CN112096815A - 新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台 - Google Patents

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杨志军
苏丽云
彭皓
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Abstract

本发明提供了一种新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，包括导轨、滑块、刚性平台、驱动单元和检测单元；导轨安装在基座上，刚性平台通过滑块在机械式导轨上滑动，驱动单元用于驱动刚性平台滑动，检测单元用于检测刚性平台的位移和速度；导轨包括导轨本体，导轨本体固定在基座上，导轨本体包括：第一表面，第一表面面对滑块；第二和第三表面，第二和第三表面均与第一表面相邻，第二和第三表面远离所述基座的位置均具有凸起部，凸起部用于安装滑块中的滚动部件；以及第四表面，第四表面与第一表面相对并面对基座；导轨本体上开设有贯穿第一表面和第四表面的沉头孔，沉头孔的对应螺栓沉头的部分为锥形；导轨本体通过锥形螺栓固定到基座上。

Description

新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台
技术领域
本发明属于高速运动平台技术领域，尤其涉及一种新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台。
背景技术
运动平台是机械装备的核心部件。机械导轨式运动平台由于高加速性能广泛应用在电子制造、激光加工等装备中。然而，由于受导轨摩擦及刚度不均匀的影响，运动平台精度受限。
现有的高速运动平台的机械导轨，普遍采用均布螺钉孔实现导轨与运动平台基座的连接。然而，螺钉孔降低了导轨的刚度，均布螺钉孔导致刚度的周期变化，在运动过程中，形成对运动平台的周期振动激励，造成运动过程的速度波动。从而降低了平台的精度。
因此，本申请提供了一种能有效降低速率波动的机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台。
发明内容
针对现有技术中的以上缺陷，本发明提供了一种新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，包括基座，导轨、滑块、刚性平台、驱动单元和检测单元；
所述导轨安装在所述基座上，所述刚性平台通过所述滑块在所述机械式导轨上滑动，所述驱动单元用于驱动所述刚性平台滑动，所述检测单元用于检测所述刚性平台的位移和速度；
所述导轨包括导轨本体，所述导轨本体固定在基座上，所述导轨本体包括：
第一表面，所述第一表面面对所述滑块；
第二和第三表面，所述第二和第三表面均与所述第一表面相邻，所述第二和第三表面远离所述基座的位置均具有凸起部，所述凸起部用于安装所述滑块中的滚动部件；以及
第四表面，所述第四表面与所述第一表面相对并面对所述基座；
所述导轨本体上开设有贯穿所述第一表面和第四表面的沉头孔，所述沉头孔的对应螺栓沉头的部分为锥形；所述导轨本体通过锥形螺栓固定到所述基座上。
可选地，所述驱动单元包括滚珠丝杠，旋转电机和联轴器，所述旋转电机通过所述联轴器带动所述滚珠丝杠转动。
可选地，所述滚珠丝杠包括移动螺母、丝杠、固定端和支撑端；所述固定端和所述支撑端分别固定所述丝杠的两端，所述固定端将所述丝杠的一端连接至所述联轴器；所述移动螺母套设在所述丝杠上，所述刚性平台固定在所述移动螺母上，随着所述移动螺母的移动而移动。
可选地，所述检测单元包括检测头和刻度元件，所述检测头固定在所述刚性平台的底部，所述刻度元件固定在所述基座上，所述检测头检测所述刚性平台相对于所述基座的位移和速度。
可选地，所述机械式导轨的数量为2个，分别固定在所述基座的两侧上。
可选地，所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台还包括缓冲部件，所述缓冲部件设置在所述基座的边缘，靠近所述驱动单元，用于对运动到所述边缘的刚性平台起到缓冲作用。
可选地，所述凸起部具有安装曲面，所述安装曲面与所述滚动部件的表面相配，以形成面接触。
可选地，所述第二和第三表面还开设有安装槽，用于便于所述滑块的安装。
实施本申请实施例，具有如下有益效果：本申请提出了一种机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，该平台采用了新型的导轨结构，有效避免了因导轨在基座上的安装而带来的速度波动，提高了运动平台的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例滚珠丝杠运动平台结构示意图；
图2为图1的部分结构剖视图；
图3为图2中的部分A的局部放大图。
附图中：
1-刚性平台；2-基座；3-驱动单元；301-滚珠丝杠；301a-移动螺母；301b-丝杠；301c-固定端；301d-支撑端；302-旋转电机；303-联轴器；4-检测单元；401-检测头；402-刻度元件；5-滑块；6-导轨；6a-导轨本体；6b-锥形螺栓；601-第一表面；602-第二表面；603-第三表面；604-第四表面；605-凸起部；606-安装曲面；607-安装槽；7-缓冲部件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
本申请说明书及权利要求书中所使用的术语，如“第一”、“第二”、“第三”等，这些术语是为了区分相同名称的技术特征，并不是用来表示重要性或先后顺序，也不是用来限定数量。
本申请说明书及权利要求书中所使用的表示方位术语，如“上”、“下”、“左”、“右”等，其方位是基于图中所展示产品结构和方向。这些方位只是为了便于说明产品各个部件的相互位置关系，并不是用来限定本申请的权利要求范围。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
如图1-3所示，一种新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，包括基座2，导轨6、滑块5、刚性平台1、驱动单元3和检测单元4。
所述导轨6为机械式导轨，安装在所述基座上，所述刚性平台1通过所述滑块5在所述机械式导轨6上滑动，所述驱动单元3用于驱动所述刚性平台1滑动，所述检测单元4用于检测所述刚性平台1的位移和速度。
所述导轨6包括导轨本体6a，所述导轨本体6a固定在基座2上，所述导轨本体6a包括：
第一表面601，所述第一表面601面对所述滑块5；
第二和第三表面602和603，所述第二和第三表面602和603均与所述第一表面601相邻，所述第二和第三表面602和603远离所述基座2的位置均具有凸起部605，所述凸起部605用于安装所述滑块5中的滚动部件(未示出)；以及
第四表面604，所述第四表面604与所述第一表面601相对并面对所述基座2。
所述导轨本体6a上开设有贯穿所述第一表面601和第四表面604的沉头孔，所述沉头孔的对应螺栓沉头的部分为锥形；所述导轨本体6a通过锥形螺栓6b固定到所述基座2上。
本发明通过将沉头孔设置成锥形，有效避免了滑块与螺栓孔之间的气流引起刚性平台速率波动，提高了刚性平台的精度。
具体地，如图1和2所示，所述驱动单元3包括滚珠丝杠301，旋转电机302和联轴器303，所述旋转电机302通过所述联轴器303带动所述滚珠丝杠301转动。所述滚珠丝杠301包括移动螺母301a、丝杠301b、固定端301c和支撑端301d。所述固定端301c和所述支撑端301d分别固定所述丝杠301b的两端，所述固定端301c将所述丝杠301b的一端连接至所述联轴器303；所述移动螺母301a套设在所述丝杠301b上，所述刚性平台1固定在所述移动螺母301a上，随着所述移动螺母301a的移动而移动。
如图2所示，所述检测单元4包括检测头401和刻度元件402，所述检测头401固定在所述刚性平台1的底部，所述刻度元件402固定在所述基座2上，所述检测头401检测所述刚性平台1相对于所述基座2的位移和速度。
如图2所示，所述机械式导轨的数量为2个，分别固定在所述基座的两侧上。
进一步地，如图1所示，所述新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台还包括缓冲部件7，所述缓冲部件7设置在所述基座2的边缘，靠近所述驱动单元3，用于对运动到所述边缘的刚性平台1起到缓冲作用。
进一步地，如图3所示，所述凸起部605具有安装曲面606，所述安装曲面606与所述滚动部件的表面相配，以形成面接触，面接触能明显提高导轨的刚度，进而提供刚性平台的载荷能力。
进一步地，如图3所示，所述第二和第三表面还开设有安装槽607，用于便于所述滑块5的安装。
所述锥形螺栓6b的头部可与新型机械导轨6的螺栓孔锥面紧密接触，形成无缝导轨，避免对平台的速率造成波动。通过调节锥形螺栓6b的扭紧力，可改变所述锥形螺栓6b与所述新型机械导轨6的锥型接触面的压力，从而调节导轨的刚度。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，包括基座，导轨、滑块、刚性平台、驱动单元和检测单元；
所述导轨安装在所述基座上，所述刚性平台通过所述滑块在所述导轨上滑动，所述驱动单元用于驱动所述刚性平台滑动，所述检测单元用于检测所述刚性平台的位移和速度；
所述导轨包括导轨本体，所述导轨本体固定在基座上，所述导轨本体包括：
第一表面，所述第一表面面对所述滑块；
第二和第三表面，所述第二和第三表面均与所述第一表面相邻，所述第二和第三表面远离所述基座的位置均具有凸起部，所述凸起部用于安装所述滑块中的滚动部件；以及
第四表面，所述第四表面与所述第一表面相对并面对所述基座；
所述导轨本体上开设有贯穿所述第一表面和第四表面的沉头孔，所述沉头孔的对应螺栓沉头的部分为锥形；所述导轨本体通过锥形螺栓固定到所述基座上。
2.如权利要求1所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述驱动单元包括滚珠丝杠，旋转电机和联轴器，所述旋转电机通过所述联轴器带动所述滚珠丝杠转动。
3.如权利要求2所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述滚珠丝杠包括移动螺母、丝杠、固定端和支撑端；所述固定端和所述支撑端分别固定所述丝杠的两端，所述固定端将所述丝杠的一端连接至所述联轴器；所述移动螺母套设在所述丝杠上，所述刚性平台固定在所述移动螺母上，随着所述移动螺母的移动而移动。
4.如权利要求1所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述检测单元包括检测头和刻度元件，所述检测头固定在所述刚性平台的底部，所述刻度元件固定在所述基座上，所述检测头检测所述刚性平台相对于所述基座的位移和速度。
5.如权利要求1所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述导轨的数量为2个，分别固定在所述基座的两侧上。
6.如权利要求1所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，还包括缓冲部件，所述缓冲部件设置在所述基座的边缘，靠近所述驱动单元，用于对运动到所述边缘的刚性平台起到缓冲作用。
7.如权利要求1所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述凸起部具有安装曲面，所述安装曲面与所述滚动部件的表面相配，以形成面接触。
8.如权利要求7所述的新型机械导轨式一维滚珠丝杠运动平台，其特征在于，所述第二和第三表面还开设有安装槽，用于便于所述滑块的安装。
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