CN108799434A - 一种多自由度滚珠丝杠传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于滚珠丝杠技术领域，具体的说是一种多自由度滚珠丝杠传动机构，包括伺服电机、螺杆和固定环，还包括半圆螺母一、半圆螺母二和导杆；螺杆安装在伺服电机的电机轴上；螺杆穿过半圆螺母一上的螺纹孔，半圆螺母一还开设有弧形通槽；半圆螺母二上开设有螺纹孔，螺杆穿过半圆螺母二上的螺纹孔，半圆螺母二的顶部设置有梯形块，半圆螺母二的梯形块卡在半圆螺母一的梯形通孔中，形成圆柱形螺母；导杆铰接在半圆螺母二上；固定环套在半圆螺母一和半圆螺母二外侧，固定环安装在导杆上；导杆上还安装有圆台块。不仅可以实现滚珠丝杠的直线运动，还能实现一定角度的摆动，满足特殊情况的使用，减少其他设备的增加。

Description

一种多自由度滚珠丝杠传动机构
技术领域
本发明属于滚珠丝杠技术领域，具体的说是一种多自由度滚珠丝杠传动机构。
背景技术
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。它的重要意义就是将轴承从滑动动作变成滚动动作。滚珠丝杠往往只能实现将旋转运动转换成直线运动，但是有些情况下，不仅需要滚珠丝杠直线运动的同时，还需要实现一定角度的摆动。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，不仅可以实现滚珠丝杠的直线运动，还能实现一定角度的摆动，满足特殊情况的使用，减少其他设备的增加。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，包括伺服电机、螺杆和固定环，还包括半圆螺母一、半圆螺母二和导杆；所述的螺杆安装在伺服电机的电机轴上，螺杆的数量为二，伺服电机的数量为二；所述的半圆螺母一上开设有螺纹孔，螺杆穿过半圆螺母一上的螺纹孔，半圆螺母一底部开设有梯形通孔，半圆螺母一还开设有弧形通槽，弧形通槽的左端的直径小于右端的直径；弧形通槽左右两端的直径大小不同，圆台块在弧形通槽中移动，在通过导杆使固定环发生一定角度的摆动；所述的半圆螺母二上开设有螺纹孔，螺杆穿过半圆螺母二上的螺纹孔，半圆螺母二的顶部设置有梯形块，半圆螺母二的梯形块卡在半圆螺母一的梯形通孔中，形成圆柱形螺母；所述的导杆铰接在半圆螺母二上，导杆数量为二；所述的固定环套在半圆螺母一和半圆螺母二外侧，固定环安装在导杆上；所述的导杆上还安装有圆台块，圆台块位于半圆螺母一的弧形通槽中，圆台块数量为二，左边的圆台块直径大的一端固定安装在导杆上，右边的圆台块直径小的一端固定安装在另一根导杆上。当伺服电机的转速不一致时，半圆螺母一和半圆螺母二的移动速度不一致，半圆螺母一的移动速度快时，导致左边的圆台块向弧形通槽的右端移动，圆台块发生弧形的移动，圆台块通过导杆使的固定环发生一定角度的摆动；当半圆螺母二的移动速度快时，导致右边的圆台块向弧形通槽的左端移动，圆台块发生弧形的移动，圆台块通过导杆使得固定环发生反向角度的摆动。
所述的圆台块包括螺母、上圆盘、下圆盘、滚柱、轴承和螺杆一；所述的螺杆一穿过上圆盘和下圆盘；所述的上圆盘直径大于下圆盘，上圆盘设置有倾斜向下的圆环，下圆盘设置有倾斜向上的圆环；所述的螺母安装在螺杆一上；所述的轴承分别均匀安装在上圆盘的圆环上和下圆盘的圆环上；所述的滚柱穿过轴承，滚柱周向均匀布置。当圆台块在弧形通槽中移动时，为了减小圆台块和弧形通槽的摩擦阻力，利用滚柱实现滚动摩擦，减小摩擦阻力。
所述的上圆盘上还安装有加强筋，加强筋的一端安装在轴承上过，加强筋的另一端安装在上圆盘的底部，对轴承实现加固作用。
所述的轴承为深沟球轴承，深沟球轴承结构简单，使用方便，成本低。
所述的固定环下端固定安装有连接板，方便吊装货物。
所述的连接板上开设有三角形孔，可以对穿过的承重杆进行限位，防止承重杆发生转动。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，本发明可以实现滚珠丝杠直线移动的同时进行一定角度的摆动，适应特殊的使用情况，满足特殊要求的同时不需要增加仪器设备。
2.本发明所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，本发明通过伺服电机的转速不同，进而调节半圆螺母一和半圆螺母二的移动速度，在配合圆台块和导杆使得固定环发生一定角度的摆动，实现多自由度滚珠丝杠的传动。
3.本发明所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，本发明的圆台块利用上圆盘、下圆盘和滚柱相互配合，实现圆台块在半圆螺母一的弧形槽中滚动摩擦，减小了摩擦阻力。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明图1中的A-A剖视图；
图3是本发明图1中的B-B剖视图；
图4是本发明中圆台块的剖视图；
图中：伺服电机1、螺杆2、固定环3、半圆螺母一4、弧形通槽41、半圆螺母二5、导杆6、圆台块7、螺母71、上圆盘72、下圆盘73、滚柱74、轴承75、螺杆一76、加强筋77、连接板8。
具体实施方式
使用图1-图4对本发明一种多自由度滚珠丝杠传动机构的结构进行如下说明。
如图1所示，本发明所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，包括伺服电机1、螺杆2和固定环3，还包括半圆螺母一4、半圆螺母二5和导杆6；所述的螺杆2安装在伺服电机1的电机轴上，螺杆2的数量为二，伺服电机1的数量为二；所述的半圆螺母一4上开设有螺纹孔，螺杆2穿过半圆螺母一4上的螺纹孔，半圆螺母一4底部开设有梯形通孔，半圆螺母一4还开设有弧形通槽41，弧形通槽41的左端的直径小于右端的直径；弧形通槽41左右两端的直径大小不同，圆台块7在弧形通槽41中移动，在通过导杆6使固定环 3发生一定角度的摆动；所述的半圆螺母二5上开设有螺纹孔，螺杆2穿过半圆螺母二5 上的螺纹孔，半圆螺母二5的顶部设置有梯形块，半圆螺母二5的梯形块卡在半圆螺母一 4的梯形通孔中，形成圆柱形螺母；所述的导杆6铰接在半圆螺母二5上，导杆6数量为二；所述的固定环3套在半圆螺母一4和半圆螺母二5外侧，固定环3安装在导杆6上；所述的导杆6上还安装有圆台块7，圆台块7位于半圆螺母一4的弧形通槽41中，圆台块 7数量为二，左边的圆台块7直径大的一端固定安装在导杆6上，右边的圆台块7直径小的一端固定安装在另一根导杆6上。当伺服电机1的转速不一致时，半圆螺母一4和半圆螺母二5的移动速度不一致，半圆螺母一4的移动速度快时，导致左边的圆台块7向弧形通槽41的右端移动，圆台块7发生弧形的移动，圆台块7通过导杆6使的固定环3发生一定角度的摆动；当半圆螺母二5的移动速度快时，导致右边的圆台块7向弧形通槽41 的左端移动，圆台块7发生弧形的移动，圆台块7通过导杆6使得固定环3发生反向角度的摆动。
如图4所示，所述的圆台块7包括螺母71、上圆盘72、下圆盘73、滚柱74、轴承75 和螺杆一76；所述的螺杆一76穿过上圆盘72和下圆盘73；所述的上圆盘72直径大于下圆盘73，上圆盘72设置有倾斜向下的圆环，下圆盘73设置有倾斜向上的圆环；所述的螺母71安装在螺杆一76上；所述的轴承75分别均匀安装在上圆盘72的圆环上和下圆盘73 的圆环上；所述的滚柱74穿过轴承75，滚柱74周向均匀布置。当圆台块7在弧形通槽41中移动时，为了减小圆台块7和弧形通槽41的摩擦阻力，利用滚柱74实现滚动摩擦，减小摩擦阻力。
如图4所示，所述的上圆盘72上还安装有加强筋77，加强筋77的一端安装在轴承75上过，加强筋77的另一端安装在上圆盘72的底部，对轴承75实现加固作用。
如图4所示，所述的轴承75为深沟球轴承，深沟球轴承结构简单，使用方便，成本低。
如图1所示，所述的固定环3下端固定安装有连接板8，方便吊装货物。
如图1所示，所述的连接板8上开设有三角形孔，可以对穿过的承重杆进行限位，防止承重杆发生转动。
具体工作流程如下：
当伺服电机1转速相同时，半圆螺母一4和半圆螺母二5不发生相对移动，半圆螺母一4和半圆螺母二5整体左右移动；当伺服电机1转速不同时，半圆螺母一4和半圆螺母二5的移动速度不一致，半圆螺母一4的移动速度快时，导致左边的圆台块7向弧形通槽 41的右端移动，圆台块7发生弧形的移动，圆台块7通过导杆6使的固定环3发生一定角度的摆动；当半圆螺母二5的移动速度快时，导致右边的圆台块7向弧形通槽41的左端移动，圆台块7发生弧形的移动，圆台块7通过导杆6使得固定环3发生反向角度的摆动。
以上，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。
(A)在上述实施方式中，通过伺服电机驱动螺杆转动，但不限于此，螺杆也可以通过步进电机驱动。
(B)在上述实施方式中，圆台块也可以是圆锥块。
工业实用性
根据本发明，不仅可以实现滚珠丝杠的直线运动，还能实现一定角度的摆动，对需要直线运动加转动的情况使用是很有帮助的。

Claims (6)

1.一种多自由度滚珠丝杠传动机构，包括伺服电机(1)、螺杆(2)和固定环(3)，其特征在于：还包括半圆螺母一(4)、半圆螺母二(5)和导杆(6)；所述的螺杆(2)安装在伺服电机(1)的电机轴上，螺杆(2)的数量为二，伺服电机(1)的数量为二；所述的半圆螺母一(4)上开设有螺纹孔，螺杆(2)穿过半圆螺母一(4)上的螺纹孔，半圆螺母一(4)底部开设有梯形通孔,半圆螺母一(4)还开设有弧形通槽(41)，弧形通槽(41)的左端的直径小于右端的直径；所述的半圆螺母二(5)上开设有螺纹孔，螺杆(2)穿过半圆螺母二(5)上的螺纹孔，半圆螺母二(5)的顶部设置有梯形块，半圆螺母二(5)的梯形块卡在半圆螺母一(4)的梯形通孔中，形成圆柱形螺母；所述的导杆(6)铰接在半圆螺母二(5)上，导杆(6)数量为二,导杆(6)上还安装有圆台块(7)，圆台块(7)位于半圆螺母一(4)的弧形通槽(41)中，圆台块(7)数量为二，左边的圆台块(7)直径大的一端固定安装在导杆(6)上，右边的圆台块(7)直径小的一端固定安装在另一根导杆(6)上；所述的固定环(3)套在半圆螺母一(4)和半圆螺母二(5)外侧，固定环(3)安装在导杆(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，其特征在于：所述的圆台块(7)包括螺母(71)、上圆盘(72)、下圆盘(73)、滚柱(74)、轴承(75)和螺杆一(76)；所述的螺杆一(76)穿过上圆盘(72)和下圆盘(73)；所述的上圆盘(72)直径大于下圆盘(73)，上圆盘(72)设置有倾斜向下的圆环，下圆盘(73)设置有倾斜向上的圆环；所述的螺母(71)安装在螺杆一(76)上；所述的轴承(75)分别均匀安装在上圆盘(72)的圆环上和下圆盘(73)的圆环上；所述的滚柱(74)穿过轴承(75)，滚柱(74)周向均匀布置。
3.根据权利要求2所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，其特征在于：所述的上圆盘(72)上还安装有加强筋(77)，加强筋(77)的一端安装在轴承(75)上，加强筋(77)的另一端安装在上圆盘(72)的底部。
4.根据权利要求2所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，其特征在于：所述的轴承(75)为深沟球轴承。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，其特征在于：所述的固定环(3)下端固定安装有连接板(8)。
6.根据权利要求5所述的一种多自由度滚珠丝杠传动机构，其特征在于：所述的连接板(8)上开设有三角形孔。
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