CN108176989A - 一种精细化执行驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种精细化执行驱动设备，包括旋转驱动机构；所述驱动缸内设置有第一导轨，第一导轨内沿长度方向设置有一与所述旋转驱动机构驱动轴连接的第一丝杆，所述第一丝杆上套设有第一滑块；所述活塞缸内设置有第二导轨，所述第二导轨内滑动设置有一第二滑块；所述第一导轨和第二导轨在端头位置处相互连通，所述第一导轨和第二导轨内的端头和滑块之间填充有液压油，所述第一丝杆中设置容置空腔，其内设置第二丝杆，第二丝杆上套设有一第三滑块，所述第二滑块的纵向截面积大于第三滑块的纵向截面积且小于第一滑块的纵向截面积，第二丝杆选择性与第一丝杆联动。本发明解决了驱动设备工作性能不佳的技术问题。

Description

一种精细化执行驱动设备

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体涉及一种精细化执行驱动设备。

背景技术

直线滑台是一种能提供直线运动的机械结构，可卧式或者立式使用，也可以组合成特定的运动机构使用——即自动化行业中通常称为XY轴、XYZ轴等多轴向运动机构。这个机构细分到不同的行业中有不同的名称，比较常见的名称有：直线滑台、线性滑台、电动缸、电动滑台、机械手臂、机械手等。直线滑台通常配合动力马达使用，在其滑块上安装其它需求工件组成完整输送运动设备以及设定一套合适的马达正反转的程序，即可实现让工件自动循环往复运动的工作。从而达到设备大批量生产和密集生产的目的。

直线滑台发展至今，已经被广泛应用到各种各样的设备当中。为我国的设备制造发展贡献了不可缺少的功劳，减少对外成套设备进口的依赖，为热衷于设备研发和制造的工程师带来了更多的机会。直线滑台当前已普遍运用于测量、激光焊接、激光切割、涂胶机、喷涂机、打孔机、点胶机、小型数控机床、雕铣机、样本绘图机、裁床、移载机、分类机、试验机及适用教育等场所。

现有的直线滑台一般是由电机直接驱动，电机具有最小步距角和惯性转动，导致滑台每次行进都会有一个最小移动距离，特别是针对于高精度扫描平台等工作设备，使得滑台的位置与目标位置总会产生一定偏差，往往无法精确处于目标位置，造成安装在滑台上工作设备的效果无法提高。

因此，急需一种精细化执行驱动设备，减小滑台运行的最小步距，使得滑台能精确处于目标位置，以提高安装在滑台上工作设备的性能。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的目的是提供一种精细化执行驱动设备，通过设置的用于微调的第三滑块和用于主调的第一滑块来配合调整滑台的移动过程，通过油压系统来驱动滑台移动，控制滑台快速达到目标位置，提高了滑台的移动精确，并加快了调整时间，本发明解决了驱动设备工作性能不佳的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种精细化执行驱动设备，包括：

旋转驱动机构，其控制端与驱动设备的控制器连接，所述旋转驱动机构的输出端设置有一连接座，所述旋转驱动机构的驱动轴上设置有一第一伸缩驱动机构；

驱动缸，其横向设置在所述连接座外侧，所述驱动缸内设置有第一导轨，所述第一导轨为封闭式结构，第一导轨内沿长度方向设置有一与所述第一伸缩驱动机构连接的第一丝杆，所述第一丝杆上套设有第一滑块；以及

活塞缸，其重叠设置在所述驱动缸的上端，所述活塞缸内设置有第二导轨，所述第二导轨内滑动设置有一第二滑块，所述第二导轨上端用一带有一开槽的盖板封盖，所述第二滑块上端从所述开槽中向上延伸出一导杆，所述导杆上端设置有一滑台，且所述滑台滑动设置在所述盖板上，所述导杆中设置有一卷动装置，所述卷动装置的活动端连接在所述开槽的端头；

其中，所述第一导轨和第二导轨在端头位置处相互连通，所述第一导轨和第二导轨内的端头和滑块之间填充有液压油，所述第二导轨内沿长度方向设置有一直线位移球栅尺，所述第二滑块套设在所述直线位移球栅尺上，且所述第二滑块内设置有一读数头，所述读数头包络在所述直线位移球栅尺外周，所述读数头的输出端连接所述控制器；

所述第一丝杆内开设有容置空腔，所述第一丝杆凸出于所述第一导轨首端一定距离，所述第一丝杆的首端外侧壁上活动设置有一离合齿轮，所述第一导轨的首端外侧壁上还设置有一第二伸缩驱动机构，所述第二伸缩驱动机构与所述离合齿轮驱动连接，所述第二伸缩驱动机构与所述控制器连接；所述第一丝杆首端周身上至少贯穿开设一与所述容置空腔连通的开孔，所述容置空腔内转动设置一第二丝杆，所述第二丝杆凸出于所述第一丝杆首端一定距离，所述第二丝杆的首端与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性连接，所述第二丝杆上套设有一第三滑块，所述第二滑块的纵向截面积大于第三滑块的纵向截面积且小于第一滑块的纵向截面积，所述第二丝杆的凸出端外周设置有固定齿轮，所述固定齿轮位于所述所述离合齿轮内侧，所述离合齿轮与所述固定齿轮选择性联动。

优选的，所述旋转驱动机构为步进电机，所述第一伸缩驱动机构与所述旋转驱动机构的驱动轴连接，所述第一伸缩驱动机构位于所述连接座内，所述第二丝杆首端贯穿所述第一导轨与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性驱动连接。

优选的，所述第一滑块的纵向截面与所述第一导轨内部空间的纵向截面一致，所述第一导轨两内侧壁上设置有第一导向凹槽，所述第一滑块侧壁上对应设置有第一导向块，所述第一导向块滑动设置在所述第一导向凹槽中，且所述第一滑块的端头外周设置有第一密封圈，所述第一滑块中心沿长度方向贯穿开设有一第一螺纹孔，所述第一滑块通过所述第一螺纹孔套设在所述第一丝杆上，所述第一螺纹孔与第一丝杆之间设置有第一螺纹密封套；

所述第二滑块的纵向截面与所述第二导轨内部空间的纵向截面一致，所述第二导轨两内侧壁上设置有第二导向凹槽，所述第二滑块侧壁上对应设置有第二导向块，所述第二导向块滑动设置在所述第二导向凹槽中，且所述第二滑块的端头外周设置有第二密封圈；

所述第三滑块的纵向截面与所述容置空腔的纵向截面一致，所述容置空腔为柱形空腔，所述第三滑块滑动设置在所述容置空腔中，且所述第二滑块的端头外周设置有第三密封圈，所述第三滑块中心沿长度方向贯穿开设有一第二螺纹孔，所述第三滑块通过所述第二螺纹孔套设在所述第二丝杆上，所述第二螺纹孔与第二丝杆之间设置有第二螺纹密封套。

优选的，所述第二滑块中心沿长度方向分别贯穿开设有一贯穿孔，所述读数头的线圈设置在所述贯穿孔外周，所述第二滑块通过所述贯穿孔套设在所述直线位移球栅尺上，所述贯穿孔端头外周设置有第四密封圈。

优选的，所述活塞缸封闭在所述第一导轨的上端，所述第二导轨端头底部开设有与所述第一导轨内部连通的通孔。

优选的，所述盖板上设置有导向槽，所述滑台通过所述导杆滑动设置在所述导向槽上，所述开槽沿长度方向贯穿开设在所述盖板中心，所述开槽两内侧壁上设置有第三导向凹槽，所述导杆两侧壁上对应设置有第三导向块，且所述第三导向凹槽中设置有密封胶垫，所述第三导向块滑动设置在所述密封胶垫中。

优选的，所述卷动装置容置在两侧所述第三导向块之间，所述卷动装置内设置有一弹性卷动机构，所述弹性卷动机构上绕设有若干圈卷板，所述卷动装置上设置有一校直开口，所述校直开口位于所述第三导向块同一高度，所述卷板宽度介于两侧所述第三导向块的间距与所述导杆的宽度之间，所述卷板自由端通过所述校直开口与所述开槽端头连接，所述卷板两侧滑动设置在所述密封胶垫中。

优选的，所述第一滑块两端设置有第一触碰开关，所述第二滑块两端设置有第二触碰开关，所述滑台两端设置有第三触碰开关，且所述第二导轨端头凸出设置有一原点开关，所述第二导轨尾端凸出设置有一终点开关，各个所述开关与所述控制器连接。

优选的，所述第一丝杆两端转动设置在所述第一导轨两端，所述第一丝杆首端侧壁上设置有第一轴承，所述第一丝杆尾端侧壁上设置有第二轴承，所述第二丝杆转动设置在第一轴承和第二轴承之间，所述第二丝杆与第一轴承之间密封设置，所述离合齿轮对应设置在所述第一轴承外周的所述第一丝杆首端外侧壁上；

所述第二丝杆首端凸出于所述第一轴承一定距离，且所述第二丝杆首端凸出于所述第一导轨并延伸至所述连接座中与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端连接，所述第二丝杆首端侧壁上设置有第一齿牙，所述第一伸缩驱动机构的伸缩端上设置有第二齿牙，所述第一齿牙与第二齿牙选择性接合。

优选的，所述固定齿轮和离合齿轮同心设置，所述第二伸缩驱动机构的伸缩端与所述离合齿轮连接，当控制离合齿轮收缩时，所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动，将所述第二丝杆与第一丝杆联动，当控制离合齿轮向外扩张时，所述固定齿轮和离合齿轮分离，所述第二丝杆自由转动。

与现有技术相比，本发明包含的有益效果在于：

1、本发明在只使用一个旋转驱动机构的前提下，通过主调滑块和微调滑块配合使用，提高了滑台的移动精度，且操作简单方便、稳定性好；

2、本发明具有精度高、操作简单方便、稳定性好、安全性高等特点，为工业生产和研究提供了必要的平台基础；

3、本发明的滑台移动过程更为精确和快速，且消除了滑台的抖动；

4、本发明将丝杆传动系统和液压传动系统结合使用，充分发挥了两者各自的优势，进一步提高了滑台的移动精度，同时滑台的移动更加平稳。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的驱动缸的结构示意图；

图3是驱动缸内部结构示意图；

图4是活塞缸内部结构示意图；

图5是活塞缸顶部结构示意图；

图6是滑块的装配结构示意图；

图7是第一丝杆的结构示意图；

图8是第二丝杆与第一丝杆接合时的结构示意图；

图9是第二丝杆与第一丝杆分离时的结构示意图；

图10是导杆的结构示意图；

图11是卷动装置的结构示意图；

图12是第一滑块的结构示意图；

图13是图9中局部A的放大结构示意图；

图14离合齿轮与固定齿轮分离时的结构示意图；

图15为离合齿轮与固定齿轮联动时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图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文字能够据以实施。

如图1-15所示，本发明提供了一种精细化执行驱动设备，包括旋转驱动机构、驱动缸、活塞缸和滑台，驱动缸内设置有用于主调的第一滑块和用于微调的第三滑块，扫描设备等其他工作设备设置在所述滑台上随滑台同步移动，完成扫描工作。

本实施例以将本发明用在扫描设备上为例来进行说明。

整个驱动设备设置在一安装座100上，其中，旋转驱动机构310驱动驱动缸320动作，驱动缸320带动活塞缸420及同步安装在活塞缸420上的滑台700移动，最终驱动设备完成位移工作，配合安装在滑台700上的扫描设备等其他工作设备完成扫描工作。

所述旋转驱动机构310采用步进电机，以便于对每次的扫描步距进行精确调整。旋转驱动机构310的控制端与驱动设备的控制器连接，控制器控制旋转驱动机构310的运转。

所述旋转驱动机构310的输出端设置有一连接座311，所述旋转驱动机构310的驱动轴上设置有一第一伸缩驱动机构313，第一伸缩驱动机构313随所述旋转驱动机构310同步转动；所述第一伸缩驱动机构313位于所述连接座311内。

连接座外侧的安装座100上横向设置有一驱动缸320，其横向位于在所述连接座311第二端外侧，连接座311首端设置在旋转驱动机构310第二端上，所述驱动缸320内设置有第一导轨312，所述第一导轨312为封闭式结构，且第一导轨312内部设置有容置空间，第一导轨312内沿长度方向设置有一与所述第一伸缩驱动机构313连接的第一丝杆340，具体的，第一丝杆340连接在所述第一伸缩驱动机构313的伸缩端上，旋转驱动机构310选择性驱动第一丝杆340转动，第一丝杆340位于第一导轨312内部空间的中心。

所述第一丝杆340上套设有第一滑块330，第一滑块330滑动设置在所述第一导轨312内，当旋转驱动机构310驱动第一丝杆340转动时，即可控制第一滑块330在第一导轨312内来回移动。

活塞缸420重叠设置在所述驱动缸320的上端，同时，用以封闭第一导轨312，所述活塞缸420内设置有第二导轨412，且第二导轨412内部设置有容置空间，所述第二导轨412内滑动设置有一第二滑块430，所述第二导轨412上端用一带有一开槽510的盖板500封盖，所述第二滑块430上端从所述开槽510中向上延伸出一导杆520，所述导杆520上端设置有一滑台700，且所述滑台700滑动设置在所述盖板500上，从而使得滑台700随第二滑块430同步移动，扫描等工作设备设置在滑台700上，逐步改变滑台700的位置即可完成扫描设备等对目标物体的扫描工作。

所述第一丝杆340为空心结构，在所述第一丝杆340内开设有容置空腔，容置空腔为柱形腔体结构，其沿第一丝杆的长度方向开设，所述第一丝杆凸出于所述第一导轨首端一定距离，所述第一丝杆的首端外侧壁上活动设置有一离合齿轮341，所述第一导轨的首端外侧壁上还设置有一第二伸缩驱动机构，所述第二伸缩驱动机构与所述离合齿轮341驱动连接，所述第二伸缩驱动机构与所述控制器连接，第二伸缩驱动机构驱动离合齿轮341动作。

所述第一丝杆340首端周身上至少贯穿开设一与所述容置空腔连通的开孔343，使得第一导轨的内部空间与所述容置空腔连通，所述容置空腔内转动设置一第二丝杆210，第二丝杆210位于容置空腔中心，第二丝杆210转动设置在容置空腔两端，所述第二丝杆凸出于所述第一丝杆340首端一定距离，所述第二丝杆的首端与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性连接，旋转驱动机构310驱动第二丝杆210同步转动。

所述第二丝杆上套设有一第三滑块347，第三滑块347贴合在容置空腔内移动，所述第二滑块的纵向截面积大于第三滑块的纵向截面积且小于第一滑块的纵向截面积，所述第二丝杆的凸出端外周设置有固定齿轮212，所述固定齿轮212位于所述所述离合齿轮341内侧，所述离合齿轮341与所述固定齿轮212选择性联动。

具体的，所述第一丝杆340两端转动设置在所述第一导轨两端，且可以自由转动，驱动第一滑块在第一导轨中来回移动，所述第一丝杆首端侧壁上设置有第一轴承344，所述第一丝杆尾端侧壁上设置有第二轴承342，所述第二丝杆转动设置在第一轴承和第二轴承之间，所述第二丝杆与第一轴承之间密封设置，避免容置空腔与外界连通，所述离合齿轮341对应设置在所述第一轴承外周的所述第一丝杆首端外侧壁上。

所述第二丝杆210首端凸出于所述第一轴承341一定距离，且所述第二丝杆210首端凸出于所述第一导轨并延伸至所述连接座中与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性连接，所述第二丝杆首端侧壁上设置有第一齿牙211，所述第一伸缩驱动机构的伸缩端上设置有第二齿牙，所述第一齿牙与第二齿牙选择性接合，第二丝杆与第一伸缩驱动机构的伸缩端处于同一直线上，当第一伸缩驱动机构的伸缩端向前伸出时，第一齿牙与第二齿牙选择性接合，第二丝杆通过第一伸缩驱动机构与旋转驱动机构310的输出端连接，通过旋转驱动机构带动第二丝杆同步转动，从而改变第三滑块在容置空腔中的位置；当第一伸缩驱动机构的伸缩端向后回缩时，第一齿牙与第二齿牙选择性分离，第二丝杆与旋转驱动机构310的输出端分离。

第二丝杆转动设置在第一轴承和第三轴承中，第一丝杆转动设置在第一导轨两端，第二丝杆向外凸出于第一轴承一定距离，且固定齿轮设置在凸出端外周，离合齿轮活动设置在固定齿轮外周，所述固定齿轮212和离合齿轮341同心设置，所述第二伸缩驱动机构的伸缩端与所述离合齿轮341连接，当控制离合齿轮341收缩时，所述固定齿轮212和离合齿轮341啮合联动，将所述第二丝杆与第一丝杆联动，当控制离合齿轮341向外扩张时，所述固定齿轮212和离合齿轮341分离，所述第二丝杆自由转动。

具体的，离合齿轮341分为两个可分离的第一半齿轮和第二半齿轮，第一半齿轮和第二半齿轮滑动设置在所述第一丝杆的前端外侧壁上，正常状态时，第一半齿轮和第二半齿轮处于分离状态，当控制离合齿轮341动作时，则驱动第一半齿轮和第二半齿轮并拢，以与固定齿轮啮合联动，从而使得第一丝杆和第二丝杆联动。

第二伸缩驱动机构设置在第一导轨的前端外侧壁上，所述第二伸缩驱动机构与所述离合齿轮驱动连接，也就是第二伸缩驱动机构的伸缩端与第一半齿轮和第二半齿轮连接，第二伸缩驱动机构驱动第一半齿轮和第二半齿轮做扩张或收缩运动，所述第二伸缩驱动机构与所述控制器连接。

具体的，所述固定齿轮和离合齿轮同心设置，当控制离合齿轮收缩时，也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮收缩时，使得所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动，将所述第二丝杆与第一丝杆联动，当离合齿轮向外扩张时，也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮向外扩张时，所述固定齿轮和离合齿轮分离，所述第二丝杆自由转动。

具体的，所述活塞缸420封闭在所述第一导轨312的上端，所述第二导轨412端头底部开设有与所述第一导轨312内部连通的通孔413，从而使得所述第一导轨312和第二导轨412在端头位置处相互连通，同时在所述第一导轨312和第二导轨412内的端头和滑块之间填充有液压油，由此，第一导轨312和第二导轨412内的端头和滑块之间的油量体积是固定的，同时，容置空腔中与第一导轨贯通，因此第三滑块之前的容置空腔中也被液压油填充，且整个驱动设备内的总油量是一定的。

将第一齿牙和第二齿牙接合，也就是将第一伸缩驱动机构的伸缩端与第二丝杆端头联动，将固定齿轮和离合齿轮联动，通过旋转驱动机构310改变第一滑块330在相应第一导轨中的位置，或将第一齿牙和第二齿牙接合，也就是将第一伸缩驱动机构的伸缩端与第二丝杆端头联动，将固定齿轮和离合齿轮分离，通过旋转驱动机构310改变第三滑块347在相应容置空腔中的位置，即可改变第二滑块430所在第二导轨中的液压油容量，从而改变第二滑块430在第二导轨中的位置，即改变滑台的位置，当滑台到达指定位置时，将第一齿牙和第二齿牙分离，也就是将第一伸缩驱动机构的伸缩端与第二丝杆端头分离，避免在旋转驱动机构的惯性转动下，滑台偏离指定位置，从而提高了滑台的移动精度。

上述技术方案中，所述第一滑块330的纵向截面与所述第一导轨312内部空间的纵向截面一致，使得第一滑块330正好活动贴合设置在第一导轨312的内部空间中移动，所述第一导轨312两内侧壁上设置有第一导向凹槽321，所述第一滑块330侧壁上对应设置有第一导向块335，所述第一导向块335滑动设置在所述第一导向凹槽321中，为第一滑块330的滑动提供导向，同时保证第一滑块330严格沿着第一导轨的方向直线移动，减少纵向偏移量，最终减小第一滑块的纵向抖动，同时，在且所述第一滑块330的端头外周设置有第一密封圈331，第一滑块330通过第一密封圈331与第一导轨312内部空间的四周侧壁滑动接触，保证第一滑块330与第一导轨312内部空间接触位置处的密封性，避免将第一滑块330与第一导轨312内部空间端头之间液压油渗漏到第一滑块330与第一导轨312内部空间尾端之间。

同理，所述第二滑块430的纵向截面与所述第二导轨412内部空间的纵向截面一致，所述第二导轨412两内侧壁上设置有第二导向凹槽421，所述第二滑块430侧壁上对应设置有第二导向块，所述第二导向块滑动设置在所述第二导向凹槽321中，且所述第二滑块330的端头外周设置有第二密封圈。

所述第三滑块347的纵向截面与所述容置空腔的纵向截面一致，所述容置空腔为柱形空腔，所述第三滑块347滑动设置在所述容置空腔中，且所述第二滑块430的端头外周设置有第三密封圈。

本发明中安装在滑台上的天线等扫描工作设备通过液压系统间接安装在滚珠丝杆导轨滑台上，通过液压系统来调整工作设备的位置，液压系统通过改变液压油的体积来改变扫描步距，最小步距更小，且调整精确更高，消除了天线等工作设备与目标位置之间的偏差，其中，第三滑块起到距离微调作用，第一滑块起到距离主调作用，使得设置在滑台上的工作设备可以精确到达目标位置，同时调整时间更快。液压系统吸收旋转驱动机构启动和停机时的抖动，从而天线等工作设备的移动过程更为精确可控，且通过液压系统，消除了滑台纵向的抖动，最终提高了天线等扫描工作设备的扫描成像质量。

所述第一滑块330中心沿长度方向贯穿开设有一第一螺纹孔334，所述第一滑块330通过所述第一螺纹孔套设在所述第一丝杆340上，所述第一螺纹孔与第一丝杆340之间设置有第一螺纹密封套333；所述第一螺纹孔与第一丝杆之间设置有第一螺纹密封套，起到了第一螺纹孔与第一丝杆之间的密封作用，避免液压油伸入到第一螺纹孔中。

所述第三滑块347中心沿长度方向贯穿开设有一第二螺纹孔，所述第三滑块347通过所述第二螺纹孔套设在所述第二丝杆220上，所述第二螺纹孔与第二丝杆220之间设置有第二螺纹密封套，第二螺纹密封套起到了第二螺纹孔与第二丝杆之间的密封作用，避免液压油伸入到第二螺纹孔中。

上述技术方案中，所述第二导轨412内沿长度方向设置有一直线位移球栅尺440，所述第二滑块430套设在所述直线位移球栅尺440上，且所述第二滑块430内设置有一读数头，所述读数头包络在所述直线位移球栅尺440外周，所述读数头的输出端连接移动装置的控制器，直线位移球栅尺440为中空结构，其内填充有高精度磁性钢球，直线位移球栅尺440为第二滑块430的移动提供导向作用，同时，用于测量直线位移球栅尺440的移动距离和所述位置，当读数头随第二滑块430移动时，即可读书第三滑块在直线位移球栅尺440上的移动距离和所处位置，即得知滑台的移动距离和所处位置。本发明采用直线位移球栅来对扫描设备等工作设备的移动距离进行测量，提高了测量精度，同时简化了驱动设备的结构，并提高了测量的可靠性。

上述技术方案中，所述第二滑块430中心沿长度方向分别贯穿开设有一贯穿孔，所述读数头的线圈设置在所述贯穿孔外周，所述第二滑块通过所述贯穿孔套设在所述直线位移球栅尺上，所述贯穿孔端头外周设置有第四密封圈，起到了贯穿孔与直线位移球栅尺440之间的密封作用，避免液压油伸入到贯穿孔中。

所述盖板500上设置有导向槽540，导向槽540的方向与第二导轨的长度方向一致，所述滑台700通过所述导杆520滑动设置在所述导向槽540上，为滑台700的滑动提供导向，同时保证滑台700严格沿着第二导轨的长度方向直线移动，减少纵向偏移量，最终减小滑台700的纵向抖动，所述开槽510沿长度方向贯穿开设在所述盖板500中心，所述开槽510两内侧壁上设置有第三导向凹槽，所述导杆520两侧壁上对应设置有第三导向块521，且所述第三导向凹槽中设置有密封胶垫，密封胶垫横向凸出于第三导向凹槽一定距离，所述第三导向块521滑动设置在所述密封胶垫中，保证导杆520与开槽510接触位置处的密封性，避免将第二滑块与第二导轨内部空间端头之间液压油从开槽中渗漏出去。

所述导杆520中设置有一卷动装置530，所述卷动装置530的活动端连接在所述开槽510的端头。具体的，所述卷动装置530容置在两侧所述第三导向块521之间，所述卷动装置530内设置有一弹性卷动机构533，所述弹性卷动机构533上绕设有若干圈卷板531，所述卷板531绕设在所述弹性卷动装置533外周，在弹性卷动装置533的弹性作用力下，卷板531保持收缩状态，所述卷动装置530上设置有一校直开口532，所述校直开口532位于所述第三导向块521同一高度，同时，所述卷板531宽度介于两侧所述第三导向块521的间距与所述导杆520的宽度之间，如图所示，校直开口532设置在两侧所述第三导向块521之间，两侧所述第三导向块521的设置在第四导向凹槽中，由于开槽510的宽度与导杆的宽度一致，卷板531的宽度即大于开槽510的宽度，使得卷板531两侧同样设置在第四导向凹槽中，将开槽密封。

所述卷板531自由端通过所述校直开口532校直后，与所述开槽510端头连接，当卷动装置530随着导杆移动时，卷板531被拉出，所述卷板531两侧滑动设置在所述密封胶垫中。具体的，卷板531被拉出后，两侧滑动设置在所述密封胶垫中，通过密封胶垫与开槽密封，当第二滑块受力滑动时，驱动导杆在开槽中移动，导杆与开槽密封设置，导杆与第二导轨端头之间的开槽实时被拉出的卷板密封，从而避免将第二滑块与第二导轨内部空间端头之间液压油从开槽中渗漏出去。

所述第一滑块330两端设置有第一触碰开关332，所述第二滑块430两端设置有第二触碰开关，所述滑台700两端设置有第三触碰开关710，且所述第二导轨端头凸出设置有一原点开关640，所述第二导轨尾端凸出设置有一终点开关360，各个所述开关与所述控制器连接。

具体的，第二导轨端头设置有第一挡板650，原点开关640设置在第一挡板650上，第二导轨尾端设置有第二挡板370，终点开关360设置在第二挡板370上，触碰开关产生接触信号，发送至控制器中，控制器控制相应滑块或滑台停止移动，也就是触碰开关用于限制滑块的移动行程，避免滑块与导轨端头或尾端直接碰撞，原点开关640和终点开关360用于对滑台的移动路径进行原点和终点的校准，提高扫描设备的移动精度，消除移动行程的累计误差。

上述技术方案中，所述第二滑块430的纵向截面积大于第三滑块347的纵向截面积且小于第一滑块330的纵向截面积，当旋转驱动机构与第二丝杆接合联动、且固定齿轮与离合齿轮接合时，旋转驱动机构驱动第一滑块单独移动，单位行程改变的液压油体积最大；第二滑块移动时，单位行程改变的液压油体积次之；旋转驱动机构与第二丝杆接合联动、且固定齿轮与离合齿轮分离时，旋转驱动机构驱动第三滑块单独移动时，单位行程改变的液压油体积最小；也就是当驱动第一滑块移动单位行程时，第二滑块的移动距离大于单位移动距离，当驱动第三滑块单独移动单位行程时，第二滑块的移动距离小于单位移动距离。

本发明中，第三滑块单独移动用于对第二导轨内部的液压油容量进行微调，也就是对第二滑块的位置进行微调，因此第三滑块单独充当一个微调开关的作用，通过液压油的体积来进行位置的微调，调节步距更小，调整距离更加精确可控。第一滑块用于对第二导轨内部的液压油容量进行主调，也就是对第二滑块的位置进行主调，因此第一滑块整体充当一个主调开关的作用，通过液压油的体积来进行位置的调节，调节过程更加迅速。

改变滑台的位置和移动距离，具体的，控制器控制第二丝杆与第一丝杆接合，通过旋转驱动机构控制第一滑块移动行程，即可控制第二滑块的移动行程，第一滑块起第二滑块位置主调作用，当控制第二丝杆与第一丝杆分离时，通过旋转驱动机构控制第三滑块移动行程，即可控制第二滑块的移动行程，第三滑块单独起到滑台位置的微调作用，第一滑块起到位置的主调作用，通过控制第一滑块的移动行程，将第二滑块快速移动到目标位置附近，随后通过单独控制第三滑块的移动行程，将第二滑块精确移动到目标位置，加快了滑台的位置调整速度，同时提高了滑台的移动精度，进而提高扫描等其他工作设备的扫描质量，当滑块到达指定位置时，控制第一伸缩驱动机构的伸缩端与第二丝杆分离，避免第三滑块受旋转驱动机构惯性影响，进一步提高了滑台的移动精确度。

同时，通过直线位移球栅来反馈第二滑块的移动位置和移动距离，用于反馈控制第一滑块和第三滑块的移动。累计运行，不可避免会出现位置偏差，一旦当第二滑块的位置与目标设定位置出现偏差时，比如第二滑块的位置还未到达目标位置，此时，控制器计算第二滑块的偏差距离，因为第一、二导轨和容置空腔内部空间的纵向截面积一定，即可计算出第二导轨内部空间的液压油的偏差体积，控制器第一滑块或控制第三滑块单独动作，调整第二导轨内部空间的液压油量，第二导轨内部空间的液压油得到偏差体积的液压油后，即可驱动第二滑块联动滑台到达指定的目标位置，从而及时消除位移偏差，提高设备的扫描精度。

为了验证本发明平台的效果，以5mW激光器为测试工具，5mW激光器设置在滑台上，测试系统运行时的稳定性，滑台运行时的抖动情况。记录滑台运行时的设置运行距离与实际运行距离，测试系统的准确性。最后，测试系统输出波形，这个脉冲将会发送给后续的辐射计测量系统，作为其提示信号，分析其准确性。

测试证明，系统运行时的滑台的抖动都很微小，且竖直方向的抖动要比水平方向的还要小很多，说明通过液压系统吸收，电机运行造成的抖动很小，系统很稳定。同时，系统运行的设定位置和实际位置的误差几乎没有，因此可以看出系统运行准确性很高。

由上所述，本发明在只使用一个旋转驱动机构的前提下，通过主调滑块和微调滑块配合使用，提高了滑台的移动精度，且操作简单方便、稳定性好；同时，本发明具有精度高、操作简单方便、稳定性好、安全性高等特点，为工业生产和研究提供了必要的平台基础；通过主调和微调控制，本发明的滑台移动过程更为精确和快速，且消除了滑台的抖动，本发明将丝杆传动系统和液压传动系统结合使用，充分发挥了两者各自的优势，进一步提高了滑台的移动精度，同时滑台的移动更加平稳。

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，可容易的实现另外的修改，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和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种精细化执行驱动设备，其特征在于，包括：

旋转驱动机构，其控制端与驱动设备的控制器连接，所述旋转驱动机构的输出端设置有一连接座，所述旋转驱动机构的驱动轴上设置有一第一伸缩驱动机构；

驱动缸，其横向设置在所述连接座外侧，所述驱动缸内设置有第一导轨，所述第一导轨为封闭式结构，第一导轨内沿长度方向设置有一与所述第一伸缩驱动机构连接的第一丝杆，所述第一丝杆上套设有第一滑块；以及

活塞缸，其重叠设置在所述驱动缸的上端，所述活塞缸内设置有第二导轨，所述第二导轨内滑动设置有一第二滑块，所述第二导轨上端用一带有一开槽的盖板封盖，所述第二滑块上端从所述开槽中向上延伸出一导杆，所述导杆上端设置有一滑台，且所述滑台滑动设置在所述盖板上，所述导杆中设置有一卷动装置，所述卷动装置的活动端连接在所述开槽的端头；

其中，所述第一导轨和第二导轨在端头位置处相互连通，所述第一导轨和第二导轨内的端头和滑块之间填充有液压油，所述第二导轨内沿长度方向设置有一直线位移球栅尺，所述第二滑块套设在所述直线位移球栅尺上，且所述第二滑块内设置有一读数头，所述读数头包络在所述直线位移球栅尺外周，所述读数头的输出端连接所述控制器；

所述第一丝杆内开设有容置空腔，所述第一丝杆凸出于所述第一导轨首端一定距离，所述第一丝杆的首端外侧壁上活动设置有一离合齿轮，所述第一导轨的首端外侧壁上还设置有一第二伸缩驱动机构，所述第二伸缩驱动机构与所述离合齿轮驱动连接，所述第二伸缩驱动机构与所述控制器连接；所述第一丝杆首端周身上至少贯穿开设一与所述容置空腔连通的开孔，所述容置空腔内转动设置一第二丝杆，所述第二丝杆凸出于所述第一丝杆首端一定距离，所述第二丝杆的首端与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性连接，所述第二丝杆上套设有一第三滑块，所述第二滑块的纵向截面积大于第三滑块的纵向截面积且小于第一滑块的纵向截面积，所述第二丝杆的凸出端外周设置有固定齿轮，所述固定齿轮位于所述所述离合齿轮内侧，所述离合齿轮与所述固定齿轮选择性联动。

2.如权利要求1所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述旋转驱动机构为步进电机，所述第一伸缩驱动机构与所述旋转驱动机构的驱动轴连接，所述第一伸缩驱动机构位于所述连接座内，所述第二丝杆首端贯穿所述第一导轨与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端选择性驱动连接。

3.如权利要求2所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述第一滑块的纵向截面与所述第一导轨内部空间的纵向截面一致，所述第一导轨两内侧壁上设置有第一导向凹槽，所述第一滑块侧壁上对应设置有第一导向块，所述第一导向块滑动设置在所述第一导向凹槽中，且所述第一滑块的端头外周设置有第一密封圈，所述第一滑块中心沿长度方向贯穿开设有一第一螺纹孔，所述第一滑块通过所述第一螺纹孔套设在所述第一丝杆上，所述第一螺纹孔与第一丝杆之间设置有第一螺纹密封套；

所述第二滑块的纵向截面与所述第二导轨内部空间的纵向截面一致，所述第二导轨两内侧壁上设置有第二导向凹槽，所述第二滑块侧壁上对应设置有第二导向块，所述第二导向块滑动设置在所述第二导向凹槽中，且所述第二滑块的端头外周设置有第二密封圈；

所述第三滑块的纵向截面与所述容置空腔的纵向截面一致，所述容置空腔为柱形空腔，所述第三滑块滑动设置在所述容置空腔中，且所述第二滑块的端头外周设置有第三密封圈，所述第三滑块中心沿长度方向贯穿开设有一第二螺纹孔，所述第三滑块通过所述第二螺纹孔套设在所述第二丝杆上，所述第二螺纹孔与第二丝杆之间设置有第二螺纹密封套。

4.如权利要求3所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述第二滑块中心沿长度方向分别贯穿开设有一贯穿孔，所述读数头的线圈设置在所述贯穿孔外周，所述第二滑块通过所述贯穿孔套设在所述直线位移球栅尺上，所述贯穿孔端头外周设置有第四密封圈。

5.如权利要求4所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述活塞缸封闭在所述第一导轨的上端，所述第二导轨端头底部开设有与所述第一导轨内部连通的通孔。

6.如权利要求5所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述盖板上设置有导向槽，所述滑台通过所述导杆滑动设置在所述导向槽上，所述开槽沿长度方向贯穿开设在所述盖板中心，所述开槽两内侧壁上设置有第三导向凹槽，所述导杆两侧壁上对应设置有第三导向块，且所述第三导向凹槽中设置有密封胶垫，所述第三导向块滑动设置在所述密封胶垫中。

7.如权利要求6所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述卷动装置容置在两侧所述第三导向块之间，所述卷动装置内设置有一弹性卷动机构，所述弹性卷动机构上绕设有若干圈卷板，所述卷动装置上设置有一校直开口，所述校直开口位于所述第三导向块同一高度，所述卷板宽度介于两侧所述第三导向块的间距与所述导杆的宽度之间，所述卷板自由端通过所述校直开口与所述开槽端头连接，所述卷板两侧滑动设置在所述密封胶垫中。

8.如权利要求7所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述第一滑块两端设置有第一触碰开关，所述第二滑块两端设置有第二触碰开关，所述滑台两端设置有第三触碰开关，且所述第二导轨端头凸出设置有一原点开关，所述第二导轨尾端凸出设置有一终点开关，各个所述开关与所述控制器连接。

9.如权利要求8所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述第一丝杆两端转动设置在所述第一导轨两端，所述第一丝杆首端侧壁上设置有第一轴承，所述第一丝杆尾端侧壁上设置有第二轴承，所述第二丝杆转动设置在第一轴承和第二轴承之间，所述第二丝杆与第一轴承之间密封设置，所述离合齿轮对应设置在所述第一轴承外周的所述第一丝杆首端外侧壁上；

所述第二丝杆首端凸出于所述第一轴承一定距离，且所述第二丝杆首端凸出于所述第一导轨并延伸至所述连接座中与所述第一伸缩驱动机构的伸缩端连接，所述第二丝杆首端侧壁上设置有第一齿牙，所述第一伸缩驱动机构的伸缩端上设置有第二齿牙，所述第一齿牙与第二齿牙选择性接合。

10.如权利要求9所述的精细化执行驱动设备，其特征在于，所述固定齿轮和离合齿轮同心设置，所述第二伸缩驱动机构的伸缩端与所述离合齿轮连接，当控制离合齿轮收缩时，所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动，将所述第二丝杆与第一丝杆联动，当控制离合齿轮向外扩张时，所述固定齿轮和离合齿轮分离，所述第二丝杆自由转动。