CN102292561A - 用于将轨道保持到基础上的系统、方法和器械 - Google Patents

用于将轨道保持到基础上的系统、方法和器械 Download PDF

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Abstract

一种螺纹连接夹挤压制品用于将轨道紧固到支撑基础挤压制品上，用于给用户提供可靠线性运动轨道组件的容易组装、可定制、可重构且用户友好的解决方案。背靠背轨道构型提供了低轮廓的轨道组件。用户定制的基础挤压制品包括可变形的指状物，该指状物配置在槽中，以确保恰当的配合而不管轨道的尺寸如何变化。

Description

用于将轨道保持到基础上的系统、方法和器械
相关应用的交叉参考
本专利申请要求于2009年12月21日递交的名称为“用于将轨道保持到基础上的系统、方法和器械(SYSTEM，METHOD，AND APPARATUS FORHOLDING A TRACK TO A BASE)”的美国专利申请序列号12/643,785的权益，其全部内容通过参考结合在此。
技术领域
本发明总体上有关于将线性轨道组装在导向运动系统中。具体来说，本发明有关于一种轨道组件，该轨道组件支持一种将线性轨道组装到标准的基础挤压制品上的快速且容易的方法。
背景技术
在制造过程中和在制造出的资本货物自身之中，精密且可重复的运动是有用的且经常是必需的。例如，在从机械加工到纺织品到电子器件的制造过程中，工具头或其他物体来回地运动，且必须在大量的周期中这样精密且重复地运动。在另外的例子中，样品和仪器在实验室分析装置中相对于彼此运动以收集样本的数据，并且必须精密且重复地这样运动。
附接到支撑基础且骑在轨(rail)上的导向轮是这样一种导向运动技术，该技术提供了精密且可重复的运动。例如，美国专利第3,661,431号披露了导向轮和轨道，其中导向轮和轨合作使得导向轮可沿轨运动。
图1中示出了一种在导向运动应用中使用的示例性的轨道。图1图示出了一种在现有技术中已知的导向运动器械100的分解图。图1示出了V字形边轨道(“Vee”edge track)120和双V字形(DualVee
Figure BPA00001392229900011
)导向轮110，两者均由Bishop-Wisecarver公司制造。轨道120与支撑基础130耦接。在本发明的优选实施例中，支撑基础130包括挤压制品。
已知的支撑基础典型地具有标准的尺寸和结构。例如，图1所示的挤压制品130是由位于俄亥俄州克利夫兰市的Parker Hannifin公司制造的标准的铝挤压制品支撑基础的代表，其被广泛用在导向运动工业中。
同样广泛用在导向运动工业中的是用于将轨道与支撑基础耦接的轨道组件。图1示出一种已知的轨道组件125，其用于将V字形边轨道120耦接到标准挤压制品130。先前的为标准支撑基础提供轨道组件的努力，复杂、耗时、由于需要紧固件而难于装配、装配费用高、且由于使用了运动部件而不可靠，此外还有其他的缺点。事实上，目前的技术水平具有许多缺点。
由于现有技术的不足，因此需要提供一种可靠、有效且容易装配的用于与线性运动支撑基础一起使用的轨道组件。因此，需要提供一种轨道组件，该轨道组件与标准支撑基础有效地耦接。
还需要提供一种制造轨道组件的方法，该轨道组件无需使用紧固件而与标准支撑基础有效地耦接。另外，需要提供一种使用无紧固件组装技术(fastener-less assembly techniques)来组装导向运动系统的方法。
同样地，在使用紧固件更优的应用中，需要一种不复杂的、容易组装的、可重构的且通用的紧固系统。
现有技术的一个缺点是，利用紧固件的线性导向轨道和轨道组件被设计用来和特定的基础挤压制品一起使用。例如，许多已知的线性导向轨道被专门设计用来与由位于俄亥俄州克利夫兰市的Parker Hannifin公司制造的各种不同的T形槽挤压制品一起使用。然而，专门设计的轨道组件对于其他的挤压制品基础或构型是无用的。因此，本领域需要一种轨道组件，其可通用地使用于任何具有T形槽构型的挤压制品中。
现有技术的另一缺点是，已知的解决方案经常要求最终用户切削、钻削或以其他方式机加工一组工件，以从最初地构造线性导向系统。这对于不具备复杂的机加工车间的最终用户或对于那些不具备制造所需材料的必须技能的最终用户来说是很成问题的。
另外，预钻孔的轨道是非常昂贵的，并且需要用户预先规划要装配轨道的衬底。这也很成问题，因为用户必须特别地明确，并必须预先具有详细的计划。此外，一旦构造好一个具体的设置，在不去除整个系统并进行重钻孔的情况下不能对它进行重构。
当前线性运动系统的另一缺点是轨道组件的宽度轮廓。例如，已知的线性运动导向件都是大体积的。
现有技术的另一显著缺点是，钻削轨道并利用多个单独的紧固件将其附接到衬底上经常造成线性轨道的波样外观和不完整(imperfections)。这些波样外观对整个系统产生负面影响。
同样地，在简单地往下钻削轨道时，难以保持多个轨道的平行度。经常，多个轨道中的平行度是最重要的。例如，一个不平行度即使为千分之一英寸的轨道能负面地影响整个线性运动系统的性能。
一些其他的现有技术的解决方案包括简单地将轨道直接放入到基础支撑挤压制品的T形槽中。这些已知的解决方案经常造成不可接受的不精密配合。例如，对于任何从给定机器中生产出来的产品来说，商业可获得的基础支撑挤压制品的T形槽宽度会是有变化的。因此，具有均匀宽度的轨道在挤压制品的T形槽中会要么配合得太紧要么太松。因此，需要提供一种轨道支撑挤压制品，尽管有小的尺寸变化发生，该轨道支撑挤压制品仍能可靠地容纳标准尺寸的轨道。
发明内容
本发明提供一种新的途径来制造和组装能快速且容易地安装的线性运动滑道。本发明的一些实施例涉及一种轨道组件器械，该轨道组件器械无需使用紧固件而与标准的线性运动支撑基础耦接。
紧固件的消除，由于消除了轨道中的钻孔和锥孔，因而导致更低的成本、更快的组装、并增加了结构的一体性。根据本发明的一些实施例，传统的紧固件被具有可变形的齿形突部的组件所替代。
本发明的一些实施例利用具有压力插入部的轨道夹，该压力插入部带有齿形突部，该齿形突部在与支撑基础耦接时变形。轨道夹齿的变形确保了在不使用紧固件的情况下的紧密配合。
本发明的变形实施例包括这样的轨道组件，其被设计用来将处于各种不同构型的轨道耦接至支撑基础，所述构型包括配置成与支撑基础垂直的轨道和配置成与支撑基础正交的轨道。在本发明的一些实施例中，轨道夹被设计成具有台肩延伸部，以提供承受轨道上的扭矩的额外的支撑。
在本发明的一些实施例中，轨道夹器械被特别设计用来配合多种不同的挤压制品或棒材中的任何槽。在本发明的优选实施例中，轨道夹使用户能够将由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司制造的V字形边轨道集成到标准结构挤压制品支撑基础的T形槽中。
本发明的一些实施例教导了将线性运动轨道安装到结构挤压制品支撑基础中的低成本的方法。在一些实施例中，新型的轨道夹利用软头槌棒(soft-headed mallet)而被简单地安装。在一些其他的实施例中，轨道能够通过利用一种十字头配置的辊而被安装，以均匀地施加力来将轨道夹和轨道插入到标准结构挤压制品支撑基础中。
在一些实施例中，轨道夹和轨道被在工厂中组装。在其他实施例中，轨道和轨道夹被最终用户在现场组装。
在本发明的一些实施例中，轨道夹与可广泛得到的标准铝挤压制品支撑基础集成为一体，所述标准铝挤压制品支撑基础诸如是由位于俄亥俄州克利夫兰市的Parker Hannifin公司制造出的那些。在本发明的一些实施例中，轨道夹被特别设计成容纳由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司制造的各种不同尺寸的V字形边轨道。例如，在一些实施例中，轨道夹被设计成用于0至4号尺寸、碳钢或不锈钢的轨道。在本发明的一些实施例中，选择轨道和轨道组件以与由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司制造的“DualVee”
Figure BPA00001392229900041
牌导向轮(优选地是钢或不锈钢的)一起使用。
在本发明的一些实施例中，披露了制造具有可变形的齿形挤压制品的轨道夹的方法。
在要求线性轨道的一些制造应用中，优选使用基本紧固件而不是无紧固件耦接。本发明的一些实施例包括用于容纳轨道并与支撑基础挤压制品耦接的螺栓连接夹(bolt-on clamp)轨道组件。这些解决方案给客户提供了可靠轨道组件的组装简单、可定制、可重构且用户友好的解决方案。
一些其他实施例包括背靠背(back-to-back)的轨道构型，该构型被耦接到使用夹紧垫圈的专利产品的基础挤压制品。这些解决方案也是用户友好的且方便的，且它们也节省空间。
在其他的实施例中，一种用户定制的挤压制品包括T形槽中的可变形的指状物，该指状物用于处理轨道宽度变化并抵抗轨道的移除。
附图说明
图1为本领域先前已知的一种需要紧固件的导向运动组件的分解图；
图2A示出根据本发明一些实施例的无紧固件轨道组件的端视图；
图2B示出根据本发明一些实施例的无紧固件轨道组件的等距视图；
图2C为根据本发明一些实施例的无需紧固件的导向运动组件的分解图；
图3A示出根据本发明一些实施例的通过无紧固件轨道组件与一对线性运动轨道耦接的支撑基础挤压制品的端视图；
图3B示出根据本发明一些实施例的制造导向运动系统的方法中的处理步骤；
图4示出根据本发明一些实施例的通过无紧固件轨道组件与一对线性运动轨道耦接的可替代的支撑基础挤压制品的侧视图；
图5示出根据本发明一些实施例的通过无紧固件轨道组件与一对线性运动轨道耦接的可替代的支撑基础挤压制品侧视图；
图6示出根据本发明一些实施例的通过无紧固件轨道组件与线性运动轨道耦接的可替代的支撑基础挤压制品的侧视图；
图7A为根据本发明一些实施例的轨道和螺栓连接夹挤压制品的示意性等距表示图；
图7B为根据本发明一些实施例的螺栓连接夹挤压制品的端视图；
图7C为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品和两个螺栓连接夹挤压制品的分解图；
图7D为根据本发明一些实施例的用在螺栓紧固夹组件(bolt-down clampassembly)中的螺母的示意性表示图；
图7E为根据本发明一些实施例的组装好的轨道系统的端视图，该轨道系统具有与支撑基础挤压制品耦接的螺栓连接夹挤压制品；
图7F为根据本发明一些实施例的组装好的轨道系统的分解图，该轨道系统能够经由多个导向轮组件与滑动梁挤压制品耦接；
图8A为根据本发明一些实施例的背靠背轨道组件的分解图；
图8B为根据本发明一些实施例的保持垫圈的等距表示图；
图8C示出根据本发明一些实施例的耦接好的背靠背轨道组件的端视图；
图8D为根据本发明一些实施例的装配好的轨道系统的分解图，该轨道系统能经由多个导向轮组件与滑动梁挤压制品耦接；
图9A为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品的例子，该支撑基础挤压制品具有多个配置在槽中的可变形的指状物，该槽中插入有轨道；以及
图9B为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品的可替代的例子，该支撑基础挤压制品具有多个配置在槽中的可变形的指状物，该槽中插入有轨道。
具体实施方式
那些本领域普通技术人员将理解，以下对本发明的详细叙述仅仅是说明性的，并不意在限制所要求保护的发明。得益于本公开，本发明的其他实施例也将容易地被那些技术人员想到。可以理解，在任何这种实际的实施的发展中，为了达到发展者的专门的目的，必须做出许多专门针对实施的决策。以下将如附图所示的对本发明的实施详细地做出参考。在附图和以下详细的叙述中将始终采用相同的附图标记来指相同或相似的部分。
线性运动轨道被广泛用在制造过程和其他应用中。用于线性运动导向件的支撑基础典型地是标准尺寸的挤压制品。例如，图1示出了一种广泛可获得的的铝挤压制品支撑基础130的等距的示意性表示图，该铝挤压制品支撑基础130由俄亥俄州克利夫兰市的Parker Hannifin公司制造。类似地，用于线性运动导向件的轨道和导向轮典型地标准的制造品且是商业上可获得的。例如，都是由Bishop-Wisecarver公司制造的DualVee
Figure BPA00001392229900061
导向轮和单边轨道(Single EdgeTrack)是经长时间试验的，对广泛的各种不同的应用来说都是理想的。如上文所讨论的，需要一种用于将轨道耦接到支撑基础的容易且可靠的组件。
图2A示出了根据本发明的当前的优选实施例的无紧固件轨道200的示意端视图，该无紧固件轨道200用于将线性运动轨道耦接到支撑基础。如图所示，组件200包括两个夹臂210、220，它们被连接到基础部201以形成井230。如图所示，两个臂210、220竖直延伸离开基础部201，并在离基础部201固定距离处终止，由此限定了井230。
井230被构造成容纳线性运动导向轨道(图中未示出)。两个台肩211、221配置在端部，且在臂210、220的外侧。如所叙述的，组件200被构造成要被插入到支撑基础(图中未示出)中，从而使得井被配置在该支撑基础内。同样地，支撑基础与台肩211、221交互作用，从而使得组件搁置在支撑基础的表面上。此外，两组齿形突部250被配置在臂210、220的外表面240上。在本发明的当前的优选实施例中，齿形突部250构造成使得它们必须变形以便插入到支撑基础中，由此提供了无紧固件的耦接。
齿形突部250通过压配到挤压制品(图中未示出)中而变形和/或被剪切。优选地，齿形突部250的变形引起臂210、220朝向彼此移位(如箭头所示)。该位移将轨道(未示出)夹在臂210、220之间，于是将该轨道固定在其中。
在本发明的一些实施例中，齿形突部250的变形实现了轨道组件200和挤压制品(未示出)之间的磨损咬合(galling)。在本发明的一些实施例中，齿形突部250的变形实现了产生冷压刚体焊接过程。
图2B示出了根据本发明一些实施例的组件200的等距示意图。图2C示出了线性运动器械299的分解的等距图，该线性运动器械299包括导向轮298、轨道297、轨道组件296、和支撑基础挤压制品295.
在本发明的一些实施例中，导向轮298是由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司生产的DualVee
Figure BPA00001392229900071
导向轮。根据这些实施例，导向轮298选自“原始V轴承导向轮(Original V Bearing Guide Wheels)”、“柱螺栓式V轴承导向轮(Studded V Bearing Guide Wheels)”和“一体式V轴承导向轮(Integral V Bearing Guide Wheels)”中。
“原始V轴承导向轮”由外部的和内部的90度V字形角组成。导向轮利用双排角接触轴承制成，用于获得出色的负载能力和长寿命。V轴承导向轮优选地可用来自库存的52100钢或440C不锈钢制成。其他的选择件包括密封件和防护罩，以满足专门应用的需要。专门的DualVee
Figure BPA00001392229900072
导向轮可用于超净间、真空和高温应用。这种导向轮也可使用客户指定的润滑剂。
柱螺栓式导向轮把DualVee
Figure BPA00001392229900073
V轴承导向轮的通用性和鲁棒性与将柱螺栓通孔安装成单一件的方便性结合到一起。同心的或偏心的不锈钢柱螺栓被铆接到轮上以便得到牢靠的连接。
一体式V轴承导向轮提供一件式结构。2-4号尺寸钢的轮的特点是带有机加工的内轴承沟槽一件式的轴衬或柱螺栓轴。0-1号尺寸钢的轮或所有聚合物轮使用种铆接保持技术，来将轮子固定到柱螺栓上。一体式轮将过模制的高性能聚合物DualVee
Figure BPA00001392229900074
轮和MadeWell桶形辊增加到DualVee
Figure BPA00001392229900075
系列中，以提供进一步的零件通用性。
在本发明的一些实施例中，轨道297是由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司生产的轨道。这些轨道是专门为DualVee
Figure BPA00001392229900081
导向轮设计的。在一些实施例中，轨道297为单边轨道，如V字形边轨道，由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司生产。例如，来自库存的1045碳钢和420不锈钢制成的单边轨道是可获得的，且可受益于本发明公开。在V字形边上，提供有安装台肩，用于组装过程中的快速参照。单边轨道能被配置成具有或不具有硬化的V字形表面。硬化的轨道长为20英尺，并且可以容易地对接以获得更长长度的应用。非硬化的轨道长度达到22英尺，并且也可对接以获得更长的长度。另外，所有的单边轨道能被制造成具有或不具有用于安装的钻孔。“QuickTrak”系列的夹挤压制品也能用于快速容易地安装3号尺寸的DualVee
Figure BPA00001392229900082
轨道。
图3A示出了线性运动轨道300的端视图，其包括带有轨道组件325和轨道320的支撑基础330。在本发明的一些实施例中，轨道组件325被构造成使其仅采用基本工具就能容易地与支撑基础330耦接。在本发明的当前优选实施例中，轨道组件325被构造成使得简单的橡胶槌棒能容易地使轨道组件进入到支撑基础330中。然而，本领域普通技术人员容易想到，可以使用广泛的各种不同的耦接机构。
本发明的简单且牢固的耦接能力提供了本领域已知的方法的显著和极其有用的优点。例如，既然线性运动轨道能无需使用昂贵和复杂的工具而被容易地组装，使用轨道组件325的费用节省是巨大的。此外，安装线性运动轨道的时间由于消除了复杂的组装而被大大降低。通过采用与标准挤压制品可兼容的轨道组件325，企业无需投资所有新的支撑基础，且可通过使用带有新组件的相同零件而在它们的生产厂中提供一致性。另外，本发明的轨道组件325提供比其他的无紧固件的方式更牢固的耦接方式。
首先，如上文所解释的，齿形突部350被配置在轨道组件320的臂310、320上。由于采用压力配合耦接的结果，齿形突部350变形，由此保证了在轨道组件325和支撑基础320之间的牢固配合。另外，台肩311、321给轨道320提供了额外的支撑。例如，施加到轨道320的力矩(用箭头398、399表示)被台肩311、321抵抗。
本领域普通技术人员容易理解，在图3A以及在本发明其他实施例中所披露的零件可以具有不同的尺寸、形状和外观。在一些实施例中，轨道组件325的臂310、320的间隔分开在3mm到12mm之间。在一些实施例中，轨道320、基础330和轨道组件325的长度在3m到6m之间。
在一些实施例中，轨道组件325，如所叙述的，实质上由钢制成。在一些实施例中，轨道组件325如所述的，实质上由不锈钢钢制成。在一些实施例中，轨道组件325由金属注模形成。
在本发明的一些实施例中，齿形突部350的变形实现了在轨道组件320和挤压制品330之间的磨损咬合。在本发明的一些实施例中，齿形突部350的变形实现了冷压刚体焊接过程。
图3B示出利用本发明的新的轨道组件来制造导向运动系统的方法步骤。该方法开始于提供导向运动支撑基础396、提供轨道395、以及提供轨道组件394。优选地，轨道和轨道组件是基本轴向的。类似地，导向运动支撑基础优选地具有至少一个配置在其中的通道用于接受轨道组件。在本发明的一些实施例中，轨道组件具有基本上U形的横截面，并具有配置在组件的外表面上的多个齿形突部。
图3B所示的制造方法接下去是将轨道耦接到轨道组件397。然后，耦接的轨道/轨道组件被压配合到支撑基础的通道中398。如上文所解释的，橡胶槌棒可以容易地将轨道/轨道组件轻敲进支撑基础中。根据一些实施例，当轨道组件被压配合到支撑基础中时，轨道组件上的齿形突部变形，由此提供了牢固的耦接。最后，组装好的导向运动组件与一个或多个导向轮可滑动地耦接399。
在本发明的一些实施例中，该方法还包括制造轨道、支撑基础、和/或轨道组件。在一些实施例中，零件经由挤压而形成。在其他实施例中，零件通过金属注模而形成。
图3A示出了带有两个轨道组件325和两个轨道320的支撑基础330。然而，本领域普通技术人员容易理解，受益于本发明公开，多个组件构型将从本发明获得。图4-6示出了根据本发明的多个不同实施例的使用新轨道组件的线性运动轨道的可替代实施例的示意图。
图4示出线性运动器械400的端部示意图，线性运动器械400包括竖直配置在两个导向轮440、445之间的支撑基础430。支撑基础430经由组件425耦接到轨道420。多个齿形突部(未示出)配置在组件425上。如图所示，器械400被构造成在进出纸面的方向上运动。
在本发明的一些实施例中，齿形突部(未示出)的变形实现了在轨道组件425和挤压制品430之间的磨损咬合。在本发明的一些实施例中，齿形突部(未示出)的变形实现了冷压刚体焊接过程。
图5示出线性运动器械500的端部示意图，线性运动器械500包括竖直配置在两个导向轮540、545之间的支撑基础530。支撑基础530经由组件525耦接到轨道520。多个齿形突部(未标号)配置在组件525上。如图所示，器械500被构造成在进出纸面的方向上运动。
在本发明的一些实施例中，齿形突部(未示出)的变形实现了在轨道组件525和挤压制品530之间的磨损咬合。在本发明的一些实施例中，齿形突部(未标号)的变形实现了冷压刚体焊接过程。
图6示出线性运动器械600的端部示意图，线性运动器械600包括竖直配置在两个导向轮640、645之间的支撑基础630。支撑基础630经由轨道组件625耦接到轨道620。多个齿形突部627、628配置在组件625上。如图所示，器械600被构造成在进出纸面的方向上运动。
在本发明的一些实施例中，齿形突部627、628的变形实现了在轨道组件625和挤压制品630之间的磨损咬合。在本发明的一些实施例中，齿形突部627、628的变形实现了冷压刚体焊接过程。
轨道组件625是基本轴向的，进出纸面，并包括基本轴向的插销部626，该插销部626带有配置在该轴向插销部626的外侧上的多个齿形突部627、628。另外，插销部626包括基本轴向的帽部629，该帽部629与插销部626耦接，其中帽部629至少部分地宽于插销部，形成了台肩631，632，当轨道组件625与基础部630耦接时所述台肩搁置在支撑基础630表面上。另外，井635配置在帽部629中，该井被构造成可将轨道620保持在其中。根据本发明的一些实施例，并如图6所示，井635在帽部629中的朝向基本垂直于插销部626的朝向。在本发明的一些实施例中，帽部629和插销部626是一体的。
如上文所解释的，本领域存在这样的需要，需要一种器械和系统用来给用户提供可靠轨道组件的组装简单、可定制、可重构、且用户友好的解决方案。为满足这种需要，本发明的一些其他实施例涉及使用标准的商业可获得的硬件和新的螺栓连接夹挤压制品，来将轨道简单地紧固到支撑基础。螺栓连接夹挤压制品还能使用凸起的导向脊来不费力地平行对准轨道，所述导向脊容纳各种不同尺寸的支撑基础挤压制品。本发明的这些实施例的其他优点通过本发明公开而使得本领域普通技术人员容易理解。
图7A为根据本发明一些实施例的螺栓连接夹挤压制品700和轨道710的示意性等距表示图。螺栓连接夹挤压制品700包括长的、一体的轴向件701，该轴向件具有连接端702和配置在平行平面中的两个臂703、704。该两个臂703、704终结于两个夹持指状物708、709，所述两个夹持指状物位于与连接端702相对的端部的指状物夹持区706中。
图7B为根据本发明一些实施例的螺栓连接夹挤压制品700的端视图。
再次参考图7A，两个水平配置的臂703、704限定了间隙705，该间隙705轴向贯穿螺栓连接夹挤压制品700的长度。间隙705被构造成接受轨道710的插入。在本发明的当前优选实施例中，轨道710包括由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司生产的DualVee轨道。间隙705在x方向延伸经过指状物夹持区706进入到螺栓紧固区707。
臂703、704的螺栓紧固区707包括多个预钻孔的通道711，每个通道在它们贯穿过臂703、704中的每个时，在y方向上排列对齐。预钻孔的通道711被构造成用于容纳螺栓(未示出)，从而使得螺栓的至少一部分延伸完全穿过每个通道，以用于和螺母(未示出)耦接。螺栓紧固区707还包括凸起区沟槽712，该凸起区沟槽712在螺栓连接夹挤压制品700的下侧长度上轴向延伸。凸起区沟槽712被构造成与支撑基础挤压制品的槽(未示出)自对准，从而使得插入到螺栓连接夹挤压制品700中的轨道(未示出)保持与支撑基础挤压制品平行。
在轨道和支撑基础挤压制品之间保持平行是极其重要的。然而，如上文所解释的，以前的解决方案需要仔细地测量、对准和钻孔。因此，在凸起区沟槽712和支撑基础挤压制品的槽之间的自对准提供了一种简单的方法，来在组装轨道系统时将两个工件对准平行。这种用户友好性本身提供了本领域已知的方法的新优点。
在本发明的一些实施例中，凸起区沟槽712比支撑基础挤压制品的槽的总宽度更窄，从而使得凸起区沟槽712能与槽的任何一侧对准。
此外，提供简单的平行对准所得到的优点与提供采用紧固件的耦接和夹持机构所得到的组装简单的优点相互增效地混合在一起。
例如，螺栓连接夹挤压制品700的用户并不需要复杂的机加工车间来组装线性轨道系统。如上文所解释的，已知的解决方案经常要求最终用户切削、钻削或以其他方式机加工工件，以构造线性轨道系统。然而，螺栓连接夹挤压制品仅需要商业可获得的部件，而且容易组装和重构而无需任何技巧。
图7C为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品799和两个螺栓连接夹挤压制品700的分解图。支撑基础挤压制品799包括在z方向上轴向延伸的一体件798。支撑基础挤压制品799包括沿该支撑基础挤压制品799的长度配置的多个t形槽797。
螺栓连接夹挤压制品700的预钻孔通道711与支撑基础挤压制品799的t形槽797对准，而多个螺母715和螺栓720将螺栓连接夹挤压制品700与支撑基础挤压制品799耦接。该多个螺母715被插入到支撑基础挤压制品799的t形槽797中。
图7D为根据本发明一些实施例的螺母715的示意性表示图。螺母715包括臂716，该臂在向上的力施加到螺母715上时与t形槽797的内表面接触，从而抵抗所述力。在本发明的当前优选实施例中，螺母715和螺栓720是商业可获得的。
多个螺栓720被插入穿过预钻孔通道711并且延伸至t形槽797中，在其中该多个螺栓和多个螺母715耦接。在本发明的当前优选实施例中，螺母715和螺栓720是螺纹的，从而使得为螺栓720提供的绕y轴的转矩将螺栓720和螺母715耦接。螺栓720和螺母715的耦接过程在螺母715上产生了向上的力。该力被t形槽797抵抗，由此将螺栓连接夹挤压制品700与支撑基础挤压制品799的固定。
将螺母715和螺栓720耦接的过程还使得臂703和指状物708变形，由此将指状物夹持区706夹持到插在其中的轨道710上。图7E为组装好的轨道系统730的端视图，该轨道系统带有螺栓连接夹挤压制品700，该螺栓连接夹挤压制品700利用螺母715和螺栓720与支撑基础挤压制品799耦接，由此将螺栓连接夹挤压制品700夹持在轨道710上。
装配好的轨道系统730优选地与由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司制造的一个或多个DualVee
Figure BPA00001392229900131
导向轮一起使用。图7E示出了根据本发明一些实施例的导向轮组件789的表示图，其被构造成要与轨道系统730一起使用。导向轮组件789包括与T形杆787耦接的DualVee
Figure BPA00001392229900132
导向轮788。T形杆787被构造成与标准的滑动梁挤压制品的T形槽可滑动地耦接。DualVee
Figure BPA00001392229900133
导向轮788包括v形谷786，该v形谷786用于容纳轨道系统730的轨道710。
图7F为组装好的轨道系统730的分解图，该轨道系统730能经由多个导向轮组件789与滑动梁挤压制品785耦接。导向轮组件789的轨道杆787在滑动梁挤压制品785的T形槽(未标号)中滑动，直至轨道710被容纳进DualVee
Figure BPA00001392229900134
导向轮788的V形谷786中。在本发明一些实施例中，毡清扫器可被耦接到滑动梁挤压制品785。在另外一些实施例中，制动机构可被包括在系统中。
螺栓连接夹挤压制品轨道组件730为用户提供了可靠轨道组件的容易组装、可定制、可重构、且用户友好的解决方案。另外，轨道可容易被替换，以适应其他材料制成的轨道，以及维护可能需要调直或有其他维护需要的轨道。其他的优点通过本发明公开对本领域普通技术人员来说是明显的。
图8A～8D示出了本发明的一些其他实施例，其中包括背靠背的轨道组件800。如上文所解释的，需要有组装简单、用户友好、可重构、低轮廓的轨道组件。背靠背轨道组件800满足了如上文解释的这些需要。
图8A为根据本发明一些实施例的背靠背轨道组件800的分解图。背靠背轨道组件800包括基础挤压制品801，该基础挤压制品801包括凸起区沟槽812，该凸起区沟槽812被构造成与支撑基础挤压制品(未示出)的槽自对准，如上文所解释的。基础挤压制品801还包括多个预钻孔的通道811，通道811中的每个在它们穿过基础挤压制品801时，在y方向上排列对齐。预钻孔通道811被构造成用于容纳多个螺栓820，从而使得螺栓820的至少一部分延伸完全穿过基础挤压制品801，用于与多个螺母815中的一个耦接。
背靠背轨道组件800还包括两个轨道810，该两个轨道810位于基础挤压制品801上并经由多个保持垫圈899耦接到基础挤压制品801。图8C示出了耦接好的背靠背轨道组件800的端视图。如图8C所示，保持垫圈899通过将轨道810夹在保持垫圈899和基础挤压制品801之间并通过将螺栓820拧入螺母815来紧固该耦接而将轨道810耦接到基础挤压制品801。在本发明的优选实施例中，保持垫圈899是埋头孔的，如图8B所示。
图8D为组装好的轨道系统830的分解图，该轨道系统830能经由多个导向轮组件889与滑动梁挤压制品885耦接。导向轮组件889的轨道杆887在滑动梁挤压制品885的T形槽(未标号)中滑动，直至轨道810被容纳进DualVee
Figure BPA00001392229900141
导向轮888的V形谷886中。在本发明一些实施例中，毡润滑清扫器可耦接到滑动梁挤压制品885。在另外的实施例中，制动机构可被包括在该系统中。
背靠背轨道组件还为用户提供了可靠轨道组件的容易组装、可定制、可重构且用户友好的解决方案。此外，轨道还可容易地替换以容纳其他材料制成的轨道，并维护可能需要调直或有其他维护需要的轨道。其他优点通过本发明公开对本领域普通技术人员来说是显见的。
本发明的一些其他实施例包括定制的、扣入式(snap-in)的支撑基础挤压制品，用于容纳轨道而无需使用组装或无需使用紧固件。图9A和9B示出了本发明的一些其他实施例，其中包括扣入式支撑基础挤压制品999。
如上文所解释的，一些其他的现有技术解决方案包括简单地将轨道直接放如到基础支撑挤压制品的T形槽中。这些已知的解决方案导致了不可接受的不精确配合。例如，对于任何从给定机器中生产出来的产品来说，商业可获得的基础支撑挤压制品的T形槽宽度是有变化的。因此，具有均匀宽度的轨道会在槽中配合得要么太紧要么太松。对该问题的一种解决方案是在轨道槽中形成多个可变形的指状物，该指状物在轨道插入到槽中时弹性地和/或塑性地变形，由此抵抗了轨道的移除，并保证了紧密配合而不管轨道或槽尺寸的变化。
图9A为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品的例子，该支撑基础挤压制品带有多个配置在槽中的可变形的指状物，该槽中插入有轨道。图9B为根据本发明一些实施例的支撑基础挤压制品的可替代的例子，该支撑基础挤压制品带有多个配置在槽中的可变形的指状物，该槽中插入有轨道。
已经根据专门实施例结合细节描述了本发明，以有利于理解本发明的构造和操作的原理。这里对专门实施例及其细节的参考并非想限制对这里所附的权利要求的范围。本领域普通技术人员可以理解，在不偏离本发明精神和范围的基础上，可以对挑选用作说明的实施例做出修改。尤其是，本领域普通技术人员可以理解，本发明的装置和方法可以通过多种不同的方式来实施，并且具有多种不同的外观。

Claims (20)

1.一种用于将轨道固定到支撑基础挤压制品的系统，包括：
线性运动导向轨道，包括轴向件；
支撑基础挤压制品，包括至少一个T形槽，该T形槽具有一开口，该开口比该槽的核心更窄；
螺栓连接夹器械，包括具有基本c形横截面的基本轴向件，该轴向件包括：
连接端；和
配置在基本平行的平面中的一对臂，该对臂从该连接端伸展的臂，所述这对臂限定了在它们之间的间隙，其中所述臂中每个包括多个相应的通道，所述通道配置在两个臂中，垂直于所述平行的平面，且沿该轴向件的长度基本均匀地间隔开，其中该多个通道相对于所述臂中的每个排列对齐穿过该间隙，并且其中该间隙被构造成接收所述线性运动导向轨道；
多个螺母，插入到所述支撑基础挤压制品的该T形槽中，所述螺母被构造成抵抗从该槽的核心向外朝向该槽开口的力的施加；
多个螺栓，插入穿过该相应的通道中的至少一些，从而使得所述螺栓中的每个延伸穿过所述间隙并被螺纹拧入到所述多个螺母中的一个，其中螺纹拧所述螺母产生了一夹紧力，该夹紧力被所述螺母所抵抗，由此造成该间隙变窄，由此造成螺栓连接夹器械夹在所述线性运动导向轨道上。
2.如权利要求1所述的系统，其中该线性运动导向轨道的截面具有一耦接端和一有效端，该耦接端包括基本矩形的形状，该有效端包括基本三角形的形状用于与具有基本V形的界面的导向轮耦接，从而使得所述线性运动导向轨道和所述导向轮在几何形状上匹配。
3.如权利要求1所述的系统，还包括凸起区沟槽，该凸起区沟槽配置在所述一体的、基本轴向件的底侧，其中所述凸起区沟槽与所述T形槽的边对齐，由此保证了所述支撑基础挤压制品和插入到所述螺纹连接夹器械中的线性运动导向轨道之间的平行性。
4.如权利要求1所述的系统，还包括滑动梁挤压制品，该滑动梁挤压制品包括：
梁挤压制品，具有至少一个T形梁槽，该T形梁槽具有T形梁槽开口，该T形梁槽开口比T形梁槽的核心更窄；和
与一轴可旋转地耦接的至少一个导向轮，其中该至少一个导向轮的最外部包括轨道界面，其中所述轴与一轨道杆耦接，该轨道杆被构造成插入到所述T形梁槽中；
其中所述导向轮轨道界面与所述轨道在几何形状上耦接，从而使得该梁挤压制品在所述轨道的轴向距离上可线性运动。
5.如权利要求4所述的系统，还包括耦接到所述梁挤压制品的制动机构，其中所述制动被构造成抵抗所述梁挤压制品在所述轨道上的线性运动。
6.如权利要求1所述的系统，其中该螺纹连接夹器械包括一体式的工件。
7.如权利要求1所述的系统，其中该螺纹连接夹器械通过挤压形成。
8.如权利要求1所述的系统，其中该螺纹连接夹器械通过金属注模形成。
9.一种利用螺纹连接夹器械组装轨道系统的方法，包括：
提供一支撑基础挤压制品，该支撑基础挤压制品具有至少一个T形槽，该T形槽具有开口，该开口比该槽的核心更窄；
将多个螺母插入带该T形槽中，其中所述多个螺母被构造成抵抗从该槽的核心向外朝向该槽开口的力的施加；
通过将该T形槽的边与一螺纹连接夹器械的底面上的凸起区沟槽对准，来将所述螺纹连接夹器械与所述T形槽对准，其中所述螺纹连接夹器械还包括具有基本c形横截面的基本轴向件，该轴向件包括连接端、和配置在从该连接端延伸的基本平行的平面上的一对臂，所述这对臂限定了在它们之间的间隙，其中所述臂中的每个包括多个相应的通道，所述通道配置在两个臂中，垂直于所述平行的平面，并且沿该轴向件的长度基本均匀地间隔开，其中该多个通道在所述臂中的每个上排列对齐穿过该间隙，且其中该间隙被构造成接收所述线性运动导向轨道；
将一线性运动导向轨道插入到所述间隙中；
将多个螺栓插入穿过所述多个相应的通道并进入所述多个螺母；
紧固所述螺栓，由此产生一夹紧力，该夹紧力被所述螺母所抵抗，由此造成所述间隙关闭，由此将所述线性运动导向轨道夹在所述螺纹连接夹器械中。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
提供一梁挤压制品，该梁挤压制品具有至少一个T形梁槽，该T形梁槽具有比该T形梁槽的核心更窄的T形梁槽开口；
将至少一个导向轮耦接到该梁挤压制品，其中该至少一个导向轮被旋转耦接到一轴，其中该至少一个导向轮的最外部包括一轨道界面，其中所述轴与一轨道杆耦接，该轨道杆被构造成插入所述T形梁槽中；和
将所述导向轮界面与所述轨道在几何形状上耦接，从而使得该梁挤压制品在所述轨道的轴向距离上可线性运动。
11.如权利要求1所述的方法，其中该螺纹连接夹器械包括一体式的工件。
12.如权利要求1所述的方法，其中该螺纹连接夹器械通过挤压形成。
13.如权利要求1所述的方法，其中该螺纹连接夹器械通过金属注模形成。
14.一种用于保持线性导向轨道的夹器械，包括：
轴向件，具有基本c形横截面，组成有
连接端；和
一对水平配置的臂，所述臂限定了它们之间的间隙，其中所述臂中的每个包括通道，并且其中所述通道排列对齐；
其中该间隙被构造成接收一线性导向轨道；
其中所述通道被构造成接收一螺栓，从而使得当通过在所述螺栓上紧固一螺母而施加力时，该螺栓移位所述这对水平配置的臂中的至少一个，从而使得该间隙关闭，由此夹在插入在其中的轨道上。
15.如权利要求14所述的夹住器械，还包括一凸起区沟槽，该凸起区沟槽配置在所述轴向件的底侧。
16.如权利要求14所述的夹住器械，其中所述轴向件包括一体式的工件，该一体式的工件由选自挤压和金属注模中的技术而形成。
17.一种背靠背轨道组件，包括：
基础挤压制品，包括在第一轴上轴向伸长的基本矩形件，其中所述基础挤压制品包括多个通道，该多个通道沿该挤压制品的长度以规则的间隔垂直于所述第一轴被钻削；
两个线性运动导向轨道，每个轨道具有基本矩形端和基本三角形端，其中所述两个线性运动导向轨道放置在所述基础挤压制品上，而所述基本三角形端相互面朝相反方向，从而使得在两个基本矩形端之间形成一空间，其中所述空间具有与所述通道基本相同的宽度；
多个保持垫圈，放置在所述两个线性运动导向轨道的顶部上，所述多个保持垫圈具有穿过其中的垫圈通道，其中所述多个保持垫圈放置成使得每个垫圈通道与所述多个通道中的一个对齐；
多个螺母和螺栓，其中所述多个螺栓中的一个被插入穿过所述垫圈通道、穿过所述空间、并穿过钻削在所述基础挤压制品中的所述多个通道中的一个，其中所述螺栓的至少螺纹部延伸出所述基础挤压制品，并且其中所述多个螺母中的一个螺纹拧在所述螺纹部上，由此将所述保持垫圈压紧在所述两个线性运动导向轨道上并将所述两个线性导向轨道固定到所述基础挤压制品，
梁挤压制品，具有至少一个T形梁槽，该T形梁槽具有比该T形梁槽的核心更窄的T形梁槽开口；和
至少一个导向轮，可旋转地耦接到一轴，其中该至少一导向轮的最外部包括一基本V形的轨道界面，其中所述轴与一轨道杆耦接，该轨道杆被构造成能插入到所述T形梁槽中。
其中所述基本V形的导向轮轨道界面与所述线性运动导向轨道的所述基本三角形端在几何形状上耦接，从而使得该梁挤压制品在所述线性运动导向轨道的轴向距离上可线性运动。
18.如权利要求17所述的背靠背轨道组件，其中所述垫圈通道为埋头孔，从而使得在紧固时所述多个螺栓的头部被容纳在所述垫圈通道中。
19.一种组装背靠背轨道组件的方法，包括：
提供一基础挤压制品，该基础挤压制品包括伸长的基本矩形件，其中所述基础挤压制品包括沿该挤压制品的长度以规则间隔钻削的多个通道；
将两个线性运动导向轨道放置在所述基础挤压制品上，其中每个轨道具有基本矩形端和基本三角形端，其中所述两个线性运动导向轨道放置在所述基础挤压制品上，而所述基本三角形端相互面朝相反方向，从而使得在该两个基本三角形端之间形成一空间，其中所述空间的宽度与所述通道的直径基本相同；
将多个保持垫圈放置在所述两个线性运动导向轨道的顶部上，其中所述多个保持垫圈具有穿过其中的垫圈通道，其中所述多个保持垫圈被放置成使得每个垫圈通道与所述多个通道中的一个对齐；
将多个螺栓螺纹拧进穿过所述垫圈通道、穿过所述空间、并且穿过钻削在所述基础挤压制品中的所述多个通道中的一个；
将螺母螺纹拧在所述多个螺栓中每个的所述螺纹部上，由此将所述保持垫圈压紧在所述两个线性运动导向轨道上并将所述两个线性导向轨道固定到所述基础挤压制品；
提供一梁挤压制品，该梁挤压制品具有至少一个T形梁槽，该T形梁槽具有比该T形梁槽的核心更窄的T形梁槽开口；以及
提供至少一个导向轮，该导向轮可旋转耦接到一轴，其中该至少一个导向轮的最外部包括基本V形的轨道界面，其中所述轴与一轨道杆耦接，该轨道杆被构造成能插入到所述T形梁槽中；以及
将该导向轮与所述两个线性运动导向轨道中的至少一个耦接，其中所述基本V形的导向轮轨道界面与所述线性运动导向轨道的所述基本三角形端在几何形状上耦接，从而使得该梁挤压制品在所述线性到轨道的轴向距离上可线性运动。
20.一种扣入式支撑基础挤压制品，包括：
通过挤压制品形成的基本矩形的工件，所述工件具有至少一个基本矩形槽用于接收线性运动导向轨道的插入，其中至少一个基本矩形槽包括两个壁和一底面，其中所述壁中的至少一个包括多个可变形的齿形突部，该齿形突部配置为正交于所述至少一个壁的表面并至少部分地延伸到所述槽中，其中线性运动导向轨道插入到所述槽中使得所述多个可变形的齿形突部变形，由此确保了该线性运动导向轨道在该槽内的紧密配合，并还提供了对所述线性运动导向轨道从该槽中移出的阻力。
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