CN105003534A - 用于固定线性运动导向轨道的具有带可变形突部的紧固槽的支撑基础 - Google Patents

Abstract

一种用于将线性运动导向轨道固定在限定的位置的支撑基础，其包括具有一个或多个接收槽的长的支撑主体，每个槽包括向内延伸的可变形的齿状的突部，所述突部在导向轨道插入到槽中时变形，由此将导向轨道牢固地固定到支撑基础而无需使用传统紧固件。

Description

用于固定线性运动导向轨道的具有带可变形突部的紧固槽的支撑基础

本专利申请是申请日为2009年12月22日、申请号为200980153334.X、发明名称为“用于将轨道保持到基础上的系统、方法和器械”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上有关于在导向运动系统中的线性运动导向轨道的组件。具体来说，本发明涉及一种用于线性运动导向轨道的支撑基础，所述支撑基础具有紧固槽，所述紧固槽包括可变形的指状物，所述指状物能够将各种不同宽度的导向轨道快速组装到支撑基础而无需使用标准紧固件。

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，工具头或其他物体在大量的周期中往复运动并且必须以稳定的精度这样运动。在另外的设置中，样品和仪器必须在实验室分析装置中精密且重复地运动以收集样本的数据。

线性运动导向轨道被广泛用在制造过程和其他应用中，以产生精确的往复运动周期。线性运动导向轨道典型地被支撑在支撑基础挤压制品上。图1中示出了一种广泛可获得的的铝挤压制品支撑基础130，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，导向轨道和导向轮是广泛可获得的标准制造品。例如，导向轮和单边(SingleEdge)导向轨道是经长时间试验的，并且对广泛的各种不同的应用来说都是理想的，两者均由位于加利福尼亚州匹兹堡市的Bishop-Wisecarver公司制造。

骑在附接于支撑基础的轨(rail)上的导向轮包括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以形成重复运动周期。

图1示出的示例性的导向运动组件包括V形的导向轨道120和双V字形导向轮110，两者均由Bishop-Wisecarver公司制造。轨道120利用轨道夹125与支撑基础130耦接。在本发明的示出的实施例中，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可以是铝挤压制品支撑基础，如由Parker Hannifin公司制造的铝挤压制品支撑基础。

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夹。图1示出一种已知的轨道夹125，其用于将V形的导向轨道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夹的努力，复杂、耗时、由于需要紧固件而难于装配、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。

由于现有技术的不足，因此需要提供一种可靠、有效且容易装配的导向轨道系统，用于将导向轨道与线性运动支撑基础耦接到一起。

还需要一种无需使用传统紧固件而将导向轨道与标准支撑基础耦接到一起的方法。

同样地，在使用紧固件更优的应用中，需要不复杂的、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，使用紧固件和轨道夹的线性运动导向轨道通常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，这种专门设计的轨道组件不能和其他的挤压制品基础或构型一起使用。因此，本领域需要一种导向轨道组件，其能够与任何具有T形槽构型的挤压制品一起使用。

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，在将多个导向轨道紧固到支撑基础上时，难以将它们保持为平行设置。即使是合作的导向轨道相对平行设置的微小偏差也能负面地影响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。结果是，具有均匀宽度的轨道在挤压制品的T形槽中可能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

本发明涉及制造和组装线性运动导向轨道的新的方式，所述方式提供线性运动导向系统，所述系统可容易且快速的安装。本发明的一些实施例涉及轨道夹，所述轨道夹无需使用传统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轨道夹所替代。

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传统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夹，其被设计成以各种不同构型将轨道耦接至支撑基础，所述构型包括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，以提供增加的侧向支撑来承受导向轨道上所负担的扭矩。

在本发明的一些实施例中，轨道夹被设计用来配合多种不同的挤压制品或棒材中的任何槽。根据本发明的一方面，轨道夹使用户能够将V形边轨道集成到不同的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导向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，轨道夹利用软头槌棒(soft-headedmallet)而被安装。在一些其他的实施例中，利用十字头配置的辊来安装轨道，以均匀地施加力来将轨道夹和导向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，轨道夹和导向轨道被在工厂中组装。在其他实施例中，轨道夹和导向轨道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。在本发明的一些实施例中，轨道夹被特别设计成容纳不同尺寸的V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Bishop-Wisecarver公司制造的牌导向轮一起使用。

在本发明的一些实施例中，披露了制造具有可变形的齿形突部的轨道夹的方法。

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轨道夹(bolt-on track clamp)。

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，支撑基础包括在一个或多个T形槽中的可变形的指状物，使得具有不同宽度的导向轨道能够插入并固定在T形槽中。

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。

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上部透视图；

图2A为根据本发明的轨道夹的端视图；

图2B为图2A中示出的轨道夹的等距视图；

图2C为根据本发明的导向运动组件的分解上部透视图；

图3为根据本发明的通过轨道夹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4为根据本发明的通过轨道夹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端视图；

图5为根据本发明的通过轨道夹与一对线性运动轨道耦接的第三支撑基础挤压制品的端视图；

图6为根据本发明的通过轨道夹与线性运动轨道耦接的第四支撑基础挤压制品的端视图；

图7A为根据本发明的支撑基础挤压制品的等距视图，所述支撑基础挤压制品具有设置在轨道槽中的多个可变形的指状物，所述轨道槽中插入有轨道；

图7B为根据本发明的支撑基础挤压制品的分解上部透视图，所述支撑基础挤压制品具有设置在相对设置的轨道槽中的多个可变形的指状物，每个所述轨道槽具有插入在其中的轨道。

具体实施方式

一种根据本发明的用于将线性运动导向轨道耦接到支撑基础的轨道夹在图2A-2C中整体上用数字200标记。轨道夹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297。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295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。在本发明的示出的实施例中，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，由此无需使用紧固件而与支撑基础耦接。

齿形突部250通过压配到支撑基础挤压制品295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，如图2A中箭头所示。该位移将轨道297夹在臂210、220之间。

根据本发明的一方面，齿形突部250的变形实现了产生冷压刚体焊接过程。

一种适合的导向轮298是由Bishop-Wisecarver公司制造的导向轮。一种适合的轨道297是也是由Bishop-Wisecarver公司生产的V形导向轨道，所述轨道被设计用于导向轮。

现在参考图3A，示出了线性运动轨道300，其中轨道夹325被压配合到支撑基础330中。在本发明的一个方面，每个轨道夹325被构造成使其仅采用手持工具就能容易地与支撑基础330耦接。在本发明的示出的实施例中，轨道夹325被构造成使得简单的橡胶槌棒能容易地使轨道夹进入到支撑基础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，实现了费用节省。此外，安装线性运动轨道的时间由于消除了复杂的组装技术而被降低。通过采用与标准挤压制品可兼容的轨道夹325，对所有新的支撑基础的投资都是不必要的，并且能获得更高的生产一致性。另外，本发明的轨道夹325提供了比其他不使用传统紧固件的耦接技术更牢固的耦接。

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。由于采用压配合耦接，结果是齿形突部350变形，由此保证了在轨道夹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3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，轨道夹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和轨道夹325的长度在3m到6m之间。

在一些实施例中，轨道夹325，如所叙述的，实质上由钢制成。在一些实施例中，轨道夹325如所述的，实质上由不锈钢钢制成。在一些实施例中，轨道夹325由挤压形成。在一些实施例中，轨道夹325由金属注模形成。

尽管图3示出了带有两个轨道组件325和两个导向轨道320的支撑基础330，然而本领域普通技术人员容易理解，根据本发明可以形成各种不同构型的导向轨道组件。

图4-6示出了根据本发明的使用轨道组件的线性运动轨道的多个可替代的实施例。

图4示出了线性运动器械400，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经由轨道夹425耦接到轨道420。尽管未示出，然而如上讨论的一个或多个齿形突部被设置在轨道夹425上。

图5示出了另一种线性运动器械500，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经由轨道夹525耦接到轨道520。尽管未示出，然而如上讨论的一个或多个齿形突部被设置在轨道夹525上。

接下来参照图6，包括支撑基础630的线性运动器械600竖直配置在两个导向轮640、645之间。支撑基础630经由轨道夹625耦接到轨道620。多个齿形突部627、628配置在轨道夹625上。

轨道夹625包括插销部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，当轨道夹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形成为一体的整体。

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入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中的T形槽的宽度是有变化的。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。

现在参照图7A-7B，示出了本发明的另一实施例，其中可变形的指状物设置在支撑基础700的一个槽中。支撑基础包括长的支撑主体702，所述支撑主体702具有一个或多个向外开口的接收槽704。每个槽704包括开口706和两个槽壁710，所述开口706用于导向轨道708插入到槽中。两个槽壁710限定了槽宽度712，所述槽宽度712略大于导向轨道708的保持梁716的梁宽度714。保持梁716由此在插入到接收槽704中时被紧紧地保持。

保持槽704的至少一个槽壁710具有包括插壁720的凹部718，多个齿状突部722从所述插壁720向内突出。突部722的端部724延伸进入槽中，从而使得它们与相对的槽壁710间隔开一距离，该距离小于保持梁716的宽度714。在示出的实施例中，突部远离槽的开口706并朝向槽的内端部726倾斜。然而，本领域技术人员能够理解，在其他的实施例中，突部可以设置为垂直于插壁720。

通过将导向轨道708的保持梁716插入到保持槽704中来实践本发明。当保持梁716被按压到槽704中时，突部722变形并将保持梁锚定在槽中，由此在无需传统紧固件的情况下将导向轨道708紧固到支撑主体702。

图7A-7B所示的实施例提供了一种定制的、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单独的轨道夹且无需使用传统的紧固件。该实施例的特别的优点在于，能够将各种不同尺寸的导向轨道插入到保持槽中。突部将对应于导向轨道的宽度而变形，由此忽略了导向轨道的尺寸不同，并且导致了导向轨道到支撑基础的牢固结合。

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 (7)

1.一种用于固定线性运动导向轨道的支撑基础，所述导向轨道具有保持梁，所述保持梁包括限定了梁宽度的两个相对面对的保持梁壁，所述支撑基础包括：

长的支撑主体，具有一个或多个向外开口的接收槽，每个所述槽具有两个相对的槽壁，一个或两个所述槽壁包括一个或多个向内延伸的可变形的齿状突部，所述一个或两个槽壁中的每个槽壁的所述突部与另一个槽壁间隔开一距离，所述距离小于所述梁宽度，

从而使得导向轨道的保持梁到所述一个或多个槽中的一个槽的插入使得所述槽的所述一个或多个突部变形，由此将所述导向轨道固定到所述支撑主体。

2.根据权利要求1的支撑基础，其中：

所述一个或多个接收槽中的一个接收槽的一个或两个所述槽壁包括凹部，所述凹部具有插壁，并且所述槽壁的所述突部从所述插壁向内延伸。

3.根据权利要求1的支撑基础，其中：

所述一个或多个接收槽中的每个接收槽限定了外部开口，并且所述突部倾斜远离所述开口。

4.根据权利要求1的支撑基础，其中：

所述支撑基础是挤压制品。

5.一种用于固定线性运动导向轨道的支撑基础，所述导向轨道具有保持梁，所述保持梁包括限定了梁宽度的两个相对面对的保持梁壁，所述支撑基础包括：

长的支撑主体，具有一个或多个向外开口的接收槽，每个所述槽具有开口和两个相对的槽壁，所述槽壁中的一个槽壁具有包括插壁的凹部，

多个可变形的齿状突部，以远离所述开口的倾斜角度从所述插壁向内延伸，所述突部具有与所述槽壁中的另一个槽壁间隔一距离的自由端，所述距离小于所述梁宽度，

从而使得导向轨道的所述保持梁到所述一个或多个槽中的一个槽的插入使得所述突部变形，由此将所述保持梁锚定在所述槽中并将所述导向轨道固定到所述支撑主体。

6.一种用于固定线性运动导向轨道的支撑基础，所述导向轨道具有保持梁，所述保持梁由钢或不锈钢制成，并且包括限定了梁宽度的两个相对面对的保持梁壁，所述支撑基础包括：

长的支撑主体，由钢或不锈钢制成，具有一个或多个向外开口的接收槽，每个所述槽具有两个相对的槽壁，一个或两个所述槽壁包括一个或多个向内延伸的可变形的齿状突部，所述一个或两个槽壁中的每个槽壁的突部与另一个所述槽壁间隔一距离，所述距离小于所述梁宽度，

从而使得导向轨道的所述保持梁到所述一个或多个槽中的一个槽的插入使得所述槽的所述一个或多个突部变形，由此将所述导向轨道固定到所述支撑主体。

7.一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，其中至少一个所述壁包括多个可变形的齿形突部，所述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，由此确保了所述线性运动导向轨道在所述槽内的紧密配合，并还提供了对所述线性运动导向轨道从所述槽中移出的阻力。