CN106981944B - 直线驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线驱动装置，包括导轨、驱动电机、电机盖、滑块、滚珠丝杆、锁紧块，控制系统，所述导轨上开设有长滚珠槽，所述电机盖固定安装在所述驱动电机两端，所述电机盖上开设有轴承孔，所述转子两端穿过所述轴承孔与所述电机盖转动连接，所述滑块设置在所述导轨上，且与所述导轨滑动连接，所述滑块上开设在有容纳槽，滚珠丝杆位于所述容纳槽内，所述锁紧块位于所述滑块下方，且固定安装在所述滑块上，所述转子与所述滚珠丝杆之间设置有联轴器，所述滚珠丝杆的两端分别依次套设有滚珠循环器、压力轴承、轴承挡板，所述轴承挡板与所述滚珠丝杆转动连接；本发明可实现超长行程，同时保证了滚珠丝杠的高精度。

Description

直线驱动装置

技术领域

本发明涉及直线驱动设备，尤其是一种适合超长行程的直线驱动装置。

背景技术

目前，现有机床上用于直线位移驱动的普遍是滚珠丝杆、齿轮齿条驱动、同步皮带驱动、梯形丝杆驱动。滚珠丝杆精度高、耐久性好，但是不能应用于长行程的设备，同样同步皮带和梯形丝杆也无法使用在长行程的领域，超长行程会造成丝杆或皮带自重过大，变形量大，震动大，往复定位精度降低。齿轮齿条传动适合超长行程的应用，齿条可以无限接长，但是齿轮和齿条啮合会存在间隙，而且长时间使用磨损造成更大的回转间隙，精度低。故行业内需要设计一种适于超长行程且精度高的直线驱动装置，以克服现有技术的不足。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种直线驱动设备。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是直线驱动装置，包括：

导轨，开设有长滚珠槽；

驱动电机，包括定子、转子，所述定子与所述导轨滑动连接，所述转子套设在所述定子内；

电机盖，固定安装在所述驱动电机两端，所述电机盖上开设有轴承孔，所述转子两端穿过所述轴承孔与所述电机盖转动连接；

滑块，设置在所述导轨上，与所述导轨滑动连接，所述滑块上开设在有容纳槽；

滚珠丝杆，位于所述容纳槽内；以及

锁紧块，位于所述滑块下方，且固定安装在所述滑块上；

其中，所述转子与所述滚珠丝杆之间设置有联轴器，所述滚珠丝杆的两端分别依次套设有滚珠循环器、压力轴承、轴承挡板，所述滚珠循环器、压力轴承、轴承挡板均位于所述长滚珠槽内，所述轴承挡板与所述滚珠丝杆转动连接。

于本发明一实施例中，所述定子上开设有转子槽，所述转子槽的截面为圆弧形，所述转子位于所述转子槽与所述长滚珠槽所形成的空间内。

于本发明一实施例中，所述电机盖包括第一电机盖、第二电机盖，所述第一电机盖、第二电机盖套设在所述转子两端，所述第一电机盖、第二电机盖分别固定安装在所述定子的两端面。

于本发明一实施例中，所述第一电机盖、第二电机盖上均设有轴承座，所述轴承座位于所述导轨的长滚珠槽内，所述轴承孔开设在所述轴承座上，所述轴承孔内设置有轴承，所述轴承内套设有所述转子。

于本发明一实施例中，所述第二电机盖包括端靠板、连接板，所述端靠板与连接板固定连接，所述端靠板固定连接在所述定子的一端面上，所述连接板与所述滑块的一端面固定连接。

于本发明一实施例中，所述连接板为L型连接板。L型连接板为两个，对称分布在端靠板的两侧，其中L竖向对应的L型连接板的部分与所述端靠板固定相连接。

于本发明一实施例中，所述滑块上的两端开设有挡板槽，所述轴承挡板位于所述挡板槽内，且与所述滑块固定连接。

于本发明一实施例中，所述导轨上设有耳翼，所述耳翼与所述导轨固定连接，所述滑块上开设有卡合口，所述卡合口的高度小于或等于所述耳翼的厚度，所述卡合口与所述耳翼相配合，所述导轨在所述耳翼上滑动。所述锁紧块对称安装在所述导轨的两侧的所述滑块下方。

于本发明一实施例中，所述转子上设置有编码器，所述编码器与所述转子转动连接，所述编码器固定安装在所述第一电机盖上。

于本发明一实施例中，还包括控制系统，所述驱动电机、编码器均与所述控制系统电连接。

本技术方案具有以下有益效果：

套设在滚珠丝杆两端端部的压力轴承和轴承挡板使得滚珠丝杆能稳定地被限定在滑块的容纳槽内，即滚珠丝杆在滑块内部只能转动不能水平移动，且能够与滑块同时移动。设置在滑块下方的锁紧块用于“拉住”滑块和滚珠丝杆，使滑块紧贴导轨，给在滑块和滚珠丝杆之间的滚珠以预压力，避免了滚珠之间发生间隙滚动。同时，在导轨上开设有长滚珠槽，该长滚珠槽为沟槽，所述定子、滚珠丝杆部分位于沟槽内，并能够在沟槽内转动。驱动电机、滑块均一起相对与导轨滑动运动，锁紧块与所述滑块一起发生位置移动。定子上开设有转子槽，所述转子槽为截面为半圆状，转子位于转子槽与长滚珠槽所形成的空间内。可旋转的编码器用于反馈转子转动角度信号，反馈给控制系统用于控制驱动电机的转动。

本发明通过驱动电机直接驱动滑块内部的滚珠丝杆，转动部件短小，转动惯量小，同时导轨可以通过对接实现超长行程，保证了滚珠丝杠的高精度。

附图说明

图1是本发明一实施例的爆炸图；

图2是本发明的图1爆炸图的另一个视角的视图；

图3是本发明一实施例的结构示意图；

图4是本发明一实施例的剖视图。

1、导轨；2、驱动电机；4、滑块；7、长滚珠槽；21、定子；22、转子；

23、转子槽；31、第一电机盖；32、第二电机盖；33、轴承座；34、轴承孔；35、轴承；8、端靠板；9、L型连接板；10、容纳槽；11、滚珠丝杆；12、锁紧块；13、联轴器；14、滚珠循环器；15、压力轴承；16、轴承挡板；17、挡板槽；18、耳翼；41、卡合口；20、编码器；1211、U型循环器；1222、滚珠槽。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1至4对本发明作进一步描述。

本发明所涉及的直线驱动装置，包括导轨1、驱动电机2、电机盖、滑块4、滚珠丝杆11、锁紧块12，控制系统。所述导轨1上开设有长滚珠槽7，所述长滚珠槽7为半圆形沟槽，沟槽内设置有螺纹线。所述驱动电机2包括定子21、转子22，所述定子21与所述导轨1滑动连接，所述转子22套设在所述定子21内；所述定子21上开设有转子槽23，所述转子槽23为圆弧形凹槽，所述转子22位于所述转子槽23与所述长滚珠槽7所形成的空间内并与定子21相对转动。

所述定子21的两端安装分别安装有第一电机盖31、第二电机盖32，所述第一电机盖31、第二电机盖32分别固定安装在所述定子21的两端面上。所述第一电机盖31、第二电机盖32上均设有轴承座33，所述轴承座33上开设在有轴承孔34，所述第一电机盖31、第二电机盖32分别通过轴承孔34套设在所述转子22的两端，轴承孔34内设置有轴承35。安装到所述定子21上的轴承座33位于所述导轨1的长滚珠槽7内。

所述第二电机盖32还包括端靠板8、两个L型连接板9，所述两个L型连接板9对称、且L的横向呈背离状分布在所述端靠板8的两侧、均与所述端靠板8固定连接，三者也可以是通过一体成型方式制得。其中L型连接板9L竖向对应的的部分与所述端靠板8固定相连接，所述端靠板8通过螺钉等连接件固定连接在所述定子21的一端面上，所述L型连接板9的L横向对应的的部分与所述滑块4的一端面通过螺钉等连接件固定连接。

所述滑块4放置在所述导轨1上，与所述导轨1滑动连接，所述滑块4上开设在有容纳槽10；所述滚珠丝杆11位于所述容纳槽10内与所述导轨1的长滚珠槽7所形成的空间中。所述滑块4下方设置有锁紧块12，锁紧块12包括U型循环器1211和滚珠槽1222，U型循环器1211和滚珠槽1222之间固定连接。所述锁紧块12固定安装在滑块4上，用于给容纳槽10中的滚珠以一定的预压力，避免间隙滚动的发生。

所述转子22与所述滚珠丝杆11之间通过联轴器13进行连接，通过驱动电机直接驱动滑块4内部的滚珠丝杆5，转动部件短小，转动惯量小，精度高。所述滚珠丝杆5的两端分别依次套设有滚珠循环器14、压力轴承15、轴承挡板16，所述滑块4上的两端开设有挡板槽17，所述轴承挡板16位于所述挡板槽17内、与所述滑块4固定连接，所述轴承挡板16套与所述滚珠丝杆11转动连接。

所述导轨1上设有耳翼18，所述耳翼18与所述导轨1固定连接，也可以是一体成型。所述滑块4上开设有卡合口41，所述卡合口41的高度小于或等于所述耳翼18的厚度，便于当所述滑块4放置在所述导轨1上时所述卡合口41与所述耳翼18相配合，所述卡合口41两侧壁与所述耳翼18相贴合，进一步能够沿着耳翼18滑动。此时，既能保证在滑块4下方两侧安装锁紧块12，又能够使整个滑块4的重量最小，减小了震动，提高了精度。所述锁紧块12对称安装在位于所述导轨1两侧耳翼处的滑块4下方，固定方式可以通过螺钉等连接件进行，从而使滑块4和滚珠丝杆贴紧导轨，保证滚珠在它们之间有一个预压力。

所述转子22上还设置有编码器20，所述编码器20套设在转子22上、且与所述转子22转动连接，所述编码器20固定连接在所述第一电机盖31上，所述驱动电机2、编码器20均与所述控制系统电连接，可旋转的编码器20用于反馈转子转动角度信号，反馈给控制系统用于控制驱动电机的转动。

本实施例中，所述定子21相当于普通电机的定子切掉一半，转子还是完整的转子，一半的定子照样能够驱动转子22旋转(驱动方式还是像普通步进电机，采用交流异步电机原理或是同步电机驱动原理)，同时尾部的旋转编码器反馈转动角度信号。线路控制上和普通的伺服电机完全一样，不需要更改现有控制。

本发明通过简单合理的结构，设计出更适合超长行程的直线驱动装置，精度上能够媲美滚珠丝杠，同时又能无限对接，实现超长行程。

上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而非是对本发明进行限制，在本发明的宗旨和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种直线驱动装置，其特征在于，包括：

导轨，开设有长滚珠槽；

驱动电机，包括定子、转子，所述定子与所述导轨滑动连接，所述转子套设在所述定子内；

电机盖，固定安装在所述驱动电机两端，所述电机盖上开设有轴承孔，所述转子两端穿过所述轴承孔与所述电机盖转动连接；

滑块，设置在所述导轨上，与所述导轨滑动连接，所述滑块上开设在有容纳槽；

滚珠丝杆，位于所述容纳槽内；

以及锁紧块，位于所述滑块下方，且固定安装在所述滑块上；

其中，所述转子与所述滚珠丝杆之间设置有联轴器，所述滚珠丝杆的两端分别依次套设有滚珠循环器、压力轴承、轴承挡板，所述滚珠循环器、压力轴承、轴承挡板均位于所述长滚珠槽内，所述轴承挡板与所述滚珠丝杆转动连接；

所述滑块上的两端开设有挡板槽，所述轴承挡板位于所述挡板槽内，且与所述滑块固定连接；

所述导轨上设有耳翼，所述耳翼与所述导轨固定连接，所述滑块上开设有卡合口，所述卡合口的高度小于或等于所述耳翼的厚度，所述卡合口与所述耳翼相配合，所述滑块在所述耳翼上滑动；所述锁紧块对称安装在位于导轨两侧耳翼处的滑块下方。

2.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，所述定子上开设有转子槽，所述转子槽的截面为圆弧形，所述转子位于所述转子槽与所述长滚珠槽所形成的空间内。

3.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，所述电机盖包括第一电机盖、第二电机盖，所述第一电机盖、第二电机盖套设在所述转子两端，所述第一电机盖、第二电机盖分别固定安装在所述定子的两端面。

4.根据权利要求3所述的直线驱动装置，其特征在于，所述第一电机盖、第二电机盖上均设有轴承座，所述轴承座位于所述导轨的长滚珠槽内，所述轴承孔开设在所述轴承座上，所述轴承孔内设置有轴承，所述轴承内套设有所述转子。

5.根据权利要求4所述的直线驱动装置，其特征在于，所述第二电机盖包括端靠板、连接板，所述端靠板与连接板固定连接，所述端靠板固定连接在所述定子的一端面上，所述连接板与所述滑块的一端面固定连接。

6.根据权利要求5所述的直线驱动装置，其特征在于，所述连接板为L型连接板。

7.根据权利要求3所述的直线驱动装置，其特征在于，所述转子上设置有编码器，所述编码器与所述转子转动连接，所述编码器固定安装在所述第一电机盖上。

8.根据权利要求1至7任一所述的直线驱动装置，其特征在于，还包括控制系统，所述驱动电机、编码器均与所述控制系统电连接。