CN102324800A - 集约式旋转伸缩装置 - Google Patents

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周建宁
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Abstract

一种结构紧凑，能同时输出旋转、伸缩与螺旋进给等各种复杂运动的高精度机构。涉及工业自动化(机电一体化)领域，可用于机械手，或用于多工位的旋转伸缩场合，如三工位的电池卷绕机等。本发明把电机做成空心结构，滚珠花键套10固结在旋转电机的转子8上，滚珠丝杆螺母5固结在伸缩电机的转子7上，滚珠花键丝杆4中的花健部分与滚珠花键套10组成花键传动配合，丝杆部分与滚珠丝杆螺母5组成丝杆传动配合。系统配以高精度的初始位置检测装置11，通过机电一体化控制，使安装在接口12上的执行机构完成旋转、伸缩、螺旋进给等各种复杂的运动，以满足机械手的抓取、运送或电池卷绕机的卷绕、抽针需要。

Description

集约式旋转伸缩装置
技术领域
本发明涉及工业自动化(机电一体化)领域，可以精确地控制执行机构的伸缩与旋转角度，而且结构紧凑。本发明可用于机械手，或配以无线功率传输器(其它专利技术)用于多工位的旋转伸缩场合，如三工位的电池卷绕机、电容加工等。 
背景技术
在科学技术日新月异的今天，各种电机以及电机的控制技术已经相对成熟，能够满足我们机械设计中的各种运动要求。但是，电机厂家生产的电机一般都是实心轴结构，通过转轴向外输出转矩。偶尔也有见到非标制作的空心轴电机，但都是为了特殊要求而制作的，与本发明没有相似的使用场合。现有技术在需要两台电机驱动一个机构完成伸缩与旋转的组合运动时，机构占用空间会做得很大，使其在机械手或在多工位自动化设备中的应用受到限制。 
发明内容
本发明的目的就是要提供一种结构紧凑，能同时输出旋转、伸缩与螺旋进给等各种复杂运动的高精度机构。而且在输出同样转矩及同样伸缩力的条件下，其占有体积要比用传统方法实现以上功能时要小很多。 
本发明的优点是把电机做成空心结构，使机械传动部分得以简化，并集约在两台电机的空心结构中。系统配以高精度的初始位置检测(现有技术，不再重复描述)，通过机电一体化控制，实现执行机构(可以为不同的用途设计制作不同的接口形式)的伸缩与旋转控制。 
附图说明
本发明的机械结构如附图所示：图中工位固定板1是本发明的安装座，也可以是机械手的前级固定座。旋转电机的定子9固结在工位固定板1上，伸缩电机的定子6固结在旋转电机的定子9上(根据需要，伸缩电机与旋转电机的位置可以互换，一般把输出转矩大的电机与工位固定板1固结)。旋转电机的转子8与伸缩电机的转子7按本发明的要求做成空心结构，两台电机的其余结构均采用传统技术(根据控制精度要求可以采用步进电机结构或永磁无刷电机的结构等)。滚珠花键套10通过键2固结在旋转电机的转子8上。滚珠丝杆螺母5通过键3固结在伸缩电机的转子7上。滚珠花键丝杆4中的花健部分与滚珠花键套10组成花键传 动配合，丝杆部分与滚珠丝杆螺母5组成丝杆传动配合。本发明的输出接口12固结在滚珠花键丝杆4上，并可以根据不同的用途设计成不同的接口形式。本图中把初始位置检测装置11固结在工位定位板1上，并集约在组合结构之内，根据不同的使用条件，也可以把初始位置检测装置11放置在其它合适的位置。 
具体实施方式
本发明的具体实现过程是：在执行机构装上输出接口12后，驱动机构(电控部分是现有技术的组合，图中未画出)发出指令：旋转电机锁定，伸缩电机旋转，使执行机构后退到初始位，然后伸缩电机锁定，旋转电机旋转，同样找到初始位置。此时执行机构在空间上完全定位后锁定，其定位精度取决于初始位置检测装置11的精度与控制的运算法则(不在本发明之内，本处不再延伸描述)。根据执行机构的动作需要，通过分别控制两台电机的旋转速度与角度，可以使执行机构完成旋转、伸缩、螺旋进给等各种复杂的运动，以满足机械手的抓取、运送或电池卷绕机的卷绕、抽针需要。 

Claims (6)

1.一种集约式旋转伸缩机构，包括作为安装座的固定板1，旋转电机的定子9固结在固定板1上，伸缩电机的定子6固结在旋转电机的定子9上，旋转电机的转子8与伸缩电机的转子7做成空心结构，滚珠花键套10固结在旋转电机的转子8上，滚珠丝杆螺母5固结在伸缩电机的转子7上，两台电机的其余结构均采用传统技术(根据控制精度要求可以采用步进电机结构或永磁无刷电机的结构等)。滚珠花键丝杆4中的花健部分与滚珠花键套10组成花键传动配合，丝杆部分与滚珠丝杆螺母5组成丝杆传动配合，输出接口12固结在滚珠花键丝杆4上。
2.根据权利要求1所述的集约式旋转伸缩机构，其特征是：可以把伸缩电机的定子6固结在固定板1上，旋转电机的定子9固结在伸缩电机的定子6上。
3.根据权利要求1所述的集约式旋转伸缩机构，其特征是：输出接口12固结在滚珠花键丝杆4上，可以根据不同的用途设计成不同的接口形式。
4.根据权利要求1所述的集约式旋转伸缩机构，其特征是：初始位置检测装置11根据不同的使用条件，可以放置在其它合适的位置。
5.根据权利要求1所述的集约式旋转伸缩机构，其特征是：可以在旋转电机的转子8中增加直线轴承。
6.根据权利要求1所述的集约式旋转伸缩机构，其特征是：可以在固定板1上增加直线轴承。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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