CN110905944A - Z轴模组自锁装置 - Google Patents

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杨光
谢燕敏
李爱姣
纪贤强
刘陆
李智
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Cronus Technology Co Ltd Shenzhen
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Abstract

本发明公开Z轴模组自锁机构。Z轴模组自锁装置包括竖直放置的基座、自锁机构、固定于所述自锁机构上的负载移动平台，所述自锁机构包括一侧与基座连接的摩擦板、固定于所述摩擦板另一侧的定磁体组、与所述定磁体组活动连接的变磁体组，所述负载移动平台固定于所述变磁体组上。本发明Z轴模组自锁装置当负载移动平台突然断电时，定磁体组与变磁体组相对面的磁极由在通电状态下的相异变为相同，导致增加定磁体组与摩擦板间的挤压力，从而使定磁体组与摩擦板间的静摩擦力与负载移动平台的重力达到平衡，使得负载移动平台失去驱动力时能停止运动，以免撞坏机台。

Description

Z轴模组自锁装置
技术领域
本发明涉及直线电机驱动装置领域，尤其涉及Z轴模组自锁装置。
背景技术
在直线电机领域，为了防止移动平台Z轴模组在断电时垂直掉落，现有技术中采用的方案有如下两种：
1、如图6所示，采用等重方案：通过滑轮来连接移动平台和等重块来克服移动平台竖直向下的力。其不足之处在于：a.占用空间；b.若突然断电，直线电机先停止，然后在等重块重力作用下向上运动，回归初始位置，无法保证停留在断电那一瞬间的位置；c.若负载变化，则等重块也要随之变化。
2、如图7所示，采用梯形丝杆带刹电机组合方案：断电后，在带刹电机的固定下，丝杆不能转动，利用梯形丝杆的自锁性，负载移动平台停下来，固定在停止位置。其不足之处在于：a.影响精度；b.由于此方案主要由直线电机驱动，丝杆的带刹电机仅仅起到从动和断电锁紧的作用，若运动速度过大，带刹电机容易跟不上直线电机的节奏，容易损坏带刹电机；c.带刹电机和直线电机的速度不好协调一致。
发明内容
本发明的目的是为了防止突然断电导致负载移动平台在重力的作用下向下运动撞坏机台而提供Z轴模组自锁装置，该Z轴模组自锁机构能够在断电时能保证负载移动平台停止在断电时所处的位置。
本发明的技术方案如下：
Z轴模组自锁装置，包括基座、自锁装置、固定于所述自锁装置上的负载移动平台，所述自锁机构包括一侧与基座连接的摩擦板、固定于所述摩擦板另一侧的定磁体组、与所述定磁体组活动连接的变磁体组，所述负载移动平台固定于所述变磁体组上。
上述变磁体组与所述定磁体组相对的一面上设有起导向作用的导向柱。
上述定磁体组上挖有容纳导向柱的凹槽。
在断电状态下，所述定磁体组与所述变磁体组相对的磁极相同，负载移动平台重力与静摩擦力保持平衡，负载移动平台保持静止状态。
在通电状态下，所述定磁体组与所述变磁体组相对的磁极相异，驱动负载移动平台的驱动力大于滑动摩擦力，负载移动平台可以在直线电机的驱动下沿Z轴来回运动。
本发明的有益效果：本发明Z轴模组自锁装置当负载移动平台突然断电时，定磁体组与变磁体组相对面的磁极由在通电状态下的相异变为相同，导致增加定磁体组与摩擦板间的挤压力，从而使定磁体组与摩擦板间的静摩擦力与负载移动平台的重力达到平衡，使得负载移动平台失去驱动力时能停止运动，以免撞坏机台。
附图说明
图1为本发明Z轴模组自锁装置侧视图；
图2为本发明Z轴模组自锁装置爆炸图；
图3为本发明Z轴模组自锁装置的自锁机构立体图；
图4为本发明Z轴模组自锁装置的自锁机构在断电状态下示意图；
图5为本发明Z轴模组自锁装置的自锁机构在通电状态下示意图；
图6为本背景技术中采用等重方案结构示意图；
图7为本背景技术中采用采用梯形丝杆带刹电机组合方案示意图。
图中：1-自锁机构，11-摩擦板，12-定磁体组，121-凹槽，122-导向柱，13-变磁体组，2-基座，3-负载移动平台。
具体实施方式
为了更好的说明本发明，现结合实施例及附图作进一步的说明。
如图1至图3所示，Z轴模组自锁装置包括基座2、自锁机构1、固定于自锁机构1上的负载移动平台3，自锁机构1包括一侧与基座2连接的摩擦板11、固定于摩擦板11另一侧的定磁体组12、与定磁体组12活动连接的变磁体组13，负载移动平台3固定于变磁体组13上。优选的，变磁体组13与定磁体组12相对的一面上设有起导向作用的导向柱131。定磁体组12上挖有容纳导向柱131的凹槽121，定磁体组12能沿导向柱131方向运动。负载移动平台3上固定负载。负载移动平台3由电机驱动在Z轴方向来回运动。
具体的，如图4所示，在断电状态下，定磁体组12与变磁体组13相对的磁极相同，本实施例中，以定磁体组12和变磁体组13相对面的磁极均为S极，变磁体组13对定磁体组12施加挤压力，使得负载移动平台3重力与变磁体组12和摩擦板11间的静摩擦力保持平衡，负载移动平台3保持静止状态。由公式
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为静摩擦系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为定磁体与变磁体组之间的排斥力。若要改变最大静摩擦力，可以通过改变变磁体组13和定磁体组12之间的排斥力
Figure 362988DEST_PATH_IMAGE006
或者改变静摩擦系数
Figure 280128DEST_PATH_IMAGE004
。从而可根据负载的重量，选择不同排斥力的自锁机构1或不同材质的摩擦板11；静摩擦系数
Figure 59865DEST_PATH_IMAGE004
与摩擦板11材料以及与定磁体组12接触面的材料有关；排斥力
Figure 455075DEST_PATH_IMAGE006
大小和电流有关。
具体的，如图5所示，在通电状态下，定磁体组12与变磁体组13相对的磁极相异，本实施例中，变磁体组13与定磁体组12相对一面的磁极由S变为N，变磁体组13与定磁体组12之间的排斥力减小，电机对负载移动平台13的驱动力大于滑动摩擦力，从而自锁机构1可以在电机的驱动下沿Z轴来回运动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.Z轴模组自锁装置，其特征在于：包括竖直放置的基座、自锁机构、固定于所述自锁机构上的负载移动平台，所述自锁机构包括一侧与基座连接的摩擦板、固定于所述摩擦板另一侧的定磁体组、与所述定磁体组活动连接的变磁体组，所述负载移动平台固定于所述变磁体组上。
2.根据权利要求1所述Z轴模组自锁装置，其特征在于：所述变磁体组与所述定磁体组相对的一面上设有起导向作用的导向柱。
3.根据权利要求2所述Z轴模组自锁装置，其特征在于：所述定磁体组上挖有容纳导向柱的凹槽。
4.根据权利要求1至3任一项撰述Z轴模组自锁装置，其特征在于：在断电状态下，所述定磁体组与所述变磁体组相对面的磁极相同，负载移动平台重力与静摩擦力保持平衡，负载移动平台保持静止状态。
5.根据权利要求1至3任一项所述Z轴模组自锁装置，其特征在于：在通电状态下，所述定磁体组与所述变磁体组相对面的磁极相异，驱动负载移动平台的驱动力大于滑动摩擦力，负载移动平台可以在直线电机的驱动下沿Z轴来回运动。
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