CN107727576A - 精密样品检测升降台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密样品检测升降台，包括：升降台基座、导柱、直线轴承、限位组件、触发组件、载物台、滚珠丝杆副、轴承组件、套筒、电机座、伺服电机、谐波减速机、法兰轴及联轴器。本发明的基座为圆柱中空结构，将驱动单元、导向单元布置于内部，结构紧凑；采用单个大径直线轴承导向，能提高导向精度和运动稳定性；通过销钉和导柱上的长槽配合，限制了导柱的旋转，配合螺母将丝杆的转动转换成导柱的上下运动；本发明的负载力与驱动力共线，能消除偏载现象；选用伺服电机、谐波减速机和滚珠丝杠组合，传动比大、输出扭矩大、传动精度高；本发明的精密样品检测升降台结构紧凑、运动精度高、承载稳定性强，具有很高的推广应用价值。

Description

精密样品检测升降台

技术领域

本发明涉及升降台设备技术领域，特别涉及一种精密样品检测升降台。

背景技术

目前，用于光学检测领域的样品升降调节台主要由丝杆传动，导向方式有直线导轨式和剪叉式，衍生的结构形式繁多。

导轨式升降台一般为单丝杆驱动，双导向单元保证直线移动精度，载物台采用悬臂支撑，承载稳定性差；也有用四个以上圆柱导向单元提高导向精度、承载能力和稳定性，但是要求零部件精度和装配精度更高，整体结构复杂、体积大。剪叉式升降台结构较为紧凑，承载大，但是铰链单元多、导向精度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种精密样品检测升降台。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种精密样品检测升降台，包括：升降台基座、插设在所述升降台基座内部的圆柱形空腔内的导柱、套设在所述导柱上部的外周且与所述升降台基座的上法兰连接的直线轴承、设置于所述直线轴承侧部的限位组件、设置于所述直线轴承和限位组件之间的触发组件、固定于所述导柱上端面上的载物台、设置于所述导柱内部的滚珠丝杆副、设置在所述升降台基座底部用于与所述滚珠丝杆副的丝杆轴的下部配合的轴承组件、连接于所述升降台基座底端的套筒、连接于所述套筒底端的电机座、设置于所述电机座底端的伺服电机、设置于所述电机座上端的谐波减速机、与所述谐波减速机的输出端连接的法兰轴及柔性连接所述丝杆轴底端与所述法兰轴上端的联轴器。

优选的是，所述升降台基座的下端面上开设有供所述丝杆轴穿出的中心孔，所述升降台基座下部设置有用于与外部安装面固定连接的下法兰。

优选的是，所述轴承组件包括配合设置在所述中心孔内且套设在所述丝杆轴下端的外周上的轴承座及由上至下依次设置在所述丝杆轴与轴承座之间的第一角接触球轴承、隔圈、第二角接触球轴承和端盖；所述轴承座内还设置有轴套。

优选的是，所述轴承座的上端及端盖的中部均开设有供所述丝杆轴穿出的开孔，所述开孔内壁上设置有开槽，所述开槽内设置有密封圈。

优选的是，所述导柱为空心轴结构，所述导柱内部固接有限位套，所述丝杆轴插设在所述导柱内，所述导柱下端的内壁上固接有与所述丝杆轴配合的螺母。

优选的是，所述丝杆轴的顶端与所述限位套销连接，所述丝杆轴的下端穿出所述升降台基座的下端面上的中心孔；与设置在所述中心孔内的所述第一角接触球轴承和第二角接触球轴承内孔配合。

优选的是，所述导柱侧部开设有矩形长槽，所述升降台基座侧部开设有销孔，所述销孔内设置有用于穿过所述销孔以配合插入到所述矩形长槽内的销钉。

优选的是，所述限位组件包括底部与所述上法兰侧部固接的限位支架、设置于所述限位支架下端内侧的光电开关、第一限位橡胶套、第一微动作开关及设置于所述限位支架上端内侧的第二限位橡胶套、第二微动作开关，所述第一微动作开关和第二微动作开关上均设置有圆柱形的触发头。

优选的是，所述触发件包括顶端与所述导柱连接的动作头、设置于所述动作头底端侧部的凸块及连接于所述凸块上的触发挡片；所述凸块包括一上下对称的弧形侧面，所述弧形侧面处于所述挡片的对侧，所述凸块的弧形侧面用于与所述第一微动作开关和第二微动作开关上的触发头配合接触。

优选的是，所述光电开关上设置有用于与所述挡片配合的凹槽。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的基座为圆柱中空结构，将驱动单元、导向单元布置于内部，结构紧凑；

(2)本发明的采用单个大径直线轴承导向，能提高导向精度和运动稳定性；

(3)本发明的通过销钉和导柱上的长槽配合，限制了导柱的旋转，配合螺母将丝杆的转动转换成导柱的上下运动；

(4)本发明的负载力与驱动力共线，能消除偏载现象；

(5)本发明选用伺服电机、谐波减速机和滚珠丝杠组合，传动比大、输出扭矩大、传动精度高；本发明的精密样品检测升降台结构紧凑、运动精度高、承载稳定性强，具有很高的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的精密样品检测升降台的剖视图；

图2为本发明的精密样品检测升降台的外部结构示意图；

图3为本发明的轴承组件的局部放大图；

图4为本发明的限位组件的结构示意图；

图5为本发明的触发组件的结构示意图；

图6为本发明的导柱的结构示意图；

图7为本发明的动作头与光电开关的配合示意图；

图8为本发明的图7中的A处的放大图；

图9为本发明的动作头与第一微动作开关的配合示意图；

图10为本发明的图9中的B处的放大图。

附图标记说明：

1—载物台；2—导柱；3—直线轴承；4—升降台基座；5—限位组件；6—触发组件；7—滚珠丝杆副；8—轴承组件；9—套筒；10—电机座；11—伺服电机；12—谐波减速机；13—法兰轴；14—联轴器；20—限位套；21—矩形长槽；40—圆柱形空腔内；41—中心孔；42—上法兰；43—下法兰；44—销孔；45—销钉；50—限位支架；51—光电开关；52—第一限位橡胶套；53—第一微动作开关；54—第二限位橡胶套；55—第二微动作开关；56—触发头；57—凹槽；60—动作头；61—凸块；62—触发挡片；63—弧形侧面；70—丝杆轴；71—螺母；80—轴承座；81—第一角接触球轴承；82—隔圈；83—第二角接触球轴承；84—端盖；85—轴套；86—开槽；87—密封圈。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-10所示，本实施例的一种精密样品检测升降台，包括：升降台基座4、插设在升降台基座4内部的圆柱形空腔内40的导柱2、套设在导柱2上部的外周且与升降台基座4的上法兰42连接的直线轴承3、设置于直线轴承3侧部的限位组件5、设置于直线轴承3和限位组件5之间的触发组件6、固定于导柱2上端面上的载物台1、设置于导柱2内部的滚珠丝杆副7、设置在升降台基座4底部用于与滚珠丝杆副7的丝杆轴70的下部配合的轴承组件8、连接于升降台基座4底端的套筒9、连接于套筒9底端的电机座10、设置于电机座10底端的伺服电机11、设置于电机座10上端的谐波减速机12、与谐波减速机12的输出端连接的法兰轴13及柔性连接丝杆轴70底端与法兰轴13上端的联轴器14。

升降台基座4的下端面上开设有供丝杆轴70穿出的中心孔41，升降台基座4下部设置有用于与外部安装面固定连接的下法兰43。升降台基座4的下端面的中心孔41外周还开设有台阶孔，以与套筒9上端面的阶梯台配合连接。

升降台基座4和电机座10分别与套筒9的两端同轴配合，法兰连接，形成一体，为非运动件。谐波减速机12和伺服电机11固定于电机座10上下两端，通过键传动动力。

滚珠丝杆副7包括丝杆轴70和螺母71。

轴承组件8包括配合设置在中心孔41内且套设在丝杆轴70下端的外周上的轴承座80及由上至下依次设置在丝杆轴70与轴承座80之间的第一角接触球轴承81、隔圈82、第二角接触球轴承83和端盖84；轴承座80内还设置有轴套85。第一角接触球轴承81和第二角接触球轴承83采用“面对面”布置，由端盖84紧固轴向限位。

轴承座80的上端及端盖84的中部均开设有供丝杆轴70穿出的开孔，开孔内壁上设置有开槽86，开槽86内设置有密封圈87。

导柱2为空心轴结构，导柱2内部固接有限位套20，丝杆轴70插设在导柱2内，导柱2下端的内壁上固接有与丝杆轴70配合的螺母71。丝杆轴70的顶端与限位套20销连接，丝杆轴70的下端穿出升降台基座4的下端面上的中心孔41；与设置在中心孔41内的第一角接触球轴承81和第二角接触球轴承83内孔配合。

导柱2侧部开设有矩形长槽21，升降台基座4侧部开设有销孔44，销孔44内设置有用于穿过销孔44以配合插入到矩形长槽21内的销钉45。

伺服电机11通过谐波减速机12高传动比减速后，可以输出大扭矩，驱动丝杠旋转，由于圆周限位销插入导柱2的矩形槽内，限制导柱2转动，通过螺母71的配合，使丝杆轴70的转动转换成螺母71的上下运动，从而带动导柱2的上下运动，实现载物台1的上下运动调节。导柱2和上方直线轴承3配合，可获得很高的直线运动精度。且由于丝杆轴70的顶端与限位套20销连接，从而对丝杆轴70起到限位作用。

限位组件5包括底部与上法兰42侧部固接的限位支架50、设置于限位支架50下端内侧的光电开关51、第一限位橡胶套52、第一微动作开关53及设置于限位支架50上端内侧的第二限位橡胶套54、第二微动作开关55。触发件包括顶端与导柱2连接的动作头60、设置于动作头60底端侧部的凸块61及连接于凸块61上的触发挡片62，第一微动作开关53和第二微动作开关55上均设置有圆柱形的触发头56；凸块61包括一上下对称的弧形侧面63，弧形侧面63处于挡片的对侧。凸块61的弧形侧面63用于与第一微动作开关53和第二微动作开关55上的触发头56配合接触。

光电开关51上设置有用于与挡片配合的凹槽57。当导柱2向下运动，触发挡片62插入到光电开关51上的凹槽57内时，确定当前导柱2的位置为零位，通过导柱2的零位的确定能提高导柱2直线运动精度的控制。

第一微动作开关53和第二微动作开关55与动作头60配合，用于实现电子限位，具体的：凸块61处于限位支架50和动作头60之间，动作头60跟随导柱2上下运动，当动作头60向下运动至底端时，凸块61的弧形侧面63的下端弧形面先与第一微动作开关53上的圆柱形的触发头56接触，并随凸块61的向下运动逐渐挤压该触发头56，且加压力越来越大，最终使第一微动作开关53触发，控制伺服电机11限制导柱2继续向下运动，以保护设备。图9给出了发明的动作头60与第一微动作开关53的配合示意图。第二微动作开关55与动作头60配合的原理相同。

第一限位橡胶套52和第二限位橡胶套54用于实现机械限位，具体的：当动作头60跟随导柱2向下运动至底端时，凸块61底部与第一限位橡胶套52接触，第一限位橡胶套52接触阻止凸块61继续向下运动，从而阻止导柱2继续向下运动；上端机械限位的方式与下端相同。通过电子限位和机械限位的双重限位保护，能有效保证导柱2的正常运动，防止设备损坏。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种精密样品检测升降台，其特征在于，包括：升降台基座、插设在所述升降台基座内部的圆柱形空腔内的导柱、套设在所述导柱上部的外周且与所述升降台基座的上法兰连接的直线轴承、设置于所述直线轴承侧部的限位组件、设置于所述直线轴承和限位组件之间的触发组件、固定于所述导柱上端面上的载物台、设置于所述导柱内部的滚珠丝杆副、设置在所述升降台基座底部用于与所述滚珠丝杆副的丝杆轴的下部配合的轴承组件、连接于所述升降台基座底端的套筒、连接于所述套筒底端的电机座、设置于所述电机座底端的伺服电机、设置于所述电机座上端的谐波减速机、与所述谐波减速机的输出端连接的法兰轴及柔性连接所述丝杆轴底端与所述法兰轴上端的联轴器。

2.根据权利要求1所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述升降台基座的下端面上开设有供所述丝杆轴穿出的中心孔，所述升降台基座下部设置有用于与外部安装面固定连接的下法兰。

3.根据权利要求2所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述轴承组件包括配合设置在所述中心孔内且套设在所述丝杆轴下端的外周上的轴承座及由上至下依次设置在所述丝杆轴与轴承座之间的第一角接触球轴承、隔圈、第二角接触球轴承和端盖；所述轴承座内还设置有轴套。

4.根据权利要求3所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述轴承座的上端及端盖的中部均开设有供所述丝杆轴穿出的开孔，所述开孔内壁上设置有开槽，所述开槽内设置有密封圈。

5.根据权利要求4所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述导柱为空心轴结构，所述导柱内部固接有限位套，所述丝杆轴插设在所述导柱内，所述导柱下端的内壁上固接有与所述丝杆轴配合的螺母。

6.根据权利要求5所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述丝杆轴的顶端与所述限位套销连接，所述丝杆轴的下端穿出所述升降台基座的下端面上的中心孔，与设置在所述中心孔内的所述第一角接触球轴承和第二角接触球轴承内孔配合。

7.根据权利要求1所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述导柱侧部开设有矩形长槽，所述升降台基座侧部开设有销孔，所述销孔内设置有用于穿过所述销孔以配合插入到所述矩形长槽内的销钉。

8.根据权利要求1所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述限位组件包括底部与所述上法兰侧部固接的限位支架、设置于所述限位支架下端内侧的光电开关、第一限位橡胶套、第一微动作开关及设置于所述限位支架上端内侧的第二限位橡胶套、第二微动作开关，所述第一微动作开关和第二微动作开关上均设置有圆柱形的触发头。

9.根据权利要求8所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述触发件包括顶端与所述导柱连接的动作头、设置于所述动作头底端侧部的凸块及连接于所述凸块上的触发挡片；所述凸块包括一上下对称的弧形侧面，所述弧形侧面处于所述挡片的对侧，所述凸块的弧形侧面用于与所述第一微动作开关和第二微动作开关上的触发头配合接触。

10.根据权利要求9所述的精密样品检测升降台，其特征在于，所述光电开关上设置有用于与所述挡片配合的凹槽。