少一根導(dǎo)向柱組成,該導(dǎo)向柱和步進(jìn)電機(jī)一體相接在電機(jī)固定板上,方形螺母套接在步進(jìn)電機(jī)的螺桿軸上,方形螺母徑向限制轉(zhuǎn)動于驅(qū)動塊并與驅(qū)動塊一并沿導(dǎo)向柱滑動。特別地,該方形螺母同軸固接一個軸承的內(nèi)圈,軸承嵌置于驅(qū)動塊內(nèi)且軸承的外圈兩側(cè)與驅(qū)動塊相接觸、隨動,利用軸承將靜摩擦轉(zhuǎn)化為滾珠摩擦。應(yīng)用本實用新型的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),增大了該系統(tǒng)的輸出力,大大降低了系統(tǒng)卡死幾率,提高了生產(chǎn)效率和良率;同時還可以減少系統(tǒng)測試時間和人力、生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種執(zhí)行系統(tǒng),尤其涉及一種微型線性執(zhí)行系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]線性執(zhí)行系統(tǒng)可以用來驅(qū)動部件按線性方式運(yùn)動,并且可以通過機(jī)械限位或位置傳感器來對運(yùn)動的具體位置進(jìn)行定位,是工業(yè)自動化中經(jīng)常使用的裝置。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的直線線性執(zhí)行系統(tǒng)包括直線線性執(zhí)行器和直線電機(jī),直線線性執(zhí)行器采用滑軌與滑塊組合限制電機(jī)沿滑軌方向做直線運(yùn)動,執(zhí)行器所采用的滑軌和滑塊組件較為龐大,占用空間極多,且機(jī)構(gòu)較繁瑣,不便于安裝,執(zhí)行器對電機(jī)僅起到單一的滑軌方向限制,所以配備電機(jī)必須配備特制的直線電機(jī),特制直線電機(jī)價格高昂,所需成本極高,不利于社會發(fā)展。
[0004]故已有研發(fā)如圖1、圖2所示的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),該微型線性執(zhí)行系統(tǒng)包括驅(qū)動塊1、步進(jìn)電機(jī)2、方形螺母3、電機(jī)固定板4和兩根的導(dǎo)向柱5,驅(qū)動塊I設(shè)有導(dǎo)向柱孔、驅(qū)動槽11和電機(jī)軸通道12 ;導(dǎo)向柱5—端滑配穿接于導(dǎo)向柱孔內(nèi),導(dǎo)向柱5主要用于限定驅(qū)動塊I位移軌道,導(dǎo)向柱另一端與電機(jī)固定板連接固定;步進(jìn)電機(jī)與電機(jī)固定板連接固定,電機(jī)設(shè)有呈對角的固定孔(省略附圖標(biāo)記),該固定孔通過與電機(jī)固定板上對應(yīng)孔連接固定,步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸21為螺桿軸,該螺桿軸插置于電機(jī)軸通道12內(nèi);方形螺母3螺接于螺桿軸上,且方形螺母3置于驅(qū)動槽11內(nèi)并限位,驅(qū)動槽11通過限制方形螺母不發(fā)生旋轉(zhuǎn),同時間接地限定了該系統(tǒng)的線性運(yùn)動。另外,上述兩根導(dǎo)向柱分設(shè)于電機(jī)軸的兩側(cè),且驅(qū)動塊對應(yīng)設(shè)有兩個導(dǎo)向柱孔,確保了該系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。上述兩根導(dǎo)向柱相對電機(jī)軸中心對稱,進(jìn)一步確保該微型線性執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動的線性軌跡穩(wěn)定。
[0005]但該系統(tǒng)在運(yùn)動過程中兩端極限位置存在自鎖卡死現(xiàn)象。分析主要原因是由于其中銅質(zhì)的方形螺母與驅(qū)動塊由于擠壓產(chǎn)生靜摩擦力過大而造成自鎖。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本實用新型的目的是提出一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),解決傳統(tǒng)該類執(zhí)行系統(tǒng)在兩端極限位置自鎖卡死的問題。
[0007]本實用新型的上述目的,其實現(xiàn)的技術(shù)解決方案是:一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),由驅(qū)動塊、步進(jìn)電機(jī)、方形螺母、電機(jī)固定板和至少一根導(dǎo)向柱組成,所述導(dǎo)向柱和步進(jìn)電機(jī)一體相接在電機(jī)固定板上,所述方形螺母套接在步進(jìn)電機(jī)的螺桿軸上,所述方形螺母徑向限制轉(zhuǎn)動于驅(qū)動塊并與驅(qū)動塊一并沿導(dǎo)向柱滑動,其特征在于:所述方形螺母同軸固接一個軸承的內(nèi)圈,所述軸承嵌置于驅(qū)動塊內(nèi)且軸承的外圈兩側(cè)與驅(qū)動塊相接觸、隨動,所述螺桿軸懸空伸縮于軸承的內(nèi)圈內(nèi)側(cè)。
[0008]進(jìn)一步地,所述軸承為深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承之一。
[0009]進(jìn)一步地,所述微型線性執(zhí)行系統(tǒng)具有兩根導(dǎo)向柱,且驅(qū)動塊設(shè)有相對應(yīng)的兩個導(dǎo)向柱孔。[0010]應(yīng)用本實用新型的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),較之于傳統(tǒng)技術(shù)的顯著優(yōu)點是:它增大了該系統(tǒng)的輸出力,大大降低了系統(tǒng)卡死幾率,提高了生產(chǎn)效率和良率;同時還可以減少系統(tǒng)測試時間和人力、生產(chǎn)成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有微型線性執(zhí)行系統(tǒng)電機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是現(xiàn)有微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的總裝剖視圖。
[0013]圖3是本實用新型微型線性執(zhí)行系統(tǒng)電機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是本實用新型微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的總裝剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1、圖2所示的傳統(tǒng)微型線性執(zhí)行系統(tǒng),體積微小且通過電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)帶動驅(qū)動塊作直線運(yùn)動,解決了現(xiàn)有技術(shù)中直線線性執(zhí)行系統(tǒng)體積大且所配備直線電機(jī)價格高昂的問題。但是如前所述該系統(tǒng)在兩端極限位置易出現(xiàn)自鎖卡死的問題,因此為減少傳統(tǒng)微型線性執(zhí)行系統(tǒng)中方形螺母與驅(qū)動塊之間產(chǎn)生的靜摩擦力,在減少生產(chǎn)成本的前提下對銅質(zhì)的方形螺母結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,減少其接觸面積及靜摩擦力,改善自鎖卡死現(xiàn)象,降低能量損失,提升線性執(zhí)行系統(tǒng)的工作效率。
[0016]如圖3和圖4所示,是本實用新型具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的電機(jī)部分結(jié)構(gòu)示意圖和總裝剖視圖。從圖示可見,在傳統(tǒng)微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本實用新型的特征設(shè)計主要針對方形螺母與驅(qū)動塊之間的靜摩擦力消除或轉(zhuǎn)化,將該靜摩擦系數(shù)轉(zhuǎn)化為滾動摩擦系數(shù),由此避免自鎖卡死現(xiàn)象。而從實現(xiàn)結(jié)構(gòu)來看:該方形螺母3同軸固接一個軸承6的內(nèi)圈,該軸承6嵌置于驅(qū)動塊的驅(qū)動槽11內(nèi)且軸承6的外圈兩側(cè)與驅(qū)動塊I相接觸,該軸承6與方形螺母3軸向同步運(yùn)動,且?guī)域?qū)動塊I 一起隨動。此中,螺桿軸懸空伸縮于軸承6的內(nèi)圈內(nèi)側(cè),即軸承內(nèi)圈與螺桿軸不相接觸。
[0017]上述軸承為深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承之一,只需滿足軸承與驅(qū)動塊之間的摩擦力減少,步進(jìn)電機(jī)在垂直于螺桿軸方向上的力減少,在平行于螺桿軸方向上的力增大,即整個微型線性執(zhí)行系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)輸出力得以增加。
[0018]除此之外,本實用新型技術(shù)方案中前述常規(guī)步進(jìn)電機(jī)可以是反應(yīng)式、永磁式、混合式或單相式均適用。只要能通過步進(jìn)角相對精確控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度即可。根據(jù)微型應(yīng)用的需求選擇步進(jìn)電機(jī)的外徑大小,優(yōu)選之一為外徑15mm的永磁式微型步進(jìn)電機(jī)。
[0019]具體實施時,運(yùn)作該微型線性執(zhí)行系統(tǒng),步進(jìn)電機(jī)參與工作,由于方形螺母受限而不發(fā)生旋轉(zhuǎn),所以通過螺桿軸轉(zhuǎn)動,使得方形螺母發(fā)生線性位移,而方形螺母同軸固接一個軸承的內(nèi)圈且軸承的外圈與活動塊相嵌接,由此帶動驅(qū)動塊沿導(dǎo)向柱作線性運(yùn)動。這樣,便通過軸承的外圈與活動塊的接觸,將原方形螺母與驅(qū)動塊的靜摩擦系數(shù)轉(zhuǎn)換為軸承自身滾珠的摩擦系數(shù),進(jìn)而達(dá)到減少其與驅(qū)動塊件的接觸面積及靜摩擦系數(shù),徹底避免自鎖卡死。
[0020]通過上述的文字表述可以看出,應(yīng)用本實用新型的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),較之于傳統(tǒng)技術(shù)具有顯著優(yōu)點和進(jìn)步性:它增大了該系統(tǒng)的輸出力,大大降低了系統(tǒng)卡死幾率,提高了生產(chǎn)效率和良率;同時還可以減少系統(tǒng)測試時間和人力、生產(chǎn)成本。
[0021]除上述實施例外,本實用新型還可以有其它實施方式,凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案,均落在本實用新型所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),由驅(qū)動塊、步進(jìn)電機(jī)、方形螺母、電機(jī)固定板和至少一根導(dǎo)向柱組成,所述導(dǎo)向柱和步進(jìn)電機(jī)一體相接在電機(jī)固定板上,所述方形螺母螺接在步進(jìn)電機(jī)的螺桿軸上,所述方形螺母徑向限制轉(zhuǎn)動于驅(qū)動塊并與驅(qū)動塊一并沿導(dǎo)向柱滑動,其特征在于:所述方形螺母同軸固接一個軸承的內(nèi)圈,所述軸承嵌置于驅(qū)動塊內(nèi)且軸承的外圈兩側(cè)與驅(qū)動塊相接觸、隨動,所述螺桿軸懸空伸縮于軸承的內(nèi)圈內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),其特征在于:所述軸承為深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有防自鎖卡死功能的微型線性執(zhí)行系統(tǒng),其特征在于:所述微型線性執(zhí)行系統(tǒng)具有兩根導(dǎo)向柱,且驅(qū)動塊設(shè)有相對應(yīng)的兩個導(dǎo)向柱孔。
【文檔編號】H02K37/24GK203416145SQ201320491878
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】田國劍, 馬濟(jì)秋 申請人:比克希線束電子(蘇州)有限公司