CN1113556A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明的驱动装置有一对在第一方向平行的齿 条，一对可在第一方向移动的移动架，分别在第一、二 方向可转动地连接于移动架的第一、二轴，各轴分别 通过固定在其端部的各齿轮啮合于齿条，驱动机构使 移动架在第一方向移动；各齿轮都带有预先施加于其 轴上的转矩啮合于齿条。这种结构的优点是可使驱 动装置紧凑并使移动架高度同步地平行移动。

Description

本发明涉及一种驱动装置，具体地说是有关一种能使移动架以同一速度向同一方向移动的驱动装置。

图8示出了一种传统的驱动装置，该装置能使移动架向同一方向以同一速度移动。

这种传统的驱动装置200具有一对在Y方向平行布置的直线型导轨202a和202b。一对移动架204a和204b能沿着直线型导轨202a和202b在Y方向移动。一连接件206跨接在移动架204a和204b间而将它们连接起来。布置在Y方向的一滚珠丝杠208与移动架204a螺旋连接。该滚珠丝杠208由一马达210驱动转动。

在该驱动装置200中，当马达210启动并且滚珠丝杠转动时，移动架204a沿直线型导轨202a在Y方向移动。由于移动架204a和204b由用刚性材料例如钢制成的连接件206相连接，移动架204b便随移动架204a一起移动。

刀具或工件之类可以安装在连接件206上。安装的刀具或工件可随连接件206一起在Y方向移动。

然而，这种传统的驱动装置200具有以下缺点。

移动架204a由滚珠丝杠208直接驱动;而另一个移动架204b由移动架204a借助连接件206来驱动。因而作用于移动架204a上的驱动力不等于作用于移动架204b上的驱动力。当马达210启动时，移动架204a先于移动架204b开始移动。由于这一时间迟后，为能精确地运行而必须平行于X轴的连接件206会相对于X轴倾斜，从而影响已安装在连接件206上的刀具或工件的定位精度。这就是说，当作用于移动架204a和204b上的驱动力不平衡时要使移动架204a和204b的平行移动精确地同步是不可能的，这样就不能实现精确的定位。此外，当有外力作用于任何移动部分时同样的问题也会发生。

为解决由作用于移动架204a和204b的不平衡驱动力及作用于移动部分的外力所产生的上述问题，往往采用刚性更强厚度更大的连接件206来减小移动架204a和204b之间的起动时间迟后。但是这样，移动部分必然更重，以致不能实现高速运行。此外，马达210的负荷必然更大，以致需要以具有更大转矩的马达作为马达210。

本发明的一个目的是提供一种轻巧紧凑的驱动装置，它能使移动架的平行移动高度地同步。

为了实现上述目的，本发明的驱动装置的第一个基本结构包括：

一对在第一方向平行地布置的齿条;

一对可在所述第一方向平行于所述齿条移动的移动架;

一布置在与所述第一方向相垂直的第二方向的第一轴，该第一轴可转动地连接于所述移动架;

一布置在所述第二方向的第二轴，该第二轴可转动地连接于所述移动架;

一对固定于第一轴的第一小齿轮，该第一小齿轮分别啮合于一根齿条并可在其上滚动;

一对固定于第二轴的第二小齿轮，该第二小齿轮分别啮合于一根齿条并可在其上滚动;和

用于使移动架在第一方向移动的驱动机构，其特点是第一小齿轮带有沿绕第一轴的一第一圆周方向已施加于第一轴上的转矩啮合于齿条，而第二小齿轮带有沿绕第二轴的一第二圆周方向已施加于第二轴上的转矩啮合于齿条，该第二圆周方向是第一圆周方向的相反方向。

此外，本发明的驱动装置的第二个基本结构包括：

一对在第一方向平行布置的第一齿条;

一对在垂直于所述第一方向的第二方向平行布置的第二齿条;

一对可在第一方向平行于第一齿条移动的第一移动架;

一对可在第二方向平行于第二齿条移动的第二移动架;

一布置在第二方向的第一轴，该第一轴可转动地连接于第一移动架;

一布置在第二方向的第二轴，该第二轴可转动地连接于第一移动架;

一布置在第一方向的第三轴，该第三轴可转动地连接于第二移动架;

一布置在第一方向的第四轴，该第四轴可转动地连接于第二移动架;

一对固定于第一轴的第一小齿轮，该第一小齿轮分别啮合于一根第一齿条并可在其上滚动;

一对固定于第二轴的第二小齿轮，该第二小齿轮分别啮合于一根第一齿条并可在其上滚动;

一对固定于第三轴的第三小齿轮，该第三小齿轮分别啮合于一根第二齿条并可在其上滚动;

一对固定于第四轴的第四小齿轮，该第四小齿轮分别啮合于一根第二齿条并可在其上滚动;

用于使第一移动架在第一方向移动的第一驱动机构;和

用于使第二移动架在第二方向移动的第一驱动机构，其特点是，所述第一小齿轮带有沿绕第一轴的一第一圆周方向已施加于第一轴的转矩啮合于第一齿条;而所述第二小齿轮带有沿绕第二轴的一第二圆周方向已施加于第二轴的转矩啮合于第一齿条，该第二圆周方向是第一圆周方向的相反方向;所述第三小齿轮带有沿绕第三轴的一第三圆周方向已施加于第三轴的转矩啮合于第二齿条;以及第四小齿轮带有沿绕第四轴的一第四圆周方向已施加于第四轴的转矩啮合于第二齿条，该第四圆周方向是第三圆周方向的相反方向。

在上述第一种基本结构中，所述第一小齿轮是带有沿第一圆周方向的转矩啮合于齿条;第二小齿轮是带有沿第二圆周方向的转矩啮合于齿条。因此，第一小齿轮的齿面被第一轴的沿第二圆周方向的弹性力（反转矩）压在齿条的齿面上，所述弹性力是由第一轴上的转矩产生的;而第二小齿轮的齿面被第二轴的沿第一圆周方向上弹性力（反转矩）压在齿条的齿面上，该弹性力是由第二轴上的转矩产生的。由于第一小齿轮和第二小齿轮的齿面都压在齿条的齿面上，这样就可消除所述齿轮与齿条之间的齿隙并且可防止第一轴和第二轴相对于第二方向的倾斜。因此，尽管结构简单而轻巧，但即使对驱动装置施加不平衡的驱动力或外力，仍能使移动架实现精确的同步运行。

第二种基本结构中的情形亦然，第一小齿轮带有沿第一圆周方向的转矩啮合于第一齿条;第二小齿轮带有沿第二圆周方向的转矩啮合于第一齿条。第三小齿轮带有沿第三圆周方向的转矩啮合于第二齿条;第四小齿轮带有沿第四圆周方向的转矩啮合于第二齿条。因此，第一小齿轮的齿面被第一轴的沿第二圆周方向的弹性力（反转矩）压到第一齿条的齿面上，该弹力是由第一轴上的转矩产生的;第二小齿轮的齿面被第二轴的沿第一圆周方向的弹性力（反转矩）压在第一齿条的齿面，该弹力是由第二轴的转矩产生的;第三小齿轮的齿面被第三轴的沿第四圆周方向的弹性力（反转矩）压在第二齿条的齿面上，该弹力是由第三轴上的转矩产生的;第四小齿轮的齿面被第四轴的沿第三圆周方向上的弹性力（反转矩）压到第二齿条的齿面上，该弹力是由第四轴上的转矩产生的。由于这些小齿轮的齿面都压在齿条的齿面上，这样就可消除齿轮和齿条之间的齿隙并可防止第一轴和第二轴相对于第二方向的倾斜以及第三轴和第四轴相对于第一方向的倾斜。因此，尽管结构简单而轻巧，但即使对驱动装置施加不平衡的驱动力或外力，仍能使移动架实现精确的同步运行。

现通过实例并结合附图来说明本发明的实施例，在这些附图中：

图1是第一实施例的驱动装置的俯视图;

图2是第一实施例的部分侧视图，显示了第一小齿轮和第二小齿轮的邻近部分;

图3是第一实施例的部分剖视图，示出了第一小齿轮的邻近部分;

图4是第二实施例的驱动装置的俯视图;

图5是第三实施例的驱动装置的俯视图;

图6是第三实施例的侧视图;

图7是第四实施例的驱动装置的俯视图;

图8是传统的驱动装置的俯视图。

下面参照这些附图详细地说明本发明的这些较佳实施例。

现参照图1至3说明第一实施例。

在第一方向，例如Y方向分别并平行地设置底座12a和12b。

齿条14a和14b分别固定在底座12a和12b上。该齿条14a和14b也平行地布置于Y方向。

直线型导轨16a和16b分别固定在底座12a和12b上。该直线型导轨16a和16b设置在齿条14a和14b的内侧，并且也平行地布置于Y方向。

移动架18a和18b分别可滑动地装配于直线型导轨16a和16b。移动架18a和18b不能向上脱离直线型导轨16a和16b。移动架18a和18b能沿着直线型导轨18a和18b在Y方向移动并且是平行于齿条14a和14b而移动。

第一轴20布置在第二方向，例如X方向。该第一轴20用一种金属制成。第一轴20可转动地贯穿过移动架18a和18b。第一轴20的两端部伸出至移动架18a和18b之外。在第一轴20的伸出于移动架18a和18b之外的端部圆周面上配置有挡圈22。该挡圈22限制第一轴的轴向移动。

第二轴24布置在X方向。该第二轴24也是用金属制成。该第二轴24可转动地贯穿过移动架18a和18b。第二轴24的两端部伸出至移动架18a和18b之外。在第二轴24的伸出于移动架18a和18b之外的端部圆周面上也配置有挡圈22。该挡圈22限制第二轴的轴向移动。

注意，由于第一轴20和第二轴24都贯穿过移动架18a和18b，该移动架18a和18b可整体地在Y方向移动。

第一小齿轮26a和26b分别固定在第一轴20的两端上。该第一小齿轮26a和26b分别啮合于齿条14a和14b并可在齿条14a和14b上滚动。由于采用这种结构，当移动架18a和18b在Y方向移动时，第一小齿轮26a和26b就随第一轴20一起转动并在齿条14a和14b上滚动。

第二小齿轮28a和28b分别固定在第二轴24的两端上。该第二小齿轮28a和28b分别啮合于齿条14a和14b并可在齿条14a和14b上滚动。由于采用这种结构，当第二小齿轮28a和28b随第二轴24一起转动并在齿条14a和14b上滚动时，移动架18a和18b就在Y方向移动。

构成用于使移动架18a和18b移动的驱动机构的一滚珠丝杠30设置在底座12a上并布置在Y方向。该滚珠丝杠30可转动地跨设于固定在底座12a上的两支撑件32a和32b之间。该滚珠丝杠30与移动架18a螺旋连接。因此，当滚珠丝杠30绕其轴线转动时，移动架18a和18b便在Y方向移动。

构成该驱动机构的一伺服马达34固定在底座12a上。马达34的输出轴36通过一联轴节38连接于滚珠丝杠30。移动架18a和18b的移动速度和移动方向由马达34的转速和转向决定。

在具有上述结构的这种驱动装置10中，当马达34驱使滚珠丝杠30转动时，移动架18a沿直线型导轨16a在Y方向移动。由于移动架18b是通过第一轴20和第二轴24连接于移动架18a，移动架18a和18b便以同一速度向同一方向同步地移动。如果安装有刀具或工件并使第一轴20和第二轴24转动，则可使刀具或工件在Y方向移动和定位。

下面参照图2和3继续详细说明第一小齿轮26a和26b以及第二小齿轮28a和28b。

如图3清楚地所示，第一小齿轮26a套装在第一轴20的端部并通过拧紧一定位螺钉40固定在轴上。小齿轮26b（图3未示）也以同样的方式固定在第一轴20的另一端部上。而第二小齿轮28a和28b以与第一小齿轮26a和26b同样的方式固定在第二轴24的两端部上。

第一小齿轮26a和26b带有绕第一轴20的轴线沿第一圆周方向（箭头所示的方向）已施加于第一轴20上的转矩啮合于齿条14a和14b。另一方面，第二小齿轮28a和28b带有绕第二轴24的轴线沿一第二圆周方向（箭头B所示的方向）已施加于第二轴24上的转矩啮合于齿条14a和14b。该第二圆周方向B是第一圆周方向A的相反方向。

下面来说明将第一小齿轮26a和26b固定于已贯穿过移动架18a和18b的第一轴20上的方法。

首先，使第一小齿轮26b啮合于齿条14b并通过拧紧螺钉40将其固定在第一轴20上。接着，将第一小齿轮26a的螺钉40松开，使第一轴20能相对于第一小齿轮26a转动。在此状态下，用例如一扭矩扳手对第一轴20施加沿箭头A方向的转矩。然后，在转矩作用于第一轴20的同时将第一小齿轮26a的螺钉40拧紧，将第一小齿轮26a和26b都这样地固定在第一轴20上。

下面接着说明将第二小齿轮28a和28b固定于已贯穿过移动架18a和18b的第二轴24上的方法。

首先，使第二小齿轮28b啮合于齿条14b并通过拧紧螺钉40将其固定在第二轴24上。接着，将第二小齿轮28a的螺钉40松开，使第二24能相于对第二小齿轮28a转动。在此状态下，用例如一扭矩扳手对第二轴24施加沿箭头B方向的转矩。然后，在转矩施加于第二轴24的同时将第二小齿轮28a的螺钉40拧紧，将第二小齿轮28a和28b都这样地固定在第二轴24上。

注意，施加于第一轴20和第二轴24的转矩的大小可根据它们的直径来确定。如果两根轴20和24的直径相同，则施加于轴20和24的转矩可以相同。

通过使固定在储存有A方向的转矩的第一轴20上的第一小齿轮26a和26b啮合于齿条14a和14b，第一小齿轮26a便在第一轴20的弹性力（反转矩）的作用下总是被偏压向C方向;而第一小齿轮26b在第一轴20的反转矩的作用下总是被偏压向与C方向相反的方向。

另一方面，通过使固定在储存有B方向的转矩的第二轴24上的第二小齿轮28a和28b啮合于齿条14a和14b，第二小齿轮28a便在第二轴24的弹性力（反转矩）的作用下总是被偏压向D方向;而第二小齿轮28b在第二轴24的反转矩的作用下总是被偏压向与D方向相反的方向。

由于有这种反转矩的存在，第一小齿轮26a和第二小齿轮28a的齿面在两个相反方向的反转矩作用下被压在齿条14a的齿面上。而第一小齿轮26b和第二小齿轮28b的齿面同样地在两个相反方向的反转矩作用下被压在齿条14b的齿面上。由于小齿轮26a、26b、28a和28b都始终在反转矩的作用下压在齿条14a和14b的齿面上，小齿轮26a、26b、28a和28b与齿条14a和14b之间的间隙均可被消除。

在第一实施例中，是采用一对预先储存有两个相反圆周方向的转矩的轴20和24。因而，两个相反圆周方向上的反转矩始终作用于轴20和24，使得储存在轴20和24上的转矩在工作过程中可以保持。由于保持着储存的转矩，就可防止轴20和24相对于X方向的倾斜，这样，就可使安装在可移动部分诸如移动架18a和18b、第一轴20、第二轴24上的刀具、工件等高精度地定位。

移动架18a直接由滚珠丝杠30驱动;移动架18b随从移动架18a移动。因此，轴20和24的弯矩可被转变成扭转力矩或称扭矩，这样可使移动架18b的随动能力得到提高。其结果是可使刀具等高精度地定位。

注意，在第一实施例中是采用一对分别储存有相反圆周方向的转矩的平行轴20和24。但是轴的数目并不限于两个。例如，可以采用多对轴，并使它们的在第一圆周方向和第二圆周方向的转矩达到平衡。

下面参照图4来说明第二实施例。

一底座102成形为一个空心的矩形框架形状。

第一齿条104a和104b分别固定在底座102上。该第一齿条104a和104b平行地布置在第一方向，例如Y方向。

第二齿条106a和106b分别固定在底座102上。该第二齿条106a和108b平行地布置在第二方向，例如X方向。

第一直线型导轨108a和108b分别固定在底座102上。该第一直线型导轨108a和108b设置在第一齿条104a和104b的内侧并且也平行地布置在Y方向。

第二直线型导轨110a和110b分别固定在底座102上。该第二直线型导轨110a和110b设置在第二齿条106a和106b的内侧，并且也平行地布置在X方向。

第一移动架112a和112b分别可滑动地装配于第一直线型导轨108a和108b。该第一移动架112a和112b不能向上脱离第一直线型导轨108a和108b。第一移动架112a和112b可在Y方向沿第一直线型导轨108a和108b移动并且平行于第一齿条104a和104b移动。

第二移动架114a和114b分别可滑动地装配于第二直线型导轨110a和110b。该第二移动架114a和114b不能向上脱离第二直线型导轨110a和110b。第二移动架114a和114b可在X方向上沿第二直线型导轨110a和110b移动并且平行于第二齿条106a和106b移动。

第一轴118布置在X方向。该第一轴118用金属制成。第一轴118可转动地贯穿过第一管116a以及第一移动架112a和112b。而第一管的两端分别固定于第一移动架112a和112b。第一轴118的两端部伸出至第一移动架112a和112b之外。在第一轴118的伸出于第一移动架112a和112b之外端部圆周面上配置有挡圈。该挡圈限制第一轴118的轴向移动。

第二轴120布置在X方向。该第二轴120用金属制成。第二轴120可转动地贯穿过第一管116b，以及第一移动架112a和112b，而第一管的两端分别固定于第一移动架112a和112b。第二轴120的两端部伸出至第二移动架112a和112b之外。在第二轴120的伸出于第一移动架112a和112b之外的端部的圆周面上配置有挡圈。该挡圈限制第二轴120的轴向移动。

注意，由于第一管116a和116b跨设在第一移动架112a和112b之间以及第一轴118和第二轴120穿过第一管，第一移动架112a和112b可在Y方向整体地移动。为了防止轴118和120与管116a和116b之间的磨损和噪声，第一管116a和116b内充以例如润滑脂的润滑剂117。

第一小齿轮122a和122b分别固定在第一轴118的两端上。该第一小齿轮122a和122b分别啮合于第一齿条104a和104b并可在第一齿条104a和104b上滚动。由于采用这种结构，当第一移动架112a和112b在Y方向移动时，第一小齿轮122a和122b随第一轴118一起转动并在第一齿条104a和104b上滚动。

第二小齿轮124a和124b分别固定在第二轴120的两端上。该第二小齿轮124a和124b分别啮合于第一齿条104a和104b并可在第一齿条104a和104b上滚动。由于采用这种结构，当第一移动架112a和112b就在Y方向移动时，第二小齿轮124a和124b随第二轴120一起转动并在第一齿条104a和104b上滚动。

第二管126a和126b布置在Y方向。第二管126a和126b的两端分别固定于第二移动架114a和114b。

第三轴128布置在Y方向。该第三轴128用金属制成。第三轴128可转动地贯穿过第二管126a以及第二移动架114a和114b。第三轴128的两端部伸出至第二移动架114a和114b之外。在第三轴128的伸出于第二移动架114a和114b之外的端部圆周表面上配置有挡圈。该挡圈限制第三轴128的轴向移动。

第四轴130布置Y方向。该第四轴用金属制成。第四轴130可转动地贯穿过第二管126b以及第二移动架114a和114b。第四轴130的两端部伸出至第二移动架114a和114b之外。在第四轴130的伸出于第二移动架114a和114b之外的端部圆周面上配置有挡圈。该挡圈限制第四轴130的轴向移动。

注意，由于第二管126a和126b是跨设在第二移动架114a和114b之间以及第三轴128和第四轴130穿过第二管，第二移动架114a和114b可在X方向整体移动。为了防止轴128和130与管126a和126b之间的磨损和噪声，第二管126a和126b内充以例如润滑脂的润滑剂117。

第三小齿轮132a和132b分别固定在第三轴128的两端上。该第三小齿轮132a和132b分别啮合于第二齿条106a和106b并可在第二齿条106a和106b上滚动。由于采用这种结构，当第二移动架在X方向移动时，第三小齿轮132a和132b随第三轴128一起转动并在第二齿条106a和106b上滚动。

第四小齿轮134a和134b分别固定在第四轴130的两端上。该第四小齿轮134a和134b分别啮合于第二齿条106a和106b并可在第二齿条106a和106b上滚动。由于采用这种结构，当第二移动架114a和114b就在X方向移动时，第四小齿轮134a和134b随第四轴130一起转动并在第二齿条106a和106b上滚动。

构成用于使第一移动架112a和112b移动的驱动机构的一第一滚珠丝杆136设置在底座102上并布置在Y方向。该第一滚珠丝杠136可转动地跨设于安装在底座102上的两个角部支架138之间。第一滚珠丝杠136与第一移动架112a以螺旋连接。因此，当第一滚珠丝杠136绕其轴线转动时，第一移动架112a和112b便在Y方向移动。

构成第一驱动机构的一第一伺服马达140固定于底座102。该第一马达140的输出轴通过一联轴节连接于第一滚珠丝杠136。第一移动架112a和112b的移动速度和移动方向由第一马达140的转速和转向决定。

构成用于使第二移动架114a和114b移动的第二驱动机构的一第二滚珠丝杠142设置在底座102上并布置在X方向。该第二滚珠丝杠142可转动地跨设于安装在底座102上的两个角部支架138之间。第二滚珠丝杠142以螺旋连接于第二移动架114a。因此，当第二滚珠丝杠142绕其轴线转动时，第二移动架114a和114b便在X方向移动。

构成第二驱动机构的一第二伺服马达144固定于底座102。该第二马达144的一输出轴通过一联轴节连接于第二滚珠丝杠142。第二移动架114a和114b的移动速度和移动方向由第二马达144的转速和转向决定。

一移动体146可在第一管116a和116b以及第二管126a和126b上移动。因此，该移动体146可随第一移动架112a和112b的移动而在Y方向移动;移动体146还可随第二移动架114a和114b的移动而在X方向移动。诸如刀具、工件、机械手的需装用件可安装在移动体146上，并且它们可随移动体146在X和Y方向移动。注意，虽然在该第二实施例中移动体146是在管116a、116b、126a和126b上移动，但移动体146还可以在轴118、120、128和130上移动。

在具有上述结构的驱动装置100中，当第一马达140驱使第一滚珠丝杠136转动时，第一移动架112a连同移动体146一起沿第一直线型导轨108a在Y方向移动。由于第一移动架112b通过和一管116a和116b连接于第一移动架112a，第一移动架112a和112b便以同一速度向同一方向同步地移动。另一方面，当第二马达144驱使第二滚珠丝杠142转动时，第二移动架114a连同移动体146一起在X方向沿第二直线型导轨110a移动。由于第二移动架114b通过第二管126a和112b连接于第二移动架114a，第二移动架114a和114b便以同一速度向同一方向同步地移动。如上所述，安装在移动体146上的装用件可在X和Y方向上移动并定位。

在该第二实施例中，第一小齿轮122a和122b、第二小齿轮124a和124b、第三小齿轮132a和132b以及第四小齿轮134a和134b，都是如同第一实施例那样用螺钉分别固定在轴118、120、128和130上。

第一小齿轮122a和122b带有预先施加于第一轴118上的沿第一圆周方向的转矩啮合于第一齿条104a和104b;而第二小齿轮124a和124b带有预先施加于第二轴120上的沿与第一圆周方向相反的第二圆周方向的转矩啮合于齿条104a和104b;第三小齿轮132a和132b带有预先施加于第三轴128上的沿第三圆周方向的转矩啮合于第二齿条106a和106b;以及第四小齿轮134a和134b带有预施加于第四轴130上的沿与第三圆周方向相反的第四圆周方向的转矩啮合于第二齿条106a和106b。

所述小齿轮122a、122b、124a、124b、132a、132b、134a和134b都可用例如第一实施例中所述的方法分别固定在轴118、120、128和130上。

注意，施加于第一轴118和第二轴120上的转矩的大小可根据它们的直径来确定。如果两轴118和120的直径相同，则施加在轴118和130上的转矩可相同。而施加在第三轴128和第四轴130上的转矩的大小可根据它们的直径来确定。如果两轴128和130的直径相同，则施加在轴128和130上的转矩可相同。

通过使固定在储存有沿第一圆周方向的转矩的第一轴118上的第一小齿轮122a和122b啮合于第一齿条104a和104b，第一小齿轮122a将总是由第一轴118的弹性力（反转矩）偏压向第二圆周方向;而第一小齿轮122b将总是由第一轴118的反转矩偏压向第一圆周方向。

通过使固定在储存有沿第二圆周方向的转矩的第二轴120上的第二小齿轮124a和124b啮合于第一齿条104a和104b，第二小齿轮124a将总是由第二轴120的弹性力（反转矩）偏压向第一圆周方向;第二小齿轮124b将总是由第二轴120的反转矩偏压向第二圆周方向。

通过使固定在储存有沿第三圆周方向的转矩的第三轴128上的第三小齿轮132a和132b啮合于第二齿条106a和106b，第三小齿轮132a将总是由第三轴128的弹性力（反转矩）偏压向第四圆周方向;第三小齿轮132b将总是由第三轴128的反转矩偏压向第三圆周方向。

通过使固定在储存有沿第四圆周方向的转矩的第四轴130上的第四小齿轮134a和134b啮合于第二齿条106a和106b，第四小齿轮134a将总是由第四轴130的弹性力（反转矩）偏压向第三圆周方向;第四小齿轮134b将总是由第四轴130的反转矩偏压向第四周周方向。

在该第二实施例中，第一小齿轮122a和第二小齿轮124a的齿面被两个相反方向上的反转矩压在第一齿条104a的齿面上。而第一小齿轮122b和第二小齿轮124b的齿面被两个相反方向上的反转矩压在第一齿条104b的齿面上。由于小齿轮122a、122b、124a和124b的齿面被反转矩始终压在第一齿条104a和104b的齿面上，小齿轮122a、122b、124a和124b与第一齿条104a和104b之间的齿隙便可被消除。

而且，第二实施例中也采用一对预先储存有沿两个相反的圆周方向的转矩的轴118和120，这样就如同第一实施例那样，可防止轴118和120相对于X方向的倾斜。

第三小齿轮132a和第四小齿轮134a的齿面被两个相反方向的反转矩压在第二齿条106a的齿面上。而第三小齿轮132b和第四小齿轮134b的齿面被两个相反方向的反转矩压在第二齿条106b的齿面上。由于小齿轮132a、132b、134a和134b在反转矩作用下始终压在第二齿条106a和106b的齿面上，小齿轮132a、132b、134a和134b与第二齿条106a和106b之间的齿隙便可消除。

另外，还采用了一对预先储存有沿两个相反的圆周方向的转矩的轴128和130，这样，就如同轴118和120一样可防止轴128和130相对于Y方向的倾斜。

由于消除了齿隙，就可极大地提高移动体146和装在其上的装用件在X和Y方向的定位精度。

注意，在该第二实施例中，也可采用多对轴来代替轴118和120或轴128和130，也要使这些轴上储存的沿第一圆周方向和第二圆周方向的转矩达到平衡。

现参照附图5和6来说明第三实施例。该第三实施例是第一实施的一种变型，因此同样的件标有与第一实施例相同的标号并省略其说明。

在第一实施例中，滚珠丝杠30和马达34用作驱动移动架18a和18b的驱动机构。第三实施例的驱动机构包括：一安装在移动架18a上的伺服马达300;以及用于将马达300的转矩传递给第一轴20和第二轴24以使轴20和24同向转动的传动机构。

第三实施例的所述传动机构包括：固定在马达300的输出轴302上的第一定时皮带轮304a和304b;分别固定在第一轴20和第二轴24上的第二定时皮带轮306a和306b;包绕在第一定时皮带轮304a和第二定时皮带轮306a上的一定时皮带308a;以及包绕在第一定时皮带轮304b和第二定时皮带轮306b上的一定时皮带308b。

当马达300被开动时，由第一定时皮带轮304a和304b、第二定时皮带轮306a和306b以及定时皮带308a和308b使轴20和24向同一方向转动。由于轴20和24的转动，啮合于齿条14a和14b的第一小齿轮26a和26b以及啮合于齿条14a和14b的第二小齿轮28a和28b便在齿条14a和14b上滚动。由于小齿轮26a、26b、28a和28b的滚动，能过轴20和24连接的移动架18a和18b便以同一速度向同一方向同步地移动。

消除齿隙和防止轴20和24倾斜的作法与第一实施例的相同。

注意，在该第三实施例中，马达300是通过传动机构使轴20和24两轴都转动，但是马达可以使轴20和24之一转动。在这种情况下，可以用一个将马达300的输出轴302与轴20或24连接起来的联轴节作为传动机构。

下面参照图7来说明第四实施例。注意，第四实施例是第二实施例的一种变型，因此同样的件标有与第二实施例相同的标号并且省略其说明。

在第二实施例中，第一滚珠丝杠136和第一马达140是作为用于移动第一移动架112a和112b的第一驱动机构;而第二滚珠丝杠142和第二马达144是作为用于移动第二移动架114a和114b的第二驱动机构。第四实施例的第一驱动机构包括：一安装在第一移动架112a上的第一伺服马达400;以及用于将第一马达400的转矩传递给第一轴118和第二轴120以使轴118和120同向转动的第一传动机构。而且，第一传动机构还包括：固定于马达400的输出轴402的第一定时皮带轮404a和404b;分别固定于第一轴118和第二轴120的第二定时皮带轮406a和406b;以及包绕在第一定时皮带轮404a和404b与第二定时皮带轮406a和406b上的第一定时皮带408a和408b。

另一方面，第四实施例的第二驱动机构包括：安装在第二移动架114a上的一第二伺服马达410;以及用于将第二马达410的转矩传递给第三轴128和第四轴130以使轴128和130同向转动的第二传动机构。而且，该第二传动机构包括：固定于马达410的输出轴412的第三定时皮带轮414a和414b;分别固定于第三轴128和第四轴130的第四定时皮带轮416a和416b;以及包绕在第三定时皮带轮414a和414b与第四定时皮带轮416a和416b上的第二定时皮带418a和418b。

当第一马达400被开动时，第一轴118和第二轴120向同一方向转动。而当第二马达410被开动时，第三轴128和第四轴130同向地转动。由于轴118、120、128和130的转动，第一移动架112a和112b便在Y方向以同一速度同步地移动;第二移动架114a和114b在X方向以同一速度同步地移动，因此，移动体146可在X和Y方向移动。

消除齿隙和移动体146的高精度定位的作法与第二实施例的相同。

注意，在该第四实施例中，第一马达400是通过第一传动机构使轴118和120两轴都转动，但是第一马达400可使轴118和120之一转动。而第二马达410也可使轴128和130之一转动。

在本发明的精神或称其基本特点的范围内，本发明还可以其它形式具体实施。因此本发明的上述实施例在所有各方面都应看作是说明性的而不是限制性的，本发明的范围由所附的权利要求书而不是由前述说明予以指明，因而在权利要求书的含意和范围内的所有改变都被认为是包括在其中。

Claims (10)

1、一种驱动装置，它包括：一对可在第一方向平行移动的移动架；和用于使所述移动架在所述第一方向移动的驱动机构，其特征在于，所述驱动装置的改进包括：

一对在第一方向平行布置的齿条；

一布置在垂直于所述第一方向的第二方向的第一轴，所述第一轴可转动地连接于所述移动架；

一布置在所述第二方向的第二轴，所述第二轴可转动地连接于所述移动架；

一对固定于所述第一轴的第一小齿轮，所述第一小齿轮分别啮合于一根齿条并可在齿条上滚动；和

一对固定于所述第二轴的第二小齿轮，所述第二小齿轮分别啮合于一根齿条并可在齿条上滚动，

其特征在于，所述第一小齿轮带有沿绕所述第一轴的一第一圆周方向施加于第一轴上的转矩啮合于所述齿条；以及

所述第二小齿轮带有沿绕所述第二轴的一第二圆周方向施加于所述第二轴的转矩啮合于所述齿条，所述第二圆周方向是所述第一圆周方向的反方向。

2、如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

一布置在第一方向的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠螺旋连接于所述移动架;和

一用于使所述滚珠丝杠绕其轴线转动的马达。

3、如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

一设置在所述移动架上的马达;和

用于将所述马达的转矩传递给至少所述轴之一以使该轴转动的传动机构。

4、一种驱动装置，它包括：

一对在第一方向平行布置的第一齿条;

一对在与所述第一方向相垂直的第二方向平行布置的第二齿条;

一对可平行于所述第一齿条在所述第一方向移动的第一移动架;

一对可平行于所述第二齿条在所述第二方向移动的第二移动架;

一布置在所述第二方向的第一轴，所述第一轴可转动地连接于所述第一移动架;

一布置在所述第二方向的第二轴，所述第二轴可转动地连接于所述第一移动架;

一布置在所述第一方向的第三轴，所述第三轴可转动地连接于所述第二移动架;

一布置在所述第一方向的第四轴，所述第四轴可转动地连接于所述第二移动架;

一对固定于所述第一轴的第一小齿轮，所述第一小齿轮分别啮合于一根第一齿条并可在第一齿条上滚动;

一对固定于所述第二轴的第二小齿轮，所述第二小齿轮分别啮合于一根第一齿条并可在第一齿条上滚动;

一对固定于所述第三轴的第三小齿轮，所述第三小齿轮分别啮合于一根第二齿条并可在第二齿条上滚动;

一对固定于所述第四轴的第四小齿轮，所述第四小齿轮分别啮合于一根第二齿条并可在第二齿条上滚动;

用于使所述第一移动架在第一方向移动的第一驱动机构;和

用于使所述第二移动架在第二方向移动的第二驱动机构，

其特征在于，所述第一小齿轮带有沿绕所述第一轴的一第一圆周方向施加于所述第一轴的转矩啮合于所述第一齿条;

所述第二小齿轮带有沿绕所述第二轴的一第二圆周方向施加于所述第二轴的转矩啮合于所述第一齿条，所述第二圆周方向是所述第一圆周方向的反方向;

所述第三小齿轮带有沿绕所述第三轴的一第三圆周方向施加于所述第三轴的转矩啮合于所述第二齿条;以及

所述第四小齿轮带有沿绕所述第四轴的一第四圆周方向施加于所述第四轴的转矩啮合于所述第二齿条，所述第四圆周方向是所述第三圆周方向的反方向。

5、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，它还包括一个移动体，该移动体可沿所述第一轴和第二轴在第二方向移动以及可沿所述第三轴和第四轴在第一方向移动。

6、如权利要求4或5所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

一布置在所述第一方向的第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠螺旋连接于所述第一移动架;和

用于使所述第一滚珠丝杠绕其轴线转动的第一马达;以及所述第二驱动机构包括：

一布置在所述第二方向的第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠螺旋连接于所述第二移动架;和

一用于使所述第二滚珠丝杠绕其轴线转动的第二马达。

7、如权利要求4或5所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

一设置在所述第一移动架上的第一马达;和

用于将所述第一马达的转矩传递给至少第一轴和第二轴之一以使所述轴转动的第一传动机构，以及所述第二驱动机构包括：

一设置在所述第二移动架上的第二马达;和

用于将所述第二马达的转矩传递给至少第三轴和第四轴之一以使所述轴转动的第二传动机构。

8、如权利要求4、5、6或7所述的驱动装置，其特征在于，它进一步包括：

一对布置在第二方向的第一管，各第一管的两端固定于第一移动架;和

一对布置在第一方向的第二管，各第二管的两端固定于第二移动架;

所述第一轴和第二轴可转动地贯穿过各第一管，以及

所述第三轴和第四轴可转动地贯穿过各第二管。

9、如权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述第一管和第二管内充以润滑剂。

10、如权利要求4、5、6、7、8或9所述的驱动装置，其特征在于，所述第一移动架和第二移动架可滑动地装配于直线型导轨。

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