CN109787414A - 一种由单个伺服电机驱动的双级z轴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明及CAR‑T细胞培养设备技术领域，尤其为一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，包括第二级Z轴底板，所述第二级Z轴底板的基面上固定设有第二级Z轴导向轴，所述第二级Z轴导向轴上连接有载物台，所述第二级Z轴底板与第二级Z轴导向轴的一端部固定连接有连接块，所述第二级Z轴底板与第二级Z轴导向轴的另一端部固定连接有第二级Z轴支撑板，所述第二级Z轴支撑板与连接块相对的侧壁中心位置并且位于第二级Z轴底板的上方连接有第二级Z轴丝杆。本发明通过设置由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，用于细胞产品的自动检测过程，实现细胞产品的自动搬运，放置和丢弃；具有高效率，自锁功能及高精度行程控制功能。
Description
技术领域
本发明及CAR-T细胞培养设备技术领域，具体为一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置。
背景技术
免疫治疗逐渐进入大规模阶段，相比于传统手工培养方法，免疫细胞生产产生新的关键需求：低成本，高效率及高可靠性。全自动CAR-T细胞培养设备在满足此种需求的前提下应运而生。但是目前细胞产品的自动检测过程，细胞产品的自动搬运，放置和丢弃应用于CAR-T细胞培养设备的机械装置尚有不足之处，比如传统机构，Z轴长度的长度限制了其工作的范围，从而移动的行程短，从而造成一些工作无法顺利完成，从而导致自动检测的效率降低。
综上所述，本发明提出一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置来解决此类问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，包括第二级Z轴底板，所述第二级Z轴底板的基面上固定设有第二级Z轴导向轴，所述第二级Z轴导向轴上连接有载物台，所述第二级Z轴底板与第二级Z轴导向轴的一端部固定连接有连接块，所述第二级Z轴底板与第二级Z轴导向轴的另一端部固定连接有第二级Z轴支撑板，所述第二级Z轴支撑板与连接块相对的侧壁中心位置并且位于第二级Z轴底板的上方连接有第二级Z轴丝杆，所述第二级Z轴丝杆上连接在载物台上，所述第二级Z轴丝杆的一端部延伸至连接块内部固定连接有伺服电机驱动轴，所述伺服电机驱动轴的另一端部延伸至连接块的外部固定连接在伺服电机的驱动端上，所述第二级Z轴支撑板的底部开设有支撑滑槽，所述支撑滑槽对应连接有滑块，所述滑块固定连接在安装座上，所述安装座固定设置在丝杆连接块，所述丝杆连接块固定设置在第一级Z轴底板，所述第一级Z轴底板的一端部并且与丝杆连接块对应固定连接有第一级Z轴支撑板，所述第一级Z轴支撑板与丝杆连接块的相对的侧壁中心位置固定设有第一级Z轴丝杆，所述第一级Z轴底板的基面上并且位于第一级Z轴丝杆的下方固定设有第一级Z轴导向轴，所述伺服电机驱动轴的外壁套接有第二级Z轴同步轮，所述第二级Z轴同步轮上连接有同步轮传动带，所述同步轮传动带的另一端部连接有第一级Z轴同步轮，所述第一级Z轴同步轮连接在丝杆连接块上并且螺纹连接在第一级Z轴丝杆上。
优选的，所述第二级Z轴导向轴基于第二级Z轴丝杆为轴线对称设置并且与载物台的连接方式为滑动连接，所述第二级Z轴导向轴为紧密导向轴。
优选的，所述第二级Z轴丝杆的两端部分别与第二级Z轴支撑板、连接块的连接方式为转动连接，所述第二级Z轴丝杆为精密梯形丝杆。
优选的，所述伺服电机驱动轴与连接块的连接方式为转动连接，所述支撑滑槽与滑块的连接方式为滑动连接。
优选的，所述同步轮传动带分别与第二级Z轴同步轮、第一级Z轴同步轮的连接方式为齿合连接。
优选的，所述第一级Z轴同步轮与丝杆连接块的连接方式为转动连接。
优选的，所述第一级Z轴导向轴基于第一级Z轴丝杆为轴线对称设置并且与丝杆连接块的连接方式为滑动连接，所述第一级Z轴导向轴为紧密导向轴。
优选的，所述第一级Z轴支撑板基于第一级Z轴底板为轴线对称设置，所述第一级Z轴丝杆贯穿丝杆连接块并且与丝杆连接块为转动连接，所述第一级Z轴丝杆的两端部固定连接在二个连接块相对的侧壁上并且为精密梯形丝杆。
优选的，所述滑块由聚四氟乙烯制成并且安装座上固定设有调节机构。
优选的，所述伺服电机的电机型号为110ST-M06030并且通过导线电性连接有伺服电机控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过采用双级Z轴方向行程，相比于传统机构，在同样Z轴长度的情况下行程放大了一倍，结构紧凑，适用于空间受限的自动化设备内部。
2、本发明中，通过采用单个电机同步驱动，带动同步轮上的结构进行传动，从而实现两级Z轴方向的同步运动，减少了电机的数量并简化了传动机构，同时也降低了对控制系统的要求，结构简单，精度高，可有效弥补由于装配和制造产生的误差。
3、本发明中，通过在第二级Z轴底板上增加第二级Z轴导向轴以及在第一级Z轴底板上第一级Z轴导向轴，从而具有单独导向结构，提高Z轴方向的刚度，确保机构在长行程运动过程中的稳定性。
4、本发明中，通过Z轴用梯形丝杆和螺母运动机构，从而运用的丝杆运动原理进而具备自锁功能，减少了驱动电机上的电磁制动装置，同时可以确保在突然断电或电机损坏的意外情况发生时，机构能可靠停止。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体仰视结构示意图；
图3为本发明整体主视结构示意图；
图4为本发明同步轮传动带部分连接结构示意图。
图中：1-第二级Z轴底板、2-第二级Z轴导向轴、3-第二级Z轴丝杆、4-载物台、5-第二级Z轴支撑板、6-连接块、7-伺服电机驱动轴、8-同步轮传动带、9-伺服电机、10-丝杆连接块、11-第一级Z轴同步轮、12-第一级Z轴导向轴、13-第一级Z轴丝杆、14-第一级Z轴底板、15-第一级Z轴支撑板、16-支撑滑槽、17-滑块、18-第二级Z轴同步轮、19-安装座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，包括第二级Z轴底板1，第二级Z轴底板1的基面上固定设有第二级Z轴导向轴2，第二级Z轴导向轴2上连接有载物台4，第二级Z轴底板1与第二级Z轴导向轴2的一端部固定连接有连接块6，第二级Z轴底板1与第二级Z轴导向轴2的另一端部固定连接有第二级Z轴支撑板5，第二级Z轴支撑板5与连接块6相对的侧壁中心位置并且位于第二级Z轴底板1的上方连接有第二级Z轴丝杆3，第二级Z轴丝杆3上连接在载物台4上，第二级Z轴丝杆3的一端部延伸至连接块6内部固定连接有伺服电机驱动轴7，伺服电机驱动轴7的另一端部延伸至连接块6的外部固定连接在伺服电机9的驱动端上，第二级Z轴支撑板5的底部开设有支撑滑槽16，支撑滑槽16对应连接有滑块17，滑块17固定连接在安装座19上，安装座19固定设置在丝杆连接块10，丝杆连接块10固定设置在第一级Z轴底板14，第一级Z轴底板14的一端部并且与丝杆连接块10对应固定连接有第一级Z轴支撑板15，第一级Z轴支撑板15与丝杆连接块10的相对的侧壁中心位置固定设有第一级Z轴丝杆13，第一级Z轴底板14的基面上并且位于第一级Z轴丝杆13的下方固定设有第一级Z轴导向轴12，伺服电机驱动轴7的外壁套接有第二级Z轴同步轮18，第二级Z轴同步轮18上连接有同步轮传动带8，同步轮传动带8的另一端部连接有第一级Z轴同步轮11，第一级Z轴同步轮11连接在丝杆连接块10上并且螺纹连接在第一级Z轴丝杆13上，滑块17由聚四氟乙烯制成，具有很低的摩擦系数，安装,19具有调节机构，可以调节滑块17和支撑滑槽16之间的距离，在Z轴运动过程中，滑块17可有效支撑第二级Z轴底板1，
本发明工作流程：工作时，将伺服电机控制器通电并且通过操作控制伺服电机9驱动，从而带动伺服电机驱动轴7上的第二级Z轴同步轮18进行转动并且在同步轮传动带8分别与第二级Z轴同步轮18、第一级Z轴同步轮11的连接方式为齿合连接；第一级Z轴同步轮11与丝杆连接块10的连接方式为转动连接；第一级Z轴导向轴12基于第一级Z轴丝杆13为轴线对称设置并且与丝杆连接块10的连接方式为滑动连接；第一级Z轴丝杆13贯穿丝杆连接块10并且与丝杆连接块10为转动连接和第一级Z轴丝杆13的两端部固定连接在二个连接块10相对的侧壁上的作用下，进行层层传动，从而构成丝杆的运动结构，使第一级Z轴支撑板15，延Z轴的一个方向进行运动。同时控制伺服电机9驱动，从而带动伺服电机驱动轴7上连接的第二级Z轴丝杆3在第二级Z轴导向轴2基于第二级Z轴丝杆3为轴线对称设置并且与载物台4的连接方式为滑动连接；第二级Z轴丝杆3的两端部分别与第二级Z轴支撑板5、连接块6的连接方式为转动连接；伺服电机驱动轴7与连接块6的连接方式为转动连接，支撑滑槽16与滑块17的连接方式为滑动连接；进行层层传动，使载物台4延Z轴的另一个方向进行运动，此过程从而实现单个电机同步驱动双级轴运动，相比于传统机构，在同样Z轴长度的情况下行程放大了一倍，用于细胞产品的自动检测过程，实现细胞产品的自动搬运，放置和丢弃；具有高效率，并且运用丝杆的运动原理实现了自锁功能及高精度行程控制功能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，包括第二级Z轴底板(1)，其特征在于：所述第二级Z轴底板(1)的基面上固定设有第二级Z轴导向轴(2)，所述第二级Z轴导向轴(2)上连接有载物台(4)，所述第二级Z轴底板(1)与第二级Z轴导向轴(2)的一端部固定连接有连接块(6)，所述第二级Z轴底板(1)与第二级Z轴导向轴(2)的另一端部固定连接有第二级Z轴支撑板(5)，所述第二级Z轴支撑板(5)与连接块(6)相对的侧壁中心位置并且位于第二级Z轴底板(1)的上方连接有第二级Z轴丝杆(3)，所述第二级Z轴丝杆(3)上连接在载物台(4)上，所述第二级Z轴丝杆(3)的一端部延伸至连接块(6)内部固定连接有伺服电机驱动轴(7)，所述伺服电机驱动轴(7)的另一端部延伸至连接块(6)的外部固定连接在伺服电机(9)的驱动端上，所述第二级Z轴支撑板(5)的底部开设有支撑滑槽(16)，所述支撑滑槽(16)对应连接有滑块(17)，所述滑块(17)固定连接在安装座(19)上，所述安装座(19)固定设置在丝杆连接块(10)，所述丝杆连接块(10)固定设置在第一级Z轴底板(14)，所述第一级Z轴底板(14)的一端部并且与丝杆连接块(10)对应固定连接有第一级Z轴支撑板(15)，所述第一级Z轴支撑板(15)与丝杆连接块(10)的相对的侧壁中心位置固定设有第一级Z轴丝杆(13)，所述第一级Z轴底板(14)的基面上并且位于第一级Z轴丝杆(13)的下方固定设有第一级Z轴导向轴(12)，所述伺服电机驱动轴(7)的外壁套接有第二级Z轴同步轮(18)，所述第二级Z轴同步轮(18)上连接有同步轮传动带(8)，所述同步轮传动带(8)的另一端部连接有第一级Z轴同步轮(11)，所述第一级Z轴同步轮(11)连接在丝杆连接块(10)上并且螺纹连接在第一级Z轴丝杆(13)上。
2.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述第二级Z轴导向轴(2)基于第二级Z轴丝杆(3)为轴线对称设置并且与载物台(4)的连接方式为滑动连接，所述第二级Z轴导向轴(2)为紧密导向轴。
3.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述第二级Z轴丝杆(3)的两端部分别与第二级Z轴支撑板(5)、连接块(6)的连接方式为转动连接，所述第二级Z轴丝杆(3)为精密梯形丝杆。
4.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述伺服电机驱动轴(7)与连接块(6)的连接方式为转动连接，所述支撑滑槽(16)与滑块(17)的连接方式为滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述同步轮传动带(8)分别与第二级Z轴同步轮(18)、第一级Z轴同步轮(11)的连接方式为齿合连接。
6.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述第一级Z轴同步轮(11)与丝杆连接块(10)的连接方式为转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述第一级Z轴导向轴(12)基于第一级Z轴丝杆(13)为轴线对称设置并且与丝杆连接块(10)的连接方式为滑动连接，所述第一级Z轴导向轴(12)为紧密导向轴。
8.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述第一级Z轴支撑板(15)基于第一级Z轴底板(14)为轴线对称设置，所述第一级Z轴丝杆(13)贯穿丝杆连接块(10)并且与丝杆连接块(10)为转动连接，所述第一级Z轴丝杆(13)的两端部固定连接在二个连接块(10)相对的侧壁上并且为精密梯形丝杆。
9.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述滑块(17)由聚四氟乙烯制成并且安装座(19)上固定设有调节机构。
10.根据权利要求1所述的一种由单个伺服电机驱动的双级Z轴装置，其特征在于：所述伺服电机(9)的电机型号为110ST-M06030并且通过导线电性连接有伺服电机控制器。
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