CN105156472B - 一种直线导轨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种直线导轨，包括滑座、导轨、滚动结构和限位结构，其中所述滚动结构由一对滚珠支承和U型卡簧组成，所述限位结构由一对限位片和一对阻拦片组成。采用了上述结构的直线导轨，其具有实质的特点和显著的进步：整体结构设计精巧，作为精密工件空间上的利用效果优越，水平滑动时，在重力方向上的滑座的偏差极低，更为跨领域多技术应用结合的现代科技发展提供的优秀的解决方案，另外就生产制造成本比较而言，相对发达国家的其他结构的直线导轨成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种直线导轨。
背景技术
直线导轨(linear slider)，又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。在大陆称直线导轨，中国台湾一般称线性导轨，线性滑轨。直线导轨大致可分为三种：滚轮直线导轨、圆柱直线导轨和滚珠直线导轨。是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动，而按照按摩擦性质而定，直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。
直线导轨的技术应用特别广泛，半导体机械、机械手臂、X-Y平台、医疗设备、搬运输送机械、建筑设备、CNC加工机、射出成型机、放电加工机、精密量测仪器、办公室自动化设备、印刷电路板IC组装设备、射出成型机、放电加工机、大型龙门机及可单轴承受力矩的设备重型搬运设备等等。
国际上，直线导轨的科研创造一直都保持着不断的发展[1～9]，特别是近些年对于更多精密应用领域的突破和创新。相关国内报道[10]即便有，但是由于种种原因，并未得到重视和精细化的研究和发展。直到近年来，随着更多技术的突破[11～13]，直线导轨的应用越来越受重视，特别是在作为精密工件的情况，而与本发明最为接近的现有技术[14]，该结构设计仍然存在高成本，偏差较大的缺陷，同时更不能适用于本发明所提出的特别适用的技术领域。例如在进行医学穿刺手术上的应用上，精确的程度要求相当之高，一方面穿刺针不能要求过长，另一方面，由于导轨存在的长度影响，要求直线导轨滑座滑动的每一段距离，滑座受重力影响下，产生的重力方向上的高度距离偏差具有严格要求，否则，影响了穿刺的精确程度。
各文献具体引据依次如下：
[1]：美国专利公开号US7866887B2
[2]：美国专利公开号US7752978B2
[3]：美国专利公开号US7101083B2
[4]：美国专利公开号US20090290818A1
[5]：日本专利公开号JP2009174662A
[6]：韩国专利公开号KR20070074612A
[7]：俄罗斯专利公开号RU2363557C2
[8]：台湾地区专利公开号TW2010000778A
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[12]：朴明波,付宜利,王树国.外科辅助手术机器人的发展及关键技术分析[J].机械设计与制造,2008,(7):174-176.DOI:10.3969/j.issn.1001-3997.2008.07.070.
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[14]：美国专利公开号US8638026B2
发明内容
本发明是针对上述现有技术存在的问题做出的改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种直线导轨，这种直线导轨结构精密精巧，成本相对较低，具体在应用于要求导轨的空间占有具有限定的情况下，特别是，如医学穿刺手术上的时候，一方面需要导轨不能太接近接受穿刺的对象，另一方面，滑座受重力影响下，产生的重力方向上的高度距离偏存在于直线导轨的滑座必须存在的每一个移动距离范围内，进而滑座上平面上固定的穿刺针在水平面上造成倾角，影响了穿刺的精确程度。
有鉴于此，本发明需要提出一种直线导轨能够解决上述问题。
为了解决上述问题，本发明所提出的一种直线导轨，包括滑座、导轨、滚动结构和限位结构。
具体而言，所述滑座为截面呈U形具有厚度的矩形金属片，在该滑座的两个内侧表面，沿着所述直线导轨移动的方向上，对称地设置有凹槽，所述滑座的上表面上设置有外接口，用以连接所要连接的外部工件，这样的外接口的设置是可根据实际需要进行匹配合理设置的；作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述滑座上设置的所述凹槽呈V 形。
所述导轨为矩形条状，两侧沿着所述直线导轨移动的方向上对称地设置有凹槽，并与所述滑座上设置的凹槽规格一致；所述滚动结构由一对滚珠支承和U型卡簧组成，所述滚珠支承呈排状，长度短于所述导轨的长度，所述滚珠支承的滚珠沿着所述直线导轨移动的方向上均匀等距地设置，在同一个所述的滚珠支承上的相邻两个滚珠之间间隔有距离，所述滚珠支承上具有与所述U型卡簧相匹配的卡槽，一对所述滚珠支承设置的所述卡槽位置相同、规格一致，一对所述的滚珠支承安装后结构上情形是，所述滚珠支承介于所述滑座内侧和所述导轨外侧之间，所述滑座的凹槽和所述导轨的凹槽水平高度一致，所述滚珠支承上的滚珠在所述滑座的凹槽和所述导轨的凹槽上能够自由移动；所述限位结构由一对限位片和一对阻拦片组成，所述限位片呈U形，所述限位片的两个肩部的连接部位中间有一个凸出，为与该凸出相匹配，在所述滑座的两端分别设置有相应的连接口，所述限位片的两侧具有与所述滑座上设置的凹槽对应的楞，所述限位片的整体能够紧密内嵌在所述滑座的两端，而作为精密细微的工件，在移动距离上的长度弥足珍贵，为了扩大所述直线导轨的有效移动距离，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：在所述限位片设置为沿着所述直线导轨的移动方向上的截面为L形。
所述阻拦片为具有厚度矩形块，所述阻拦片的中心具有螺孔，与之相匹配的，在所述导轨的两端设置有相同规格的螺孔并用螺钉实现紧固，在竖直方向上的截面所述阻拦片的上端两侧对称设置有耳部，具有该耳部后的宽度大于所述限位片两个肩部间距，由于所述阻拦片被紧固在所述导轨的两侧，运动相对的考虑下，则在所述直线导轨移动过程中对所述的滑座进行限定限位。
由于该直线导轨属于精密制造，对于尺寸规格本身而言，空间结构的有效利用具有特别考虑的要求，但是安装至少两个螺钉实现紧固，一方面难以在有限的平面上获取相应螺孔数量的有效位置，另一方面所述导轨的结构制造在现有的机械制造技术上也很难实现。
因而，在所述阻拦片和所述导轨采用螺钉实现紧固的情况下，尤其是要考虑在安装的过程中，要保持截面对称，位置合适，并且在拧紧螺钉的过程中，所述阻拦片不能发生因为拧动而产生的自身的位置变化，而这样的偏差即使在肉眼的观察下显得微弱，但对于产品的要求，增大了误差范围，极易造成产品的不良率上升。
进而，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述阻拦片在沿着所述直线导轨移动的方向上的截面设置为L形，安装的时候，紧贴着所述导轨的两端的上顶角安装，更进一步的，与呈L形的所述阻拦片结构相适应的，所述导轨的两端具有直角切合部，实现所述阻拦片和所述导轨更高程度紧固效果和整体的空间利用，结构更加精巧。
滚珠支承一般在设计上，相邻的滚珠之间都会保留必要的间距，否则滚珠支承上的滚珠将会出现卡死，因而，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述滚珠支承上相邻滚珠之间的距离等于滚珠的直径，滚珠数量在设定时可以根据所述滚珠支承的长度相匹配地取得。
进一步的，为了保持一对所述的滚珠支承在所述直线导轨移动时，能够保持对称位置而不产生在移动方向上的错位，所述U型卡簧设定至少为2个，与此相适应的，所述一对滚珠支承上设置的所述卡槽设置相应数量。因而，考虑成本的情况下，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述U型卡簧的数量为2个，所述一对滚珠支承上设置的所述卡槽设置相应数量为2个。
进一步的，本发明所公开的一种直线导轨，其中所述滑座、所述导轨由金属制成，优选的，采用不锈钢金属制成。
进一步的，本发明所公开的一种直线导轨，其中所述限位片、所述阻拦片、所述滚珠支承由塑料制成，这里另外说明的是所述滚珠支承内的滚珠是显而易见的金属制成，对于本领域技术人员都能理解和清楚的。
采用了上述结构的直线导轨，其具有实质的特点和显著的进步：整体结构设计精巧，作为精密工件空间上的利用效果优越，水平滑动时，在重力方向上的滑座的偏差极低，远远低于国际上其他发达国家研制的直线导轨。特别是具体在应用于要求导轨的空间占有具有限定的情况下，特别是，如医学穿刺手术上的时候，一方面需要导轨不能太接近接受穿刺的对象，另一方面，滑座受重力影响下，产生的重力方向上的高度距离偏存在于直线导轨的滑座必须存在的每一个移动距离范围内，进而滑座上平面上固定的穿刺针在水平面上造成倾角，影响了穿刺的精确程度，本发明所提出的直线导轨能够极其高水平的轻松解决上述问题。更为跨领域多技术应用结合的现代科技发展提供的优秀的解决方案，另外就生产制造成本比较而言，相对发达国家的其他结构的直线导轨成本较低。
附图说明
图1示出了本发明一个实施例的直线导轨的整体立体结构示意图。
图2示出了本发明一个实施例的直线导轨的整体拆解的侧面剖视图。
图3示出了本发明一个实施例的直线导轨的滑座的横断截面结构示意图。
图4示出了本发明一个实施例的直线导轨的滑座的俯视结构示意图。
图5示出了本发明一个实施例的直线导轨的导轨的横断截面结构示意图。
图6示出了本发明一个实施例的直线导轨的滚动结构的拆解结构示意图。
图7示出了本发明一个实施例的直线导轨的滚珠支承的俯视结构示意图。
图8示出了本发明一个实施例的直线导轨的滚珠支承的侧面剖视结构示意图。
图9示出了本发明一个实施例的直线导轨的整体的横断截面的结构示意图。
图10示出了本发明一个实施例的直线导轨的限位片的立体结构示意图。
图11示出了本发明一个实施例的直线导轨的限位片的横断截面的结构示意图。
图12示出了本发明一个实施例的直线导轨的阻拦片的横断截面的结构示意图。
图13示出了本发明一个实施例的直线导轨的阻拦片的侧面剖视结构示意图。
具体实施方式
下面参照各附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。
请参照图1、图2所示出的：
本发明所提出的一种直线导轨，包括滑座1、导轨2、滚动结构和限位结构。
具体而言，请参照图3、图4所示出的：所述滑座1为截面呈U形具有厚度的矩形金属片，在该滑座1的两个内侧表面，沿着所述直线导轨移动的方向上，对称地设置有凹槽101，所述滑座1的上表面上设置有外接口102，用以连接所要连接的外部工件，这样的外接口102的设置是可根据实际需要进行匹配合理设置的；作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述滑座1上设置的所述凹槽101呈V形。
请参照图5所示出的：所述导轨2为矩形条状，两侧沿着所述直线导轨移动的方向上对称地设置有凹槽201，并与所述滑座1上设置的凹槽101规格一致；请参照图6 至图8所示出的：所述滚动结构由一对滚珠支承301和U型卡簧302组成，所述滚珠支承301呈排状，长度短于所述导轨2的长度，所述滚珠支承301的滚珠沿着所述直线导轨移动的方向上均匀等距地设置，在同一个所述的滚珠支承301上的相邻两个滚珠之间有间隔距离，所述滚珠支承301上具有与所述U型卡簧302相匹配的卡槽303，一对所述滚珠支承301设置的所述卡槽303位置相同、规格一致，一对所述的滚珠支承301 安装后结构上情形是，所述滚珠支承301介于所述滑座1内侧和所述导轨2外侧之间，所述滑座1的凹槽101和所述导轨2的凹槽201水平高度一致，所述滚珠支承301上的滚珠在所述滑座1的凹槽101和所述导轨2的凹槽201上能够自由移动；
请参照图9至图13所示出的：所述限位结构由一对限位片401和一对阻拦片402 组成，
所述限位片401呈U形，所述限位片401的两个肩部的连接部位中间有一个凸出403，为与该凸出403相匹配，在所述滑座1的两端分别设置有相应的连接口103，所述限位片401的两侧具有与所述滑座1上设置的凹槽101对应的楞404，所述限位片401 的整体能够紧密内嵌在所述滑座1的两端，
而作为精密细微的工件，在移动距离上的长度弥足珍贵，为了扩大所述直线导轨的有效移动距离，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：在所述限位片401设置为沿着所述直线导轨的移动方向上的截面为L形。
所述阻拦片402为具有厚度矩形块，所述阻拦片402的中心具有螺孔405，与之相匹配的，在所述导轨2的两端设置有相同规格的螺孔202并用螺钉实现紧固，在竖直方向上的截面所述阻拦片402的上端两侧对称设置有耳部406，具有该耳部406后的宽度大于所述限位片401两个肩部间距，由于所述阻拦片402被紧固在所述导轨2的两侧，相对运动的考虑下，则在所述直线导轨移动过程中对所述的滑座1进行限定限位。
由于该直线导轨属于精密制造，对于尺寸规格本身而言，空间结构的有效利用具有特别考虑的要求，但是安装至少两个螺钉实现紧固，一方面难以在有限的平面上获取相应螺孔数量的有效位置，另一方面所述导轨的结构制造在现有的机械制造技术上也很难实现。
因而，在所述阻拦片402和所述导轨2采用螺钉实现紧固的情况下，尤其是要考虑在安装的过程中，要保持截面对称，位置合适，并且在拧紧螺钉的过程中，所述阻拦片402不能发生因为拧动而产生的自身的位置变化，而这样的偏差即使在肉眼的观察下显得微弱，但对于产品的要求，增大了误差范围，极易造成产品的不良率上升。
进而，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述阻拦片402在沿着所述直线导轨移动的方向上的截面设置为L形，安装的时候，紧贴着所述导轨2的两端的上顶角安装，更进一步的，与呈L形的所述阻拦片402结构相适应的，所述导轨2的两端具有直角切合部，实现所述阻拦片402和所述导轨2更高程度紧固效果和整体的空间利用，结构更加精巧。
滚珠支承一般在设计上，相邻的滚珠之间都会保留必要的间距，否则滚珠支承上的滚珠将会出现卡死，因而，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述滚珠支承301上相邻滚珠之间的距离等于滚珠的直径，滚珠数量在设定时可以根据所述滚珠支承301的长度相匹配地取得。
进一步的，为了保持一对所述的滚珠支承301在所述直线导轨移动时，能够保持对称位置而不产生在移动方向上的错位，所述U型卡簧302设定至少为2个，与此相适应的，所述一对滚珠支承301上设置的所述卡槽303设置相应数量。因而，考虑成本的情况下，作为本发明上述直线导轨的一种优选方案：所述U型卡簧302的数量为2个，与此相适应的，所述一对滚珠支承301上设置的所述卡槽303设置相应数量为2个。
进一步的，本发明所公开的一种直线导轨，其中所述滑座1、所述导轨2由金属制成，优选的，采用不锈钢金属制成。
进一步的，本发明所公开的一种直线导轨，其中所述限位片401、所述阻拦片402、所述滚珠支承301由塑料制成，这里另外说明的是所述滚珠支承内的滚珠是显而易见的金属制成，对于本领域技术人员都能理解和清楚的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种直线导轨，包括滑座(1)、导轨(2)，其特征在于，该直线导轨还包括滚动结构和限位结构；
所述滑座(1)的两个内侧表面沿着所述直线导轨移动的方向上，对称地设置有凹槽(101)，所述滑座(1)的上表面上设置有外接口(102)，用以连接所要连接的外部工件；
所述导轨(2)为矩形条状，两侧沿着所述直线导轨移动的方向上对称地设置有凹槽(201)，并与所述滑座(1)上设置的凹槽(101)规格一致；
所述滚动结构由一对滚珠支承(301)和U型卡簧(302)组成，所述滚珠支承(301)呈排状，长度短于所述导轨(2)的长度，所述滚珠支承(301)的滚珠沿着所述直线导轨移动的方向上均匀等距地设置，在同一个所述的滚珠支承(301)上的相邻两个滚珠之间有间隔距离，所述滚珠支承(301)上具有与所述U型卡簧(302)相匹配的卡槽(303)，一对所述滚珠支承(301)设置的所述卡槽(303)位置相同、规格一致，一对所述的滚珠支承(301)安装后结构上情形是，所述滚珠支承(301)介于所述滑座(1)内侧和所述导轨(2)外侧之间，所述滑座(1)的凹槽(101)和所述导轨(2)的凹槽(201)水平高度一致，所述滚珠支承(301)上的滚珠在所述滑座(1)的凹槽(101)和
所述导轨(2)的凹槽(201)上能够自由移动，
所述限位结构由一对限位片(401)和一对阻拦片(402)组成，所述限位片(401)呈U形，所述限位片(401)的两个肩部的连接部位中间有一个凸出(403)，为与该凸出(403)相匹配，在所述滑座(1)的两端分别设置有相应的连接口(103)，所述限位片(401)的两侧具有与所述滑座(1)上设置的凹槽(101)对应的楞(404)，所述限位片(401)的整体能够紧密内嵌在所述滑座(1)的两端，所述阻拦片(402)为具有厚度矩形块，所述阻拦片(402)的中心具有螺孔(405)，与之相匹配的，在所述导轨(2)的两端设置有相同规格的螺孔(202)并用螺钉实现紧固，在竖直方向上的截面所述阻拦片(402)的上端两侧对称设置有耳部(406)，具有该耳部(406)后的宽度大于所述限位片(401)两个肩部间距。
2.按照权利要求1所述的一种直线导轨，其特征在于，所述凹槽(101)呈V形。
3.按照权利要求1或2所述的一种直线导轨，其特征在于，所述U型卡簧(302)的数量为2个，与此相适应的，所述一对滚珠支承(301)上设置的所述卡槽(303)设置相应数量为2个。
4.按照权利要求3所述的一种直线导轨，其特征在于，在所述限位片(401)设置为沿着所述直线导轨的移动方向上的截面为L形。
5.按照权利要求1或2所述的一种直线导轨，其特征在于，在所述限位片(401)设置为沿着所述直线导轨的移动方向上的截面为L形。
6.按照权利要求1、2、4任意一项所述的一种直线导轨，其特征在于，所述阻拦片(402)在沿着所述直线导轨移动的方向上的截面设置为L形，与呈L形的所述阻拦片(402)结构相适应的，所述导轨(2)的两端具有直角切合部。
7.按照权利要求3所述的一种直线导轨，其特征在于，所述阻拦片(402)在沿着所述直线导轨移动的方向上的截面设置为L形，与呈L形的所述阻拦片(402)结构相适应的，所述导轨(2)的两端具有直角切合部。
8.按照权利要求5所述的一种直线导轨，其特征在于，所述阻拦片(402)在沿着所述直线导轨移动的方向上的截面设置为L形，与呈L形的所述阻拦片(402)结构相适应的，所述导轨(2)的两端具有直角切合部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 264200 Shandong city of Weihai Province torch high tech Industrial Development Zone of early Road No. -3-1 Xiang Village Applicant after: Weihai Pml Precision Mechanism Ltd Address before: Zhang Pu town Kunshan city Suzhou city Jiangsu province 215300 Zhenxin Road No. 8 Applicant before: Hot Chuan precision machinery (Kunshan) Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |