CN111361944A - 用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，机架上安装有：导轨、齿条，滑台安装有：导向轮组，所述导向轮组包括两导向轮，两所述导向轮夹在所述导轨两侧，所述滑台还安装有横向滑动副，所述横向滑动副上安装有齿轮滑板，所述齿轮滑板上安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮上部套设有轴承，所述轴承外沿安装有浮动摆臂，所述浮动摆臂上安装有导轮，所述导轮、所述驱动齿轮下部夹在所述齿条两侧，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。本发明增加了横向滑动副，将驱动齿轮及导轮安装在横向滑动副上，使驱动齿轮与滑台之间产生横向浮动，解决了在曲线导轨转弯处驱动齿轮与曲线齿条的运动干涉。驱动齿轮、齿条相互啮合传动方式，提升驱动精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑台，尤其涉及一种用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置。
背景技术
目前，市面上所见的曲线导轨，大多采用直线导轨与圆弧导轨的组合形式，图1是现有技术中曲线导轨的结构示意图，如图1所示，布局成封闭式矩形、蛇形、L形或U形等。其驱动装置基本上是用皮带、链条、拨杆等柔性或间歇式驱动机构对曲线导轨传输装置进行驱动，这些驱动方式虽然实现了轨道滑台在转角处可以顺利通过，但这种方式在高定位精度控制领域内，因其本身结构的限制存在弹性或冲击，发生传动速度波动及延迟，致使系统传动精度发生损失，无法完成高精度定位或系统位置实时控制需求。
在直线传输过程中，滑动装置若要实现高精度定位需求，基本上短距离传动机构采用滚珠丝杠，长距离传动机构采用齿轮齿条来驱动。其中，常规配置的齿轮齿条滑动装置，在通过曲线导轨转弯处时，齿轮与齿条会发生脱离或干涉，造成两者无法正常啮合滑动装置。本方案通过分析在曲线导轨转弯处齿轮齿条无法正常啮合的具体原因，在驱动装置上配置一种横向浮动式的齿轮齿条驱动机构，实现了在任意连续曲线导轨上行走的滑台，其上的驱动齿轮齿条能够正常啮合，并可通过控制系统进行高精度精确定位和实时控制。
图2是现有技术中齿条导轨转弯处干涉的结构示意图，请参见图2，在现有滑台涉及过程中，滑台、1运行到曲线导轨转弯处时齿轮齿条会发生干涉，无法通过。这就造成了工程师不愿采用齿轮齿条来滑动装置在曲线导轨上的行走。经过实验得知，由于驱动齿轮G在转弯处相对于曲线齿条发生横向偏移而使二者之间发生干涉或脱离，致使它们不能正常啮合传动。
因此，本发明致力于提供一种布局为连续曲线导轨传输的滑动装置，可用于各种物料输送、自动化设备行走驱动等，尤其是用在高定位精度驱动控制之场合，如机器人行走地轨，以及其它有高精度传输的设备等。
发明内容
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，机架上安装有：导轨、齿条；还包括滑台，所述滑台安装有：导向轮组，所述导向轮组包括两导向轮，两所述导向轮夹在所述导轨两侧，所述滑台还安装有横向滑动副，所述横向滑动副上安装有齿轮滑板，所述齿轮滑板上安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮上部套设有轴承，所述轴承外沿安装有浮动摆臂，所述浮动摆臂上安装有导轮，所述导轮、所述驱动齿轮下部夹在所述齿条两侧，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述导向轮、所述导轮、所述驱动齿轮均安装在所述滑台面向所述机架的一侧。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述滑台面向所述机架的一侧还安装有支重轮，所述支重轮与所述机架上表面相抵。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述齿轮滑板上安装有驱动源，所述驱动源的输出轴穿过所述齿轮滑板，所述驱动齿轮内安装有夹紧机构，所述夹紧机构与所述输出轴固定。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述横向滑动副包括：导轨上安装有滑块，所述齿轮滑板安装在所述滑块上。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述齿轮滑板上对应所述导轮的位置开设有弧状通孔，所述导轮的转轴置于所述弧状通孔内。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述导向轮组有两组。
如上所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，所述导向轮组通过导向轮组座安装在所述滑台上。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明增加了横向滑动副，将驱动齿轮及导轮安装在横向滑动副上，使驱动齿轮与滑台之间产生横向浮动，解决了在曲线导轨转弯处驱动齿轮与曲线齿条的运动干涉。并且，驱动齿轮、齿条相互啮合传动方式，提升了驱动的精度，解决了滑台在任意连续曲线导轨上自由驱动问题。
附图说明
图1是现有技术中曲线导轨的结构示意图；
图2是现有技术中齿条导轨转弯处干涉的结构示意图；
图3是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的结构剖视示意图；
图4是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的结构仰视示意图；
图5是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的经过转弯处的结构仰视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图3是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的结构剖视示意图，图4是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的结构仰视示意图，图5是本发明用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置的经过转弯处的结构仰视示意图，请参见图3～5，一种用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其中，机架4上安装有：导轨5、齿条8；还包括滑台1，滑台1安装有：导向轮3组，导向轮3组包括两导向轮3，两导向轮3夹在导轨5两侧，滑台1还安装有横向滑动副15，横向滑动副15上安装有齿轮滑板13，齿轮滑板13上安装有驱动齿轮11，驱动齿轮11上部套设有轴承9，轴承9外沿安装有浮动摆臂12，浮动摆臂12上安装有导轮7，导轮7、驱动齿轮11下部夹在齿条8两侧，驱动齿轮11与齿条8啮合。
本发明在滑台1与驱动齿轮11之间增设了一个横向滑动副15、浮动摆臂12、导轮7和齿轮滑板13。在滑台1驱动过程中，导轮7和浮动摆臂12可绕驱动齿轮11的轴线自由回转，在浮动摆臂12的作用下，驱动齿轮11、导轮7与曲线齿条8构成了3个滚动副和1个滑动副，使得驱动齿轮11会一直沿着曲线齿条8啮合滚动，不会出现卡死和脱离曲线齿条8的现象。此外，所增设的横向滑动副15，会使齿轮滑板13带着驱动齿轮11在运行过程中相对滑台1发生自由横向移动，这样就弥补了在转弯处驱动齿轮11与曲线齿条8之间的相对偏移量，使二者在运行过程中一直处于正常啮合状态。
具体的，齿条8、导轨5均可以采用多个直线段与多个圆弧段拼接而成，导轨5可以为曲线导轨，用户可以根据需要设定需要的运行路径。
在本发明的具体实施过程中，驱动齿轮11可以置于齿条8远离导轨5的一侧。如将驱动齿轮11放在齿条8与导轨5中间，并与齿条8相啮合，同时将导轮7布置在齿条8外侧同样可以实施。
进一步的，导向轮3、导轮7、驱动齿轮11均安装在滑台1面向机架4的一侧。
进一步的，滑台1面向机架4的一侧还安装有支重轮6，支重轮6与机架4上表面相抵。
具体的，可以将多个支重轮6替代为与导轨5相平行、或同心、或等距的另一承重轨。
进一步的，齿轮滑板13上安装有驱动源14，驱动源14的输出轴穿过齿轮滑板13，驱动齿轮11内安装有夹紧机构10，夹紧机构10与输出轴固定。
进一步的，横向滑动副15包括：导轨5上安装有滑块，齿轮滑板13安装在滑块上。
具体的，横向滑动副15可替换为任何能够使驱动齿轮11实现自由的横向浮动功能的运动副，包括但不局限于用线性滑轨、曲线导轨5以及各种非标设计的无动力直线运动机构等。
进一步的，齿轮滑板13上对应导轮7的位置开设有弧状通孔，导轮7的转轴置于弧状通孔内。
进一步的，导向轮3组有两组。
进一步的，导向轮3组通过导向轮组座2安装在滑台1上。
在本发明的导轮7可以设计为不可绕自身轴线回转的圆柱，使导轮7与曲线齿条8之间形成一个高副来接触。
本发明的具体工作流程可以为：
(1)当驱动源14上电后，使驱动齿轮11发生旋转；
(2)当驱动齿轮11发生旋转后，在浮动摆臂12、导轮7与曲线齿条8的制约下，驱动齿轮11会沿着曲线齿条8滚动；
(3)驱动齿轮11的运动，通过与之相连的驱动源14外壳、齿轮滑板13和横向滑动副15，带动滑台1沿着曲线导轨5滑行，实现驱动滑台1的行走。
本发明的优点：
1、解决了制约齿轮与齿条驱动任意连续曲线导轨时，在转弯处两者发生干涉的问题。
2、抛弃了传统的皮带、链条、拨杆等柔性驱动方案，通过高精度齿轮、齿条来驱动所述的滑台，使其在任意连续曲线导轨任意位置均可实现高精度定位。
3、让驱动齿轮呈自由的浮动状态，在轨道转弯处完全避免了干涉。自由的浮动状态的配置，使得齿条在转弯处时，不需要与导轨转弯段平行或同心，这大大降低了转弯段对齿条、导轨的工艺加工变形、行位精度与安装难度，进而降低设备制造成本。
4、配置了单根导轨与支重轮，该配置降低了导轨对负载的承重要求，当然通过合理布局多个支重轮，完全可以让负载的重力由多个支重轮来承担，导轨仅起导向作用，从而减少导轨的运行磨损。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员可以无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，机架上安装有：导轨、齿条；还包括滑台，所述滑台上安装有：导向轮组，所述导向轮组包括两导向轮，两所述导向轮夹在所述导轨两侧，所述滑台还安装有横向滑动副，所述横向滑动副上安装有齿轮滑板，所述齿轮滑板上安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮上部套设有轴承，所述轴承外沿安装有浮动摆臂，所述浮动摆臂上安装有导轮，所述导轮、所述驱动齿轮下部夹在所述齿条两侧，所述驱动齿轮与所述齿条啮合。
2.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述导向轮、所述导轮、所述驱动齿轮均安装在所述滑台面向所述机架的一侧。
3.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述滑台面向所述机架的一侧还安装有支重轮，所述支重轮与所述机架上表面相抵。
4.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述齿轮滑板上安装有驱动源，所述驱动源的输出轴穿过所述齿轮滑板，所述驱动齿轮内安装有夹紧机构，所述夹紧机构与所述输出轴固定。
5.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述横向滑动副包括：导轨上安装有滑块，所述齿轮滑板安装在所述滑块上。
6.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述齿轮滑板上对应所述导轮的位置开设有弧状通孔，所述导轮的转轴置于所述弧状通孔内。
7.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述导向轮组有两组。
8.根据权利要求1所述的用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置，其特征在于，所述导向轮组通过导向轮组座安装在所述滑台上。
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| CN202010265932.4A CN111361944A (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 用于任意连续曲线导轨传输的滑动装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114160928A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-03-11 | 杨军 | 一种用于焊接设备的送丝机 |
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2020
- 2020-04-07 CN CN202010265932.4A patent/CN111361944A/zh active Pending
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