CN101279428A - 直线电机垂直运动的平衡配重机构 - Google Patents

Abstract

一种直线电机垂直运动的平衡配重机构，包括支架、直线电机、载物滑台以及配重滑台；直线电机作用于垂直方向上，其定子相对于支架固定连接，动子相对于载物滑台固定连接；载物滑台在垂直方向上相对于支架导向滑动连接，配重滑台在垂直方向上相对于支架导向滑动连接；载物滑台和配重滑台在垂直运动方向上分别固定设置齿条，支架上对应设置齿轮，该齿轮相对支架转动定位连接，且同时与载物滑台和配重滑台上的齿条啮合。本方案解决了现有技术中直线电机垂直运动系统不稳定，且机构复杂、体积庞大的问题。

Description

直线电机垂直运动的平衡配重机构

技术领域

本发明属于机床、电火花加工、激光切割等加工设备领域，主要涉及一种直线电机垂直运动的平衡配重机构。

背景技术

在加工设备的机械运动中，通常需要采用直线电机来驱动某个工作头或载物滑台在垂直方向上下运动。当直线电机在垂直方向上推动一滑台上下工作时，由于滑台自身重力方向与垂直推动方向平行，其向上推动滑台的作用力大于向下推动滑台的作用力。这样就会造成直线电机在垂直方向工作时受力不均衡，使得整个系统不稳定，而且容易损坏电机。另外，当直线电机在失电状态下由于没有自锁功能，电机动子和载物滑台会自动向下滑落。

为了解决上述问题，以往人们利用定滑轮11、钢丝绳13悬挂平衡配重14的方式来平衡滑台的自重，见图5所示。由于这一系统中平衡配重14的质量等于载物滑台2与电机动子之和，所以在理论上这种系统能够保持载物滑台2在直线电机处于工作状态和失电状态下的平衡，即直线电机在向上推动或向下拉动时作用力不受载物滑台2自身重力影响，且在直线电机失电时载物滑台2不会因自重而下滑。但是上述平衡系统存在以下问题：当直线电机带动载物滑台向上运动时，若加速度超过重力加速度，由于钢丝绳属于软悬挂，绳体拉力为零，会发生弯曲，从而造成整个系统不稳定。为了解决这个问题，人们又想到在支架下部再安装一个定滑轮12，将平衡配重14与载物滑台2经下部的定滑轮12连接成一个闭合的传动链，见图6所示。但这种平衡系统结构复杂，体积庞大，且闭合的传动链对系统的运动精度要求比较高，从而导致成本增加。

发明内容

本发明提供一种直线电机垂直运动的平衡配重机构，其目的是要解决现有技术中直线电机垂直运动系统不稳定，且机构复杂、体积庞大的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直线电机垂直运动的平衡配重机构，包括支架、直线电机、载物滑台以及配重滑台；直线电机作用于垂直方向上，其定子相对于支架固定连接，动子相对于载物滑台固定连接；载物滑台在垂直方向上相对于支架导向滑动连接，配重滑台在垂直方向上相对于支架导向滑动连接；载物滑台和配重滑台在垂直运动方向上分别固定设置齿条，支架上对应设置齿轮，该齿轮相对支架转动定位连接，且同时与载物滑台和配重滑台上的齿条啮合。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述载物滑台和配重滑台相对于支架的导向滑动连接均由滑动块和导轨构成，滑动块和导轨两者中，一者设在载物滑台和配重滑台上，另一者设在支架上。

2、上述方案中，所述导轨为导向柱或导向滑槽。

3、上述方案中，所述载物滑台与配重滑台分别设在支架正反两侧面的相对位置上。

4、上述方案中，所述载物滑台与配重滑台设在支架同一侧面的相对位置上。

5、上述方案中，所述直线电机安装在支架与载物滑台之间的空间中，使得整个机构体积缩小，且不影响直线运动台的尺寸。

6、上述方案中，所述齿轮与齿条配合装置根据工作需要可以在载物滑台和配重滑台上分别对称设置一套，也可以分别对称设置两套。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明采用由一个齿轮与设置在载物滑台和配重滑台上的齿条啮合配合，使得在直线电机得电时，由于齿轮与齿条之间的啮合作用，即使载物滑台的加速度大于其自身的重力加速度时，也可以保证配重始终加载在载物滑台上；而当直线电机失电时，由于齿轮与齿条之间的啮合作用，可以保证齿轮两面的受力一样，从而保证了系统的稳定性；又采用滑动装置将载物滑台与配重滑台与支架滑动连接，代替现有技术中用钢丝绳连接配重，避免了在直线电机向上驱动载物滑台时，加速度超过重力加速度所带来的系统的不稳定，解决了配重的持续性问题。

2、由于本发明将直线电机安装在支架与载物滑台之间的空间中，使得整个机构体积缩小，且不影响直线运动台的尺寸。

附图说明

附图1为本发明实施例主视图；

附图2为图1的俯视图；

附图3为图1的工作状态(一)示意图；

附图4为图1的工作状态(二)示意图；

附图5为现有技术中平衡配重示意图；

附图6为现有技术中另一种平衡配重示意图。

以上附图中：1、支架；2、载物滑台；3、配重滑台；4、齿条；5、齿条；6、齿轮；7、导轨；8、滑动块；9、动子；10、定子；11、定滑轮；12、定滑轮；13、钢丝绳；14、平衡配重。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：

如图1、图2所示，一种直线电机垂直运动的平衡配重机构，包括支架1、直线电机、载物滑台2以及配重滑台3；直线电机作用于垂直方向上，其定子10相对于支架1固定连接，动子9相对于载物滑台2固定连接；载物滑台2在垂直方向上相对于支架1导向滑动连接，配重滑台3在垂直方向上相对于支架1导向滑动连接；载物滑台2和配重滑台3在垂直运动方向上分别固定设置齿条4和齿条5，支架1上对应设置齿轮6，该齿轮6相对支架1转动定位连接，且同时与载物滑台2和配重滑台3上的齿条4和齿条5啮合。

所述载物滑台2和配重滑台3相对于支架1的导向滑动连接均由滑动块8和导轨7构成，滑动块8设在载物滑台2和配重滑台3上，导轨7设在支架1上；其中导轨7可以为导向柱也可以为导向滑槽。

本实施例中载物滑台2与配重滑台3分别设在支架1正反两侧面的相对位置上，另外，载物滑台2和配重滑台3也可以根据情况设在支架1同一侧面的相对位置上。

所述齿轮6与齿条4和齿条5的配合装置根据工作需要在载物滑台2和配重滑台3上分别对称设置两套。

所述直线电机安装在支架1与载物滑台2之间的空间中，使得整个机构体积缩小，且不影响直线运动台的尺寸。

如图3、图4所示，直线电机在向上推动载物滑台2或向下拉动载物滑台2时，其作用力不受载物滑台2自身重力影响，由于齿轮6与齿条4和齿条5之间的啮合作用，即使载物滑台2的加速度大于其自身的重力加速度时，也可以保证配重始终加载在载物滑台2上；而当直线电机失电时，由于齿轮6与齿条4和齿轮5之间的啮合作用，可以保证齿轮6两面的受力一样，从而保证了系统的稳定性；又采用滑动块8与导轨7相配合，将载物滑台2与配重滑台3与支架1滑动连接，代替现有技术中用钢丝绳13连接配重，避免了在直线电机向上驱动载物滑台时，加速度超过重力加速度所带来的系统的不稳定，解决了配重的持续性问题。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1、一种直线电机垂直运动的平衡配重机构，包括支架(1)、直线电机、载物滑台(2)以及配重滑台(3)；直线电机作用于垂直方向上，其定子(10)相对于支架(1)固定连接，动子(9)相对于载物滑台(2)固定连接；其特征在于：载物滑台(2)在垂直方向上相对于支架(1)导向滑动连接，配重滑台(3)在垂直方向上相对于支架(1)导向滑动连接；载物滑台(2)和配重滑台(3)在垂直运动方向上分别固定设置齿条(4、5)，支架(1)上对应设置齿轮(6)，该齿轮(6)相对支架(1)转动定位连接，且同时与载物滑台(2)和配重滑台(3)上的齿条(4、5)啮合。

2、根据权利要求1所述的直线电机垂直运动的平衡配重机构，其特征在于：所述载物滑台(2)和配重滑台(3)相对于支架(1)的导向滑动连接均由滑动块(8)和导轨(9)构成，滑动块(8)和导轨(9)两者中，一者设在载物滑台(2)和配重滑台(3)上，另一者设在支架(1)上。

3、根据权利要求2所述的直线电机垂直运动的平衡配重机构，其特征在于：所述导轨(9)为导向柱或导向滑槽。

4、根据权利要求1所述的直线电机垂直运动的平衡配重机构，其特征在于：所述载物滑台(2)与配重滑台(3)分别设在支架(1)正反两侧面的相对位置上。

5、根据权利要求1所述的直线电机垂直运动的平衡配重机构，其特征在于：所述载物滑台(2)与配重滑台(3)设在支架(1)同一侧面的相对位置上。

6、根据权利要求1所述的直线电机垂直运动的平衡配重机构，其特征在于：所述直线电机安装在支架(1)与载物滑台(2)之间的空间中。

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