CN109969762A - 一种单轨分离式凸轮滑台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单轨分离式凸轮滑台,所述的滑台包括线轨固定座,线轨固定座上设置有线轨,在所述线轨的上表面设置有多个均匀分布的滚子,并且所述的滚子在线轨的长度方向上均匀分布,所述滑台还包括滑块固定座,所述滑块固定座的底部设置有与线轨相匹配的滑块部分,同时滑块固定座上固定连接有蜗杆式凸轮固定座,所述蜗杆式凸轮固定座内转动支撑有蜗杆式凸轮,同时所述的蜗杆式凸轮与所述线轨上的滚子相配,蜗杆式凸轮的轴向齿距与滚子的直径相等,在蜗杆式凸轮固定座上还设置有伺服马达,所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮的端部相连,在蜗杆式凸轮固定座的两端还设置有支撑板,两个支撑板的顶端共同支撑有移动工作平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑台,特别是一种单轨分离式凸轮滑台。
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。一般来说,直线滑台会具有驱动部分和滑动部分,传统直线滑台的驱动部分各种各样,但这些驱动部分(传动副)在使用过程中,均暴露出不同的问题:
1、油压升降结构。油缸的活塞长期使用后会磨损油封,导致油缸出现漏油现象,在进行垂直升降运动时容易出现掉落的问题,存在安全隐患。
2、丝杆螺母结构。丝杠螺母结构作为传动副,其工作行程由丝杠的长度进行限制,如需要长行程的运动传递,则需要配置较长的丝杠,成本相对较高,而且丝杠螺母结构作为传动副实现纵向上的运动时,在驱动马达停机时,仍然存在一定的安全隐患。
3、吊索、钢索结构。此类结构在长期使用且不检修的情况下,存在钢索断裂的风险。
4、齿轮齿排结构。齿轮齿排传动副在工作过程中,齿轮上始终只有三个齿面与齿排上的齿相互接触,在启动或停止的瞬间,传动声音较大,产生噪音;而且齿轮与齿排之间的接触面积极小(实际上二者之间仅为线接触),一方面会产生应力集中,导致滑台的整体负载受到严重的限制,另一方面还会影响到滑台的整体使用寿命。同时在传递运动的过程中,齿轮与齿条之间必不可免的会在相互接触的状态下发生相对运动,这样在接触线的部分就会产生磨损,长时间工作后会影响齿轮齿条传动副的使用寿命和可靠性。
上述机构在进行平面方向上的运动传递时,存在一定的问题倒还在可接受的范围内,但在进行竖直方向上的运动传递时,由于存在上述缺陷和问题,稍有不慎,就会导致载荷从高处落下,存在非常大的安全隐患。而且在长行程、高载荷的条件下,基本无法实现高速、精准的移动,同时也没办法实现任意时刻任意高度的停止,导致运动传递的精准度较差;
因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足,提出一种结构简单,设计巧妙,运用灵活可靠,安全系数高,负载大、使用寿命长的单轨分离式凸轮滑台。
本发明的技术解决方案是:一种单轨分离式凸轮滑台,其特征在于:所述的滑台包括线轨固定座1,线轨固定座1上设置有线轨2,在所述线轨2的上表面设置有多个均匀分布的滚子3,并且所述的滚子3在线轨2的长度方向上均匀分布,所述滑台还包括滑块固定座4,所述滑块固定座4的底部设置有与线轨2相匹配的滑块部分5,同时滑块固定座4上固定连接有蜗杆式凸轮固定座6,所述蜗杆式凸轮固定座6内转动支撑有蜗杆式凸轮7,同时所述的蜗杆式凸轮7与所述线轨2上的滚子3相配,蜗杆式凸轮7的轴向齿距与滚子3的直径相等,在蜗杆式凸轮固定座6上还设置有伺服马达8,所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮7的端部相连,在蜗杆式凸轮固定座6的两端还设置有支撑板9,两个支撑板9的顶端共同支撑有移动工作平台10,
所述蜗杆式凸轮7包括中心轴11,所述中心轴10上设置有长键12,在中心轴11上套接有多个凸轮单元13,所述凸轮单元13的正面设置有一对限位销孔,而凸轮单元13的背面则设置有一对限位销14,且所述的限位销14与限位销孔相匹配,所述中心轴11的一端设置有固定限位部分15,中心轴11的另一端套接有限位锁紧套16,多个所述的凸轮单元13依次连接在中心轴11上时,形成蜗杆式凸轮7。
本发明同现有技术相比,具有如下优点:
本种结构形式的单轨分离式凸轮滑台,其结构简单,设计巧妙,布局合理,它针对传统滑台多使用齿轮齿条传动副进行运动的传递,而由之产生的种种问题,设计出一种特殊的滑台结构,它创造性地设计出一套特殊的传动副,即利用一种蜗杆式凸轮,与固定设置的多个滚子匹配,这里的滚子起到齿的作用,但又能够自由旋转,由于蜗杆式凸轮的轴向齿间距与滚子的直径相等,因此当蜗杆式凸轮上的螺旋齿嵌入相邻的滚子之间时,滚子的侧面会同时与两个螺旋齿接触,这样在蜗杆式凸轮转动时,由于滚子与螺旋齿之间存在摩擦力,因此滚子也会做相应的转动动作,也就是说滚子与螺旋齿之间并不会发生相对运动,从而避免了二者之间的摩擦。
与传统的齿轮齿条式传动机构相比,这种传动机构在任意时刻,蜗杆式凸轮都会同时与多个滚子相接触,即蜗杆式凸轮与多个滚子之间存在多条接触线,而接触线的数量则取决于蜗杆式凸轮上螺旋齿的数量,因此设计者可根据设计需求进行螺旋齿数量的确定,进而达到调整接触线数量的目的。接触线的数量越多,本滑台所能承担的负载越大,自锁能力越强,因此即便出现了马达停机的状况,本种滑台在垂直方向上也不会掉落。同时本滑台运转过程中发出的声音极小,且能实现高扭矩旋转以及大负载的高速缓冲定位;本种滑台的有效行程,取决于其中齿排的长度,由于齿排的结构相对简单,因此理论上说这种滑台可实现任意长度的行程。
更重要的是,本滑台中所使用的蜗杆式凸轮,与传统的蜗杆相比,最大的特点在于采用了模块化的设计,传统的蜗杆必须采用一体成形的工艺进行生产和加工,最终的产品受到的限制太多,无法根据实际情况和需要进行凸轮数量上的调整,而本种蜗杆式凸轮,其上所有的凸轮单元都能够经过简单操作进行拆装,从而让操作人员根据需要,获得不同凸轮数量的蜗杆式凸轮,理论上说,可以获得任意长度的蜗杆式凸轮。
并且这种滑台的制作工艺简单,制造成本低廉,因此可以说它具备了多种优点,特别适合于在本领域中推广应用,其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例的爆炸图。
图3是本本发明实施例中蜗杆式凸轮的爆炸图(局部)。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示:一种单轨分离式凸轮滑台,包括线轨固定座1,线轨固定座1上设置有线轨2,在所述线轨2的上表面设置有多个均匀分布的滚子3,并且所述的滚子3在线轨2的长度方向上均匀分布,所述滑台还包括滑块固定座4,所述滑块固定座4的底部设置有与线轨2相匹配的滑块部分5,同时滑块固定座4上固定连接有蜗杆式凸轮固定座6,所述蜗杆式凸轮固定座6内转动支撑有蜗杆式凸轮7,同时所述的蜗杆式凸轮7与所述线轨2上的滚子3相配,蜗杆式凸轮7的轴向齿距与滚子3的直径相等,在蜗杆式凸轮固定座6上还设置有伺服马达8,所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮7的端部相连,在蜗杆式凸轮固定座6的两端还设置有支撑板9,两个支撑板9的顶端共同支撑有移动工作平台10,
所述蜗杆式凸轮7包括中心轴11,所述中心轴10上设置有长键12,在中心轴11上套接有多个凸轮单元13,所述凸轮单元13的正面设置有一对限位销孔,而凸轮单元13的背面则设置有一对限位销14,且所述的限位销14与限位销孔相匹配,所述中心轴11的一端设置有固定限位部分15,中心轴11的另一端套接有限位锁紧套16,多个所述的凸轮单元13依次连接在中心轴11上时,形成蜗杆式凸轮7。
本发明实施例的单轨分离式凸轮滑台的工作过程如下:将需要运载的工件放置在移动工作平台10上,然后启动伺服马达8,伺服马达8通过皮带轮传动副带动蜗杆式凸轮7转动,由于蜗杆式凸轮7与线轨2上表面的多个滚子3相匹配(啮合),因此蜗杆式凸轮7转动时会驱动整个滑块固定4相对于线轨2运动,在此过程中,滑块固定座4底部的滑块部分5会在线轨2上滑动,实现了将伺服马达8的扭矩输出转化为直线输出的目的;
由于蜗杆式凸轮7上的所有螺旋齿都会与线轨2上的滚子4接触,因此上述运动发生的过程中,蜗杆式凸轮7与多个滚子4之间相当于存在多条接触线,与传统的齿轮齿条传动副相比,不仅接触面积增大了,同时多条接触线在线轨2的长度方向上均匀分布,让运动的传递更加稳定,同时也可以承载更大的负载;
同时在蜗杆式凸轮7与滚子4接触后,滚子4也会沿着自身的轴线做转动,理论上说,在运动过程中蜗杆式凸轮7与滚子4之间并没有相对摩擦,从而可以让运动的传递更加精准,尽可能地减少不必要的能耗,且避免了因摩擦而造成的出现磨损、影响使用寿命等问题。
本滑台中所使用的蜗杆式凸轮7,与传统的蜗杆相比,最大的特点在于采用了模块化的设计,传统的蜗杆必须采用一体成形的工艺进行生产和加工,最终的产品受到的限制太多,无法根据实际情况和需要进行凸轮数量上的调整,而本种蜗杆式凸轮7,其上所有的凸轮单元13都能够经过简单操作进行拆装,从而让操作人员根据需要,获得不同凸轮数量的蜗杆式凸轮7,理论上说,可以获得任意长度的蜗杆式凸轮7。
Claims (1)
1.一种单轨分离式凸轮滑台,其特征在于:所述的滑台包括线轨固定座(1),线轨固定座(1)上设置有线轨(2),在所述线轨(2)的上表面设置有多个均匀分布的滚子(3),并且所述的滚子(3)在线轨(2)的长度方向上均匀分布,所述滑台还包括滑块固定座(4),所述滑块固定座(4)的底部设置有与线轨(2)相匹配的滑块部分(5),同时滑块固定座(4)上固定连接有蜗杆式凸轮固定座(6),所述蜗杆式凸轮固定座(6)内转动支撑有蜗杆式凸轮(7),同时所述的蜗杆式凸轮(7)与所述线轨(2)上的滚子(3)相配,蜗杆式凸轮(7)的轴向齿距与滚子(3)的直径相等,在蜗杆式凸轮固定座(6)上还设置有伺服马达(8),所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮(7)的端部相连,在蜗杆式凸轮固定座(6)的两端还设置有支撑板(9),两个支撑板(9)的顶端共同支撑有移动工作平台(10),
所述蜗杆式凸轮(7)包括中心轴(11),所述中心轴(10)上设置有长键(12),在中心轴(11)上套接有多个凸轮单元(13),所述凸轮单元(13)的正面设置有一对限位销孔,而凸轮单元(13)的背面则设置有一对限位销(14),且所述的限位销(14)与限位销孔相匹配,所述中心轴(11)的一端设置有固定限位部分(15),中心轴(11)的另一端套接有限位锁紧套(16),多个所述的凸轮单元(13)依次连接在中心轴(11)上时,形成蜗杆式凸轮(7)。
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