CN113488950B - 线缆台机构及移动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种线缆台机构及移动装置。线缆台机构包括:两个线缆台,均安装在待安装部件上,线缆台的至少部分相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置,两个线缆台沿第二方向间隔设置,第二方向与第一方向之间具有夹角,线缆台包括线束;横梁,两个线缆台通过横梁连接,以使两个线缆台同步运动;以及补偿装置,用于对横梁施加使两个线缆台同步运动的作用力,至少一个线缆台与横梁之间设有补偿装置。本发明的技术方案能够解决单侧线缆台悬臂较长,线缆台质心偏离严重,从而影响定位精度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动化装备技术领域,具体而言,涉及一种线缆台机构及移动装置。
背景技术
在自动化装备制造领域,大行程运动台技术是自动化装备制造系统的核心技术,一直受到行业内的高度重视。在大行程移动装置中,移动装置的运动往往受到线缆的影响,因此需要专门的线缆台的作用,拖曳线缆跟随运动平台进行位置移动。
通常的跟随运动平台运动的线缆台都是单侧配置的,由于运动平台的行程较长,设计的单侧线缆台的悬臂较长,容易造成包含悬臂的线缆台的整个结构的质心偏离严重,为克服质心偏置缺陷,线缆台电机需要提供很大的偏转力矩,做功较大,会产生很大的热量,并造成较长的稳定时间,从而影响线缆台的定位精度和控制难度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种线缆台机构及移动装置,以解决现有技术中单侧线缆台的悬臂较长,造成线缆台质心偏离严重,从而影响定位精度的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种线缆台机构,包括:两个线缆台,均安装在待安装部件上,线缆台的至少部分相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置,两个线缆台沿第二方向间隔设置,第二方向与第一方向之间具有夹角,线缆台包括线束;横梁,两个线缆台通过横梁连接,以使两个线缆台同步运动;以及补偿装置,用于对横梁施加使两个线缆台同步运动的作用力,至少一个线缆台与横梁之间设有补偿装置。
进一步地,线缆台机构还包括与两个线缆台对应设置的两个驱动结构,两个线缆台均包括与待安装部件连接的第一固定部和与第一固定部滑动配合的第一活动部,第一活动部相对于第一固定部沿第一方向可移动地设置,驱动结构与第一活动部驱动连接,横梁与第一活动部连接。
进一步地,补偿装置包括磁浮补偿装置,磁浮补偿装置包括与线缆台连接的第一磁体阵列组以及与横梁连接的第二磁体阵列组,第一磁体阵列组与第二磁体阵列组均沿Z轴延伸且在垂直于Z轴的水平面内间隔设置并相互作用,且为横梁提供沿第一方向运动的作用力,其中,Z轴为竖直方向,第一方向和第二方向均垂直于Z轴。
进一步地,横梁上设有连接柱,第一磁体阵列组包括沿连接柱周向布置的多个第一磁体,第二磁体阵列组包括沿连接柱周向布置的多个第二磁体,多个第一磁体与多个第二磁体对应设置,第一磁体和与之对应的第二磁体之间具有第一磁浮间隙,第一磁体与线缆台连接,第二磁体与连接柱连接。
进一步地,多个第一磁体间隔布置或者依次连接以形成一体结构;多个第二磁体间隔布置或者依次连接以形成一体结构。
进一步地,第一磁体阵列组和第二磁体阵列组均为具有容纳腔的绕Z轴设置的筒状结构或者绕Z轴设置的多边形结构或者沿第一方向间隔设置的板状结构。
进一步地,磁浮补偿装置还包括与线缆台连接的第一水平磁体结构和与第一水平磁体结构相对设置的第二水平磁体结构,第二水平磁体结构与横梁连接,第一水平磁体结构和第二水平磁体结构均沿水平方向设置且沿竖直方向具有第二磁浮间隙,沿第一磁体阵列组的竖直方向,第一磁体阵列组的至少一端设有第一水平磁体结构和第二水平磁体结构。
进一步地,第一水平磁体结构和第二水平磁体结构均为板状排列或者环状排列。
进一步地,补偿装置包括柔性补偿装置,柔性补偿装置包括第一弹性结构,第一弹性结构的一端与线缆台连接,第一弹性结构的另一端与横梁连接,第一弹性结构沿第一方向布置在线缆台与横梁之间,第一弹性结构用于对横梁施加使两个线缆台同步运动的作用力。
进一步地,线缆台机构还包括与横梁连接的连接柱,第一弹性结构通过连接柱与横梁连接,连接柱的沿第一方向的相对两侧均设有第一弹性结构;和/或,柔性补偿装置还包括位于第一弹性结构的至少一侧的第二阻尼机构,第二阻尼机构沿第一方向设置在横梁和线缆台之间。
进一步地,柔性补偿装置还包括第二弹性结构,第二弹性结构的一端与线缆台连接,第二弹性结构的另一端与横梁连接,第二弹性结构沿竖直方向布置在线缆台与横梁之间,第二弹性结构用于对横梁施加使横梁沿竖直方向保持平衡的作用力。
进一步地,线缆台机构还包括与横梁连接的连接柱,第二弹性结构通过连接柱与横梁连接,连接柱的沿竖直方向的相对两侧均设有第二弹性结构;和/或,柔性补偿装置还包括位于第二弹性结构的至少一侧的第一阻尼机构,第一阻尼机构沿竖直方向设置在横梁和线缆台之间。
进一步地,第一弹性结构相对于横梁在水平面内可转动地设置。
进一步地,补偿装置还包括转动结构,第一弹性结构通过转动结构与横梁或线缆台可转动地连接;转动结构包括轴承或轴套。
进一步地,当第一弹性结构通过转动结构与横梁可转动地连接时,转动结构位于第一弹性结构和横梁之间;或者,当第一弹性结构通过转动结构与线缆台可转动地连接时,第一弹性结构位于转动结构和横梁之间。
根据本发明的另一方面,提供了一种移动装置,包括主支撑框架、线缆台机构、运动平台和第三驱动结构,其中,线缆台机构为上述的线缆台机构;主支撑框架形成待安装部件,至少部分线缆台相对于主支撑框架沿第一方向可移动地设置;第三驱动结构设置在主支撑框架上,第三驱动结构与运动平台驱动连接,以使至少部分运动平台相对于主支撑框架沿第一方向可移动地设置。
进一步地,移动装置还包括第四驱动结构,运动平台包括运动平台主板,第三驱动结构与运动平台主板驱动连接,使运动平台主板相对于主支撑框架沿第一方向可移动地设置,第四驱动结构与运动平台主板驱动连接,使运动平台主板相对于主支撑框架沿第二方向可移动地设置;两个线缆台的线束分别与运动平台主板的沿第二方向的相对两侧连接。
进一步地,移动装置还包括横梁导向结构,横梁包括横梁主体,横梁导向结构包括沿第二方向设置于横梁主体的第二固定部和与第二固定部滑动配合的第二活动部,运动平台主板与第二活动部连接。
进一步地,横梁导向结构为导轨滑块结构,第二固定部为导向槽,第二活动部包括至少一个与导向槽滑动配合的导向块;运动平台主板的沿第二方向的两端均连接有第二活动部;和/或,横梁导向结构还包括均与横梁主体连接的两个限位件,两个限位件分别设置在第二固定部的沿第二方向的相对两端,以对第二活动部相对于第二固定部滑动的极限位置进行限定。
进一步地,两个线缆台分别设置在主支撑框架的沿第二方向的相对两侧;或者,主支撑框架具有底壁,两个线缆台沿第二方向间隔设置在底壁上。
进一步地,当两个线缆台沿第二方向间隔设置在底壁上时,线缆台包括与第一活动部连接的第三磁体和设置在主支撑框架上的导磁体,第三磁体和导磁体磁性配合,以向第一活动部施加使第一活动部靠近主支撑框架的作用力;或者,线缆台还包括与底壁连接的线缆台基板,线缆台的第一固定部安装在线缆台基板上。
应用本发明的技术方案,两个线缆台通过横梁连接,两个线缆台分别位于横梁的两端并用于支撑横梁,两个线缆台共同作用支撑横梁,可以防止线缆台机构的质心发生偏离,从而可以避免由于横梁较长,导致线缆台机构的质心偏离严重的问题,进而可以使线缆台的电机无需提供很大的偏转力矩,做功较小,产生的热量较少,在短时间内即可稳定,保证线缆台机构的定位精度、反应速度和跟随效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的线缆台机构的实施例一的结构示意图;
图2示出了包含图1的线缆台机构的移动装置的一个实施例的结构示意图;
图3示出了图1的线缆台机构的横梁与横梁导向结构连接的结构示意图;
图4示出了图2的移动装置的一个局部剖视图;
图5示出了图2的移动装置的另一局部剖视图;
图6示出了图5的局部放大图;
图7示出了图2的移动装置的主支撑框架、运动平台和横梁导向结构的结构示意图;
图8示出了图2的移动装置的另一结构示意图;
图9示出了根据本发明的移动装置的另一个实施例的结构示意图;
图10示出了图9的移动装置的侧视图;
图11示出了图9的移动装置的线缆台机构的结构示意图;
图12示出了图11的线缆台机构的侧视图;
图13示出了根据本发明的移动装置的又一个实施例的结构示意图;
图14示出了图13的移动装置的线缆台机构的侧视图;
图15示出了根据本发明的线缆台机构的实施例二中补偿装置、连接柱和连接框架的剖视图;
图16示出了图15的线缆台机构中补偿装置的结构示意图;
图17示出了根据本发明的线缆台机构的实施例三的局部剖视图;
图18示出了图17的局部放大图;
图19示出了图17的线缆台机构的补偿装置、连接柱和连接框架的结构示意图;
图20示出了根据本发明的线缆台机构的实施例四中补偿装置、连接柱和连接框架的结构示意图;
图21示出了图20的局部立体结构示意图;
图22示出了根据本发明的线缆台机构的实施例五中补偿装置、连接柱和连接框架的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、移动装置;11、主支撑框架;21、第一平面;22、第二平面;23、第三平面;24、第四平面;12、运动平台;121、运动平台主板;122、第三驱动结构;13、第一线缆台;131、第一线缆台主板;132、第一驱动电机;133、第一导向机构;134、第三磁体阵列组;135、第一导磁体;136、第一线缆台基板;137、第一排线;138、第一排管;14、第二线缆台;141、第二线缆台主板;142、第二驱动电机;143、第二导向机构;144、第四磁体阵列组;145、第二导磁体;146、第二线缆台基板;147、第二排线;148、第二排管;149、连接框架;15、横梁;151、横梁主体;152、第三导向机构;153、限位机构;154、第二固定部;155、第二活动部;1551、第一导向块;1552、第二导向块;1561、第一限位件;1562、第二限位件;157、连接柱;16、补偿装置;161、第一磁体阵列组;1611、第一左侧磁体阵列;1612、第一右侧磁体阵列;1613、第一筒状磁体阵列;162、第二磁体阵列组;1621、第二左侧磁体阵列;1622、第二右侧磁体阵列;1623、第二筒状磁体阵列;163、第一阻尼机构;1631、第一下侧阻尼件;1632、第一上侧阻尼件;164、第二阻尼机构;1641、第二左侧阻尼件;1642、第二右侧阻尼件;165、转动结构;1651、第一轴承副;1652、第二轴承副;166、第二弹性结构;1661、第一下侧柔性件;1662、第一上侧柔性件;167、第一弹性结构;1671、第二左侧柔性件;1672、第二右侧柔性件;168、第一水平磁体结构;1681、第一下侧磁体;1682、第一上侧磁体;1683、第一环形下磁体;1684、第一环形上磁体;169、第二水平磁体结构;1691、第二下侧磁体;1692、第二上侧磁体;1693、第二环形下磁体;1694、第二环形上磁体;41、第二磁浮间隙;42、第一磁浮间隙;43、第一间隙;44、第二间隙。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是,除非另有指明,本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的,或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的;同样地,为便于理解和描述,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外,但上述方位词并不用于限制本发明。
需要说明的是,本发明及本发明的实施例中,第一方向指的是图2中的X方向,第二方向指的是图2中的Y方向,竖直方向或第三方向指的是图2中的Z方向,Rx指的是图2中的第一方向的转轴方向,Ry指的是图2中的第二方向的转轴方向,Rz指的是图2中的第三方向的转轴方向。
现有技术中,单侧线缆台的悬臂较长,造成线缆台质心偏离严重,为克服质心偏置缺陷,线缆台电机需要很大的偏转力矩,做功较大,会产生很大的热量,并造成较长的稳定时间,影响定位精度、反应速度和跟随效率。为了解决上述问题,本发明及本发明的实施例提供了一种线缆台机构及移动装置。
实施例一
如图1所示,本发明的实施例中,线缆台机构包括两个线缆台、横梁15和补偿装置16,两个线缆台均安装在待安装部件上,线缆台的至少部分相对于待安装部件沿第一方向可移动地设置,两个线缆台沿第二方向间隔设置,第二方向与第一方向之间具有夹角,线缆台包括线束;两个线缆台通过横梁15连接,以使两个线缆台同步运动;以及补偿装置16用于对横梁15施加使两个线缆台同步运动的作用力,至少一个线缆台与横梁15之间设有补偿装置16。
上述设置中,两个线缆台通过横梁15连接,两个线缆台分别位于横梁15的两端并用于支撑横梁15,两个线缆台共同作用支撑横梁15,可以防止线缆台机构的质心发生偏离,从而可以避免由于横梁15较长,导致线缆台机构的质心偏离严重的问题,而且当线缆台包括驱动电机时,可以使线缆台的驱动电机无需提供很大的偏转力矩,做功较小,产生的热量较少,在短时间内即可稳定,保证线缆台机构的定位精度、反应速度和跟随效率。
优选地,两个线缆台相对于横梁15的中心对称设置。这样,线缆台机构的运动中心与线缆台机构的几何中心重合,可以保证两个线缆台同步运动。
需要说明的是,本发明的实施例中,两个线缆台分别为第一线缆台13和第二线缆台14。
现有技术中,在单侧线缆台的技术中,线束均集中布置在该单侧线缆台和运动平台之间,线束中各管线之间容易相互干扰,比如,强电电缆和弱电电缆之间相互干扰的问题等;本申请的技术方案中,通过在第二方向上间隔设置第二线缆台14和第一线缆台13,可以将线束分成两部分进行布置,一部分与第一线缆台13连接,另一部分与第二线缆台14连接,从而可以避免线束中各管线之间相互干扰的问题,并可以使线束的布局更加合理。本发明能够解决现有技术中单侧线缆台拖曳的排线排管对运动平台的线缆力作用所产生的额外偏转力矩干扰问题。
另外,本申请的技术方案中,至少部分第一线缆台13相对于待安装部件沿第一方向可移动,至少部分第二线缆台14相对于待安装部件沿第一方向可移动;由于第一线缆台13和第二线缆台14均包括线束,因此,第一线缆台13的线束可以随第一线缆台13沿第一方向移动,第二线缆台14的线束可以随第二线缆台14沿第一方向移动,从而可以实现第一线缆台13带动线束移动,以及第二线缆台14带动线束移动的目的;由于第一线缆台13通过横梁15与第二线缆台14连接,因此,通过设置横梁15可以使第一线缆台13和第二线缆台14同步运动,从而使第一线缆台13的线束与第二线缆台14的线束同步运动,满足实际生产要求。
优选地,双线缆台采用联动驱动控制策略,即第一线缆台13和第二线缆台14沿第一方向的位移是同步的。
横梁15的一端与第一线缆台13连接,横梁15的另一端通过补偿装置16与第二线缆台14连接,通过设置横梁15可以使第一线缆台13和第二线缆台14同步运动。在实际生产过程中,由于两个线缆台分别独立配置了驱动结构(即每个线缆台均配置一个驱动结构),发明人发现存在第一线缆台13和第二线缆台14的运动不同步的问题,由于第一线缆台13和第二线缆台14之间设有横梁15,因此容易对第一线缆台13或第二线缆台14造成振动冲击;为了克服和缓冲来自横梁的振动冲击,本发明的实施例中,在横梁15和第二线缆台14之间设置了补偿装置16,补偿装置16用于对横梁15施加使第一线缆台13和第二线缆台14同步运动的作用力,从而使第一线缆台13和第二线缆台14的运动同步,进而可以解决第一线缆台13和第二线缆台14的运动不同步的问题,补偿装置16能够克服和缓冲来自横梁15的振动冲击以及对横梁15提供部分支撑力。
优选地,上述线束包括排线和/或排管。
优选地,第二方向与第一方向之间的夹角为45度至135度。优选地,本发明的实施例中,第二方向与第一方向之间的夹角为90度,也就是说第二方向与第一方向垂直设置。当然,在本申请的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第二方向与第一方向之间的夹角为其他角度,比如70度或者80度。
当然,在本申请的替代实施例中,还可以根据实际需要,使横梁15和第一线缆台13之间设有补偿装置16;或者,横梁15和第一线缆台13之间以及横梁15和第二线缆台14之间均设有补偿装置16。
优选地,本发明的实施例中,线缆台机构还包括与两个线缆台对应设置的两个驱动结构,两个线缆台均包括与待安装部件连接的第一固定部和与第一固定部滑动配合的第一活动部,第一活动部相对于第一固定部沿第一方向可移动地设置,驱动结构与第一活动部驱动连接,横梁15与第一活动部连接。
上述设置中,两个驱动结构分别驱动两个线缆台的两个第一活动部,使各第一活动部相对于对应的第一固定部沿第一方向移动,两个第一活动部带动横梁15一起沿第一方向移动,两个线缆台的两个第一活动部通过横梁15连接,并通过横梁15实现使两个活动部同步运动的目的。
优选地,本发明的实施例中,线缆台的线束与线缆台的第一活动部连接,第一活动部带动线束一起沿第一方向移动,从而实现线缆台带动线缆移动的目的。
如图5和图6所示,本发明的实施例中,补偿装置16包括磁浮补偿装置,磁浮补偿装置包括与线缆台(具体为第二线缆台14)连接的第一磁体阵列组161以及与横梁15连接的第二磁体阵列组162,第一磁体阵列组161与第二磁体阵列组162均沿Z轴延伸且在垂直于Z轴的水平面内间隔设置并相互作用,且为横梁15提供沿第一方向运动的作用力,其中,Z轴为竖直方向,第一方向和第二方向均垂直于Z轴。
上述设置中,第一磁体阵列组161与第二磁体阵列组162磁性配合,为横梁15提供沿第一方向运动的作用力,使横梁15沿第一方向保持平衡,从而使第一线缆台13和第二线缆台14的运动同步,进而可以进一步解决第一线缆台13和第二线缆台14的运动不同步的问题,补偿装置16能够克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。
如图6所示,本发明的实施例中,横梁15上设有连接柱157,第一磁体阵列组161包括沿连接柱157周向布置的多个第一磁体,第二磁体阵列组162包括沿连接柱157周向布置的多个第二磁体,多个第一磁体与多个第二磁体对应设置,第一磁体和与之对应的第二磁体之间具有第一磁浮间隙42,第一磁体与线缆台(具体为第二线缆台14)连接,第二磁体与连接柱157连接。
上述设置中,第一磁体与第二线缆台14连接,第二磁体通过连接柱157与横梁15连接,第一磁体与第二磁体之间具有第一磁浮间隙42,通过第一磁体与第二磁体之间的磁性配合,产生使横梁15相对于第二线缆台14沿第一方向(X向)保持平衡的作用力,从而能够保证第一线缆台13和第二线缆台14的运动同步。
具体地,本发明的实施例中,连接柱157的中心轴线沿竖直方向延伸,第一磁体和第二磁体均绕连接柱157的中心轴线沿周向布置,第一磁体和第二磁体磁性配合,产生沿连接柱157的径向的作用力,使横梁15相对于第二线缆台14沿第一方向(X向)保持平衡,从而保证第一线缆台13和第二线缆台14能够运动同步。
优选地,本发明的实施例中,多个第一磁体依次连接以形成一体结构,多个第二磁体依次连接以形成一体结构。这样设置,能够提高第一磁体和第二磁体之间的磁性作用力,还能够使第一磁体和第二磁体之间的磁性作用力更加集中,从而能够提高补偿装置16克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。
当然,在本申请的替代实施例中,还可以根据实际需要及加工条件,使多个第一磁体间隔布置;多个第二磁体间隔布置。
优选地,本发明的实施例中,第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为沿第一方向间隔设置的板状结构。这样设置能够实现在第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162之间产生使横梁15相对于第二线缆台14沿第一方向(X向)保持平衡的作用力的目的,并且结构简单,便于组装。
当然,在本申请的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为具有容纳腔的绕Z轴设置的多边形结构,比如,四边形结构或者六边形结构等。
如图5和图6所示,本发明的实施例中,磁浮补偿装置还包括与线缆台(具体为第二线缆台14)连接的第一水平磁体结构168和与第一水平磁体结构168相对设置的第二水平磁体结构169,第二水平磁体结构169与横梁15连接,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169均沿水平方向设置且沿竖直方向具有第二磁浮间隙41,沿第一磁体阵列组161的竖直方向,第一磁体阵列组161的至少一端设有第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169。
上述设置中,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间沿竖直方向具有第二磁浮间隙41,通过第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁性配合,能够产生沿竖直方向的作用力,该作用力提供横梁15的部分支撑力,配合横梁15与线缆台(具体为第二线缆台14)之间相连所产生的支撑力,使横梁15相对于第二线缆台14沿竖直方向保持平衡,该作用力用来平衡掉横梁15的部分重力,使横梁15保持平衡。
具体地,本发明的实施例中,沿连接柱157的竖直方向,连接柱157的至少一端设有第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169,其中第一水平磁体结构168与第二线缆台14相连,第二水平磁体结构169与连接柱157相连。连接柱157与横梁15连接,将第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169设置在连接柱157的沿竖直方向的至少一端,可以保证第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的作用力用来平衡横梁15的至少部分重力。
优选地,本发明的实施例中,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169均为板状排列。这样设置,能够提高第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁性作用力,还能够使第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁性作用力更加集中,从而能够更好地平衡掉横梁15的部分重力,使横梁15沿竖直方向保持平衡。
如图5和图6所示,本发明的实施例中,补偿装置16上设有连接框架149,补偿装置16通过连接框架149与第二线缆台14连接,补偿装置16通过连接柱157与横梁15连接;具体地,第一磁体阵列组161和第一水平磁体结构168均通过连接框架149与第二线缆台14连接,连接框架149用于安装固定和支撑第一磁体阵列组161和第一水平磁体结构168。第二磁体阵列组162和第二水平磁体结构169均通过连接柱157与横梁15连接。
如图6所示,本发明的实施例中,连接框架149具有安装腔和与安装腔连通的开口,补偿装置16中各磁体和至少部分连接柱157均位于安装腔内,连接柱157的一端穿出上述开口后与横梁15连接;其中,第一磁体阵列组161和第一水平磁体结构168均与连接框架149连接,第二磁体阵列组162和第二水平磁体结构169均与连接柱157连接。
具体地,本发明的实施例中,如图1和图2所示,线缆台机构包括第一线缆台13、第二线缆台14、横梁15和补偿装置16,第一线缆台13和第二线缆台14连接主支撑框架11,横梁15的一端连接第一线缆台13,横梁15的另一端抵近第二线缆台14,补偿装置16的一端设置在第二线缆台14上,补偿装置16的另一端连接在横梁15上,横梁15通过补偿装置16与第二线缆台14连接。
如图2和图8所示,第一线缆台13包括第一线缆台主板131、第一导向机构133、第一排线137和第一排管138,第一导向机构133包括导轨和滑块,导轨设置在主支撑框架11上,滑块设置在第一线缆台主板131上;上述导轨形成第一线缆台13的第一固定部,上述滑块和第一线缆台主板131形成第一线缆台13的第一活动部;第一排线137和第一排管138的一端均设置在第一线缆台主板131上,第一排线137和第一排管138的另一端均连接在运动平台12上。
第二线缆台14包括第二线缆台主板141、第二导向机构143、第二排线147和第二排管148,第二导向机构143包括导轨和滑块,导轨设置在主支撑框架11上,滑块设置在第二线缆台主板141上;上述导轨形成第二线缆台14的第一固定部,上述滑块和第二线缆台主板141形成第二线缆台14的第一活动部;第二排线147和第二排管148的一端均设置在第二线缆台主板141上,第二排线147和第二排管148的另一端均连接在运动平台12上。
两个驱动结构中的一个包括第一驱动电机132,两个驱动结构中的另一个包括第二驱动电机142,第一驱动电机132包括定子和动子,定子设置在主支撑框架11上,动子设置在第一线缆台主板131上;第二驱动电机142包括定子和动子,定子设置在主支撑框架11上,动子设置在第二线缆台主板141上。
如图8所示,第一驱动电机132的动子线圈阵列通入电流后,与定子磁体阵列作用,引起第一线缆台13沿第一方向(X向)产生长距离位移;与此同时,第二驱动电机142的动子线圈阵列通入电流后,与定子磁体阵列作用,引起第二线缆台14沿第一方向(X向)产生与第一线缆台13同步的长距离位移。
如图5和图6所示,补偿装置16包括磁浮补偿装置,磁浮补偿装置包括第一磁体阵列组161、第二磁体阵列组162、第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169,第一磁体阵列组161和第一水平磁体结构168均设置在第二线缆台主板141上,第二磁体阵列组162和第二水平磁体结构169均设置在横梁主体151上,第一磁体阵列组161与第二磁体阵列组162之间形成第一磁浮间隙42,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间形成第二磁浮间隙41,第二磁浮间隙41为大致沿第三方向(Z向)的垂向间隙,第一磁浮间隙42为大致沿第一方向(X向)的水平向间隙;第一磁体阵列组161与第二磁体阵列组162之间相互作用,产生沿第一方向(X向)的水平向的作用在横梁15上的排斥力,第一水平磁体结构168与第二水平磁体结构169之间相互作用,产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向上的作用在横梁15上的排斥力,其中垂直向上的排斥力主要用来平衡掉横梁15的部分重力,水平向上的排斥力主要用来克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。
第一磁体阵列组161包括多个第一磁体,多个第一磁体中的一部分形成第一左侧磁体阵列1611,多个第一磁体中的另一部分形成第一右侧磁体阵列1612;第一水平磁体结构168包括第一下侧磁体1681和第一上侧磁体1682;第二磁体阵列组162包括多个第二磁体,多个第二磁体中的一部分形成第二左侧磁体阵列1621,多个第二磁体中的另一部分形成第二右侧磁体阵列1622;第二水平磁体结构169包括第二下侧磁体1691和第二上侧磁体1692。其中,第一下侧磁体1681与第二下侧磁体1691之间相互平行且相对,第一上侧磁体1682与第二上侧磁体1692之间相互平行且相对,第一下侧磁体1681与第二下侧磁体1691之间、第一上侧磁体1682与第二上侧磁体1692之间均形成第二磁浮间隙41,第一左侧磁体阵列1611与第二左侧磁体阵列1621之间相互平行且相对,第一右侧磁体阵列1612与第二右侧磁体阵列1622之间相互平行且相对,第一左侧磁体阵列1611与第二左侧磁体阵列1621之间、第一右侧磁体阵列1612与第二右侧磁体阵列1622之间均形成第一磁浮间隙42。
如图5和图6所示,从第二方向(Y向)上看,第一磁体阵列组161、第二磁体阵列组162、第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169呈现出“回”型布局,该“回”型布局的意义在于:第二磁浮间隙41的变化,会引起第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁作用力的变化,主要是第一下侧磁体1681和第二下侧磁体1691与第一上侧磁体1682和第二上侧磁体1692之间的磁作用力的变化,产生一个与第二磁浮间隙41变化方向相反的推力,该推力阻止第二磁浮间隙41的变化,并有推动横梁15沿垂向保持平衡的趋势;第一磁浮间隙42的变化,同样会引起第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162之间的磁作用力的变化,主要是第一左侧磁体阵列1611和第二左侧磁体阵列1621与第一右侧磁体阵列1612和第二右侧磁体阵列1622之间的磁作用力的变化,产生一个与第一磁浮间隙42变化方向相反的推力,该推力阻止第一磁浮间隙42的变化,并有推动横梁15沿水平保持平衡的趋势。
需要说明的是,上述第一下侧磁体1681和第二下侧磁体1691之间的第二磁浮间隙41与第一上侧磁体1682和第二上侧磁体1692之间的第二磁浮间隙41可以相等,也可以不等。
需要注意的是,在附图未示出的替代实施例中,磁浮补偿装置中,第一水平磁体结构168可以不包括图6中的第一上侧磁体1682,第二水平磁体结构169可以不包括图6中的第二上侧磁体1692;这样,从第二方向(Y向)上看,第一磁体阵列组161、第二磁体阵列组162、第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169呈现出“U”型布局,该“U”型布局的意义在于:第二磁浮间隙41的变化,会引起第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁作用力的变化,主要是第一下侧磁体1681和第二下侧磁体1691之间的磁作用力的变化,产生一个与第二磁浮间隙41变化方向相反的推力,该推力阻止第二磁浮间隙41的变化,并有推动横梁15在竖直方向上保持平衡(也就是沿垂向保持平衡)的趋势;第一磁浮间隙42的变化,会引起第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162之间的磁作用力的变化,主要是第一左侧磁体阵列1611和第二左侧磁体阵列1621与第一右侧磁体阵列1612和第二右侧磁体阵列1622之间的磁作用力的变化,产生一个与第一磁浮间隙42变化方向相反的推力,该推力阻止第一磁浮间隙42的变化,并有推动横梁15沿水平保持平衡的趋势。
实施例二
实施例二与实施例一的区别在于:实施例二中,第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为具有容纳腔的绕Z轴设置的筒状结构;第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169均为环状排列。
上述设置中,第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为筒状结构,第二磁体阵列组162位于第一磁体阵列组161的容纳腔内,第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162同轴设置,且第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162之间具有第一磁浮间隙42;第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162磁性配合,通过将第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均设为筒状,使得第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162之间产生的沿径向的作用力更加均匀,这样能够更好地使横梁15相对于第二线缆台14沿径向保持平衡,从而实现通过补偿装置16克服和缓冲来自横梁15的振动冲击以及对横梁15提供部分支撑力的目的。
当然,在本申请的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为具有容纳腔的绕Z轴设置的多边形结构,比如,四边形结构或者六边形结构等。
另外,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169均为环状排列,这样设置,一方面能够提高第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁性作用力,还能够使第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169之间的磁性作用力更加集中,从而能够更好地平衡掉横梁15的部分重力,使横梁15保持平衡;另一方面能够便于布置横梁15、第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169以及连接柱157,方便横梁15与连接柱157之间的连接。
具体地,本发明的实施例中,如图15和图16所示,磁浮补偿装置中,第一磁体阵列组161和第二磁体阵列组162均为筒状阵列,第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169均为环状阵列。
其中,第一磁体阵列组161包括第一筒状磁体阵列1613,第一水平磁体结构168包括第一环形下磁体1683和第一环形上磁体1684,第二磁体阵列组162包括第二筒状磁体阵列1623,第二水平磁体结构169包括第二环形下磁体1693和第二环形上磁体1694,第一筒状磁体阵列1613与第二筒状磁体阵列1623之间大致同轴心,并形成第一磁浮间隙42,第一环形下磁体1683与第二环形下磁体1693之间相互平行且相对,第一环形上磁体1684与第二环形上磁体1694之间相互平行且相对,第一环形下磁体1683与第二环形下磁体1693之间、第一环形上磁体1684与第二环形上磁体1694之间均形成第二磁浮间隙41。
第一筒状磁体阵列1613与第二筒状磁体阵列1623之间的磁体相互作用,产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向上的作用在横梁15的排斥力,以及沿筒状径向的作用在横梁15的排斥力;第一环形下磁体1683与第二环形下磁体1693之间的磁体相互作用,产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向上的作用在横梁15的排斥力,以及沿环形径向的作用在横梁15的排斥力;第一环形上磁体1684与第二环形上磁体1694之间的磁体相互作用,产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向下的作用在横梁15上的排斥力,以及沿环形径向的作用在横梁15上的排斥力。
本发明的实施例中,通过对第一筒状磁体阵列1613、第二筒状磁体阵列1623、第一环形下磁体1683、第二环形下磁体1693、第一环形上磁体1684与第二环形上磁体1694的大小和充磁方向进行控制,可以使第一筒状磁体阵列1613与第二筒状磁体阵列1623之间、第一环形下磁体1683与第二环形下磁体1693之间以及第一环形上磁体1684与第二环形上磁体1694之间均既产生沿第三方向(Z向)的作用力,又产生沿径向的作用力。需要说明的是,上述控制充磁方向的技术为本领域的常规技术,此处不再赘述。
相比较图6的实施例,该实施例中的磁浮补偿装置虽然只是第一磁体阵列组161、第二磁体阵列组162、第一水平磁体结构168和第二水平磁体结构169的排列布局形式的变化,但是通过这种布局形式的改变,增加了沿第二方向(Y向)的水平向的作用在横梁15的排斥力,进一步提高了线缆台机构克服和缓冲来自横梁的振动冲击影响以及对横梁15提供部分支撑力的能力。
需要注意的是,在附图未示出的替代实施例中,磁浮补偿装置的第一水平磁体结构168可以不包括如图15所示的第一环形下磁体1683和/或第一环形上磁体1684,第二水平磁体结构169可以不包括如图15所示的第二环形下磁体1693和/或如图15所示的第二环形上磁体1694,第二线缆台14与横梁15之间依然设置第二磁浮间隙41;第一筒状磁体阵列1613与第二筒状磁体阵列1623之间的磁体相互作用,产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向上的作用在横梁15的排斥力,以及沿筒状径向的作用在横梁15的排斥力;其中的垂直向上的排斥力依然可以用来平衡掉横梁15的部分重力,水平向的排斥力依然可以用来克服和缓冲来自横梁15的振动冲击;因此,对于相关联的实施例,此处不再赘述。
实施例三
实施例三与实施例一的区别在于:实施例三中,补偿装置16包括柔性补偿装置。
如图17至图19所示,本发明的实施例中,柔性补偿装置包括第一弹性结构167,第一弹性结构167的一端与线缆台(具体为第二线缆台14)连接,第一弹性结构167的另一端与横梁15连接,第一弹性结构167沿第一方向布置在线缆台与横梁15之间,第一弹性结构167用于对横梁15施加使两个线缆台同步运动的作用力。
上述设置中,横梁15通过第一弹性结构167与第二线缆台14连接,由于第一弹性结构167沿第一方向(X向)布置,因此,通过第一弹性结构167的弹力作用,可以使横梁15相对于第二线缆台14沿第一方向保持平衡,从而使两个线缆台(即第一线缆台13和第二线缆台14)能够同步运动;第一弹性结构167用来克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。
如图19所示,本发明的实施例中,线缆台机构还包括与横梁15连接的连接柱157,第一弹性结构167通过连接柱157与横梁15连接,连接柱157的沿第一方向的相对两侧均设有第一弹性结构167。
上述设置中,第一弹性结构167通过连接柱157与横梁15连接,设置在第二线缆台14上的连接框架149通过第一弹性结构167与连接柱157连接,通过设置连接柱157,能够更加方便地将第一弹性结构167布置在第二线缆台14与横梁15之间;通过在连接柱157的沿第一方向(X向)的相对两侧均设置第一弹性结构167,能够使第一弹性结构167在连接柱157和连接框架149之间的作用力更加均衡,从而保证横梁15相对于第二线缆台14沿第一方向保持平衡的效果,更好地实现第一弹性结构167用来克服和缓冲来自横梁15的振动冲击的目的。
如图17至图19所示,本发明的实施例中,柔性补偿装置还包括第二弹性结构166,第二弹性结构166的一端与线缆台(具体为第二线缆台14)连接,第二弹性结构166的另一端与横梁15连接,第二弹性结构166沿竖直方向布置在线缆台与横梁15之间,第二弹性结构166用于对横梁15施加使横梁15沿竖直方向保持平衡的作用力。
上述设置中,横梁15通过第二弹性结构166与第二线缆台14连接,由于第二弹性结构166沿竖直方向布置,因此,在第二弹性结构166的弹力作用下,横梁15与第二线缆台14之间具有沿竖直方向的弹性作用力,该弹性作用力与横梁15的部分重力在竖直方向上达到平衡,使横梁15相对于第二线缆台14沿竖直方向保持平衡;通过设置第二弹性结构166可以实现平衡掉横梁15的部分重力,使横梁15保持平衡的目的。
如图19所示,本发明的实施例中,第二弹性结构166通过连接柱157与横梁15连接,连接柱157的沿竖直方向的相对两侧均设有第二弹性结构166。
上述设置中,第二弹性结构166通过连接柱157与横梁15连接,设置在第二线缆台14上的连接框架149通过第二弹性结构166与连接柱157连接,通过设置连接柱157,能够更加方便地将第二弹性结构166布置在第二线缆台14与横梁15之间;通过在连接柱157的沿竖直方向的相对两侧均设置第二弹性结构166,能够使第二弹性结构166在连接柱157和连接框架149之间的作用力更加均衡,从而保证横梁15相对于第二线缆台14沿竖直方向保持平衡的效果,实现通过设置第二弹性结构166来平衡掉横梁15的部分重力,使横梁15沿竖直方向保持平衡的目的。
优选地,本发明的实施例中,第一弹性结构167和第二弹性结构166均为簧片阵列,即第一弹性结构167和第二弹性结构166均由多个簧片沿第二方向(Y向)间隔布置形成。需要说明的是,簧片阵列为本领域的常规技术,此处不再赘述。
具体地,本发明的实施例中,如图17和图18所示,补偿装置16包括柔性补偿装置,柔性补偿装置包括第二弹性结构166和第一弹性结构167,第二弹性结构166的一端设置在第二线缆台主板141上,第二弹性结构166的另一端连接在横梁主体151上,第一弹性结构167的一端设置在第二线缆台主板141上,第一弹性结构167的另一端连接在横梁主体151上,第二弹性结构166与第一弹性结构167之间相互正交布置;第二弹性结构166沿第三方向(Z向)布置,在连接框架149和连接柱157之间形成第一间隙43,并通过预变形产生一个沿第三方向(Z向)的垂直向上的作用在横梁15上的支撑力,第一弹性结构167沿第一方向(X向)布置,在连接框架149和连接柱157之间形成第二间隙44,并通过预变形产生一个沿第一方向(X向)的水平向的作用在横梁15上的推力,其中垂直向上的支撑力主要用来平衡掉横梁15的部分重力,水平向的推力主要用来克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。需要说明的是,第一弹性结构167设置的初始状态也可以没有预变形。
如图18和图19所示,第二弹性结构166包括第一下侧柔性件1661和第一上侧柔性件1662,第一弹性结构167包括第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672;第一下侧柔性件1661与第一上侧柔性件1662之间相互平行布置,第二左侧柔性件1671与第二右侧柔性件1672之间相互平行布置;第一下侧柔性件1661和第一上侧柔性件1662均在连接框架149和连接柱157之间形成第一间隙43,第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672均在连接框架149和连接柱157之间形成第二间隙44;从第二方向(Y向)上看,第二弹性结构166和第一弹性结构167呈现出“回”型布局,该“回”型布局的意义在于:第一间隙43的变化,会引起第二弹性结构166的形变量的变化,主要是第一下侧柔性件1661和第一上侧柔性件1662的形变量的变化,产生一个与第一间隙43变化方向相反的推力,该推力阻止第一间隙43的变化,并有推动横梁15沿垂向保持平衡的趋势;第二间隙44的变化,同样会引起第一弹性结构167的形变量的变化,主要是第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672的形变量的变化,产生一个与第二间隙44变化方向相反的推力,该推力阻止第二间隙44的变化,并有推动横梁15沿水平保持平衡的趋势,以克服和缓冲来自横梁15的振动冲击。
优选地,如图18和图19所示,本发明的实施例中,第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672沿第一方向(X向)对称设置。
优选地,第一下侧柔性件1661、第一上侧柔性件1662、第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672均为簧片阵列,即第一下侧柔性件1661、第一上侧柔性件1662、第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672均由多个簧片沿第二方向(Y向)间隔布置形成。
应当意识到的是,如图18所示,柔性补偿装置中,第二弹性结构166可以不包括第一上侧柔性件1662;因此这样,从第二方向(Y向)上看,第二弹性结构166和第一弹性结构167呈现出“U”型布局,该“U”型布局的意义在于:第一间隙43的变化,会引起第二弹性结构166的形变量的变化,主要是第一下侧柔性件1661的形变量的变化,产生一个与第一间隙43变化方向相反的推力,该推力阻止第一间隙43的变化,并有推动横梁15沿垂向保持平衡的趋势;第二间隙44的变化,会引起第一弹性结构167的形变量的变化,主要是第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672的形变量的变化,产生一个与第二间隙44变化方向相反的推力,该推力阻止第二间隙44的变化,并有推动横梁15沿水平保持平衡的趋势。
实施例四
实施例四与实施例三的区别在于:实施例四中,柔性补偿装置还包括位于第二弹性结构166的至少一侧的第一阻尼机构163和位于第一弹性结构167的至少一侧的第二阻尼机构164,第二阻尼机构164沿第一方向设置在横梁15和线缆台(具体为第二线缆台14)之间;第一阻尼机构163沿竖直方向设置在横梁15和线缆台(具体为第二线缆台14)之间。
上述设置中,第二阻尼机构164用于吸收和消耗掉横梁15和第二线缆台14之间的沿第一方向的部分振动冲击能量,第一阻尼机构163用于吸收和消耗掉横梁15和第二线缆台14之间的沿竖直方向的部分振动冲击能量。
具体地,如图20和图21所示,本发明的实施例中,柔性补偿装置还包括第一阻尼机构163和第二阻尼机构164,第一阻尼机构163和第二阻尼机构164各自的一端分别设置在第二线缆台主板141上,第一阻尼机构163和第二阻尼机构164各自的另一端分别连接在横梁主体151上,第一阻尼机构163与第二阻尼机构164之间相互正交布置。
第一阻尼机构163包括第一下侧阻尼件1631和第一上侧阻尼件1632,第二阻尼机构164包括第二左侧阻尼件1641和第二右侧阻尼件1642,第一下侧阻尼件1631与第一上侧阻尼件1632之间相互平行布置,第二左侧阻尼件1641与第二右侧阻尼件1642之间相互平行布置。
如图20和图21所示,本发明的实施例中,沿第二方向(Y向),第二弹性结构166包括间隔设置的两个第一下侧柔性件1661和间隔设置的两个第一上侧柔性件1662,第一弹性结构167包括间隔设置的两个第二左侧柔性件1671和间隔设置的两个第二右侧柔性件1672;其中,两个第一下侧柔性件1661沿第二方向(Y向)对称设置,两个第一上侧柔性件1662沿第二方向(Y向)对称设置,第二左侧柔性件1671和第二右侧柔性件1672沿第一方向(X向)对称设置。第一下侧阻尼件1631位于两个第一下侧柔性件1661之间,第一上侧阻尼件1632位于两个第一上侧柔性件1662之间,第二左侧阻尼件1641位于两个第二左侧柔性件1671之间,第二右侧阻尼件1642位于两个第二右侧柔性件1672之间。这样设置,分布合理,能够均衡地发挥第二阻尼机构164用于吸收和消耗横梁15和第二线缆台14之间的沿第一方向的部分振动冲击能量、第一阻尼机构163用于吸收和消耗横梁15和第二线缆台14之间的沿竖直方向的部分振动冲击能量的作用。
当然,在本申请的附图未示出的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第一下侧柔性件1661的沿第一方向(X向)的至少一侧设置第一下侧阻尼件1631;或者,使第一上侧柔性件1662的沿第一方向(X向)的至少一侧设置第一上侧阻尼件1632;或者,使第二左侧柔性件1671的沿第三方向(Z向)的至少一侧设置第二左侧阻尼件1641;或者,使第二右侧柔性件1672的沿第三方向(Z向)的至少一侧设置第二右侧阻尼件1642。
如图20和图21所示,从第二方向(Y向)上看,第一阻尼机构163和第二阻尼机构164同样呈现出“回”型布局,该“回”型布局的意义在于:当第一间隙43发生剧烈地和/或较大幅度地变化时,第一阻尼机构163中的第一下侧阻尼件1631和第一上侧阻尼件1632会随之变化,并吸收和消耗掉部分振动冲击能量;当第二间隙44发生剧烈地和/或较大幅度地变化时,第二阻尼机构164中的第二左侧阻尼件1641和第二右侧阻尼件1642会随之变化,并吸收和消耗掉部分振动冲击能量。
应当意识到的是,如图20所示,柔性补偿装置中,第一阻尼机构163可以不包括第一上侧阻尼件1632;这样,从第二方向(Y向)上看,第一阻尼机构163和第二阻尼机构164呈现出“U”型布局,当第一间隙43发生剧烈地和/或较大幅度地变化时,则由第一下侧阻尼件1631吸收和消耗掉部分振动冲击能量;当第二间隙44发生剧烈地和/或较大幅度地变化时,第二阻尼机构164中的第二左侧阻尼件1641和第二右侧阻尼件1642会随之变化,并吸收和消耗掉部分振动冲击能量。
相比较图18所示的实施例,该实施例中的柔性补偿装置多了第一阻尼机构163和第二阻尼机构164,分别增加了第二弹性结构166在第三方向(Z向)和第一弹性结构167在第一方向(X向)上的抗振动冲击的能力,进一步提高了线缆台机构克服和缓冲来自横梁的振动冲击影响以及对横梁15提供部分支撑力的能力。
实施例五
实施例五与实施例三或实施例四的区别在于:实施例五中,第一弹性结构167相对于横梁15在水平面内可转动地设置。通过上述设置,提高了柔性补偿装置在第三方向(Z向)的转轴方向上的解耦能力,消除了第二线缆台14与横梁15之间因装配等原因导致的在Rz上产生的偏转误差的影响,同时降低了第一弹性结构167因承受第三方向偏转力矩所造成的使用寿命折损情况的发生几率。
如图22所示,本发明的实施例中,补偿装置16还包括转动结构165,第一弹性结构167通过转动结构165与横梁15可转动地连接;转动结构165包括轴承或轴套。
通过设置转动结构165,实现了第一弹性结构167相对于横梁15在水平面内可转动地设置的目的;轴承或轴套来源广泛,便于组装,容易实现第一弹性结构167相对于横梁15转动的目的,适应性强。
如图22所示,本发明的实施例中,转动结构165位于第一弹性结构167和横梁15之间。第一弹性结构167通过转动结构165与横梁15连接,将转动结构165设置在第一弹性结构167和横梁15之间,有助于简化结构,使结构布置更加合理和紧凑。
具体地,本发明的实施例中,如图22所示,补偿装置16还包括转动结构165,转动结构165的一端连接第一弹性结构167和第二弹性结构166,转动结构165的另一端连接在横梁主体151上。
转动结构165包括第一轴承副1651和第二轴承副1652,第一轴承副1651连接在第二弹性结构166和第一弹性结构167上,第二轴承副1652连接在横梁主体151上,第一轴承副1651与第二轴承副1652之间可以沿第三方向(Z向)发生相对转动。
相比较图18实施例,该实施例中的补偿装置16多了转动结构165,提高了补偿装置16在第三方向(Z向)的转轴方向上的解耦能力,消除第二线缆台主板141与横梁主体151之间因装配等原因导致的在第三方向(Z向)上产生的偏转误差的影响;尤其是当横梁15受到来自运动平台12的振动冲击的时候,横梁主体151不可避免地与第二线缆台主板141之间存在着沿第三方向(Z向)的位置偏转,因此由转动结构165进行Rz上的解耦,降低第二弹性结构166和第一弹性结构167因承受Rz偏转力矩所造成的使用寿命折损情况的发生几率。
需要注意的是,在本申请的附图未示出的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第一弹性结构167通过转动结构165与第二线缆台14可转动地连接。当第一弹性结构167通过转动结构165与第二线缆台14可转动地连接时,第一弹性结构167位于转动结构165和横梁15之间。使补偿装置16的转动结构165的一端连接在第二弹性结构166上,转动结构165的另一端可以连接第二线缆台主板141上,即第一轴承副1651连接在第二线缆台主板141上,第二轴承副1652连接在第二弹性结构166和第一弹性结构167上;相比前述内容,只是转动结构165与第二弹性结构166和第一弹性结构167的相对位置布局的区别,转动结构165依然用来提高补偿装置16在第三方向(Z向)的转轴方向上的解耦能力;因此,对于相关联的实施例,此处不再赘述。
实施例六
如图1、图2、图7和图8所示,本发明的实施例中,移动装置10包括主支撑框架11、线缆台机构、运动平台12和第三驱动结构122,其中,线缆台机构可以为上述实施例一至实施例五中任一个实施例中的线缆台机构;主支撑框架11形成待安装部件,至少部分线缆台相对于主支撑框架11沿第一方向可移动地设置;第三驱动结构122设置在主支撑框架11上,第三驱动结构122与运动平台12驱动连接,以使至少部分运动平台12相对于主支撑框架11沿第一方向可移动地设置。
上述设置中,线缆台机构、运动平台12和第三驱动结构122均设置在主支撑框架11,主支撑框架11用于安装和支撑线缆台机构、运动平台12和第三驱动结构122;第三驱动结构122用于驱动运动平台12,使至少部分运动平台12相对于主支撑框架11沿第一方向可移动;由于至少部分线缆台和至少部分运动平台12均相对于主支撑框架11沿第一方向可移动,因此,当至少部分运动平台12相对于主支撑框架11沿第一方向移动时,至少部分线缆台可以跟随至少部分运动平台12一起相对于主支撑框架11沿第一方向移动,这样,线缆台的线束一起跟随至少部分运动平台12移动,从而实现线缆台拖曳线缆跟随运动平台12进行位置移动的目的。
本发明能够解决现有技术中因悬臂过长造成质心偏置所导致的线缆台的出力不均匀和克服质心偏置所必需很大的偏转力矩问题。
需要说明的是,本申请的技术方案中,移动装置10包括本申请的线缆台机构,因此,本申请的移动装置10也具有本申请的线缆台机构的上述优点,此处不再赘述。
如图7所示,本发明的实施例中,移动装置还包括第四驱动结构,运动平台12包括运动平台主板121,第三驱动结构122与运动平台主板121驱动连接,使运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第一方向可移动地设置,第四驱动结构与运动平台主板121驱动连接,使运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第二方向可移动地设置;两个线缆台的线束分别与运动平台主板121的沿第二方向的相对两侧连接。
上述设置中,第三驱动结构122驱动运动平台主板121,使运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第一方向可移动,第四驱动结构驱动运动平台主板121,使运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第二方向移动;两个线缆台的线束分别与运动平台主板121的沿第二方向的相对两侧连接,这样设置,可以对线束进行合理布局,避免线束中各管线之间相互干扰的问题;两个线缆台的线束分别跟随运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第一方向和/或第二方向移动。
优选地,本发明的实施例中,第三驱动结构122和第四驱动结构为集成的一体结构。也就是说,可以采用同一驱动结构(比如,磁浮平面电机)既作为第三驱动结构122又作为第四驱动结构,由上述同一驱动结构驱动运动平台主板121,使运动平台主板121既能够相对于主支撑框架11沿第一方向移动,又能够相对于主支撑框架11沿第二方向移动。需要说明的是,磁浮平面电机为本领域的现有技术,此处不再赘述。当然,在本申请的附图未示出的替代实施例中,还可以根据实际需要,使第三驱动结构122和第四驱动结构为分别独立的两个结构。
现有技术中,通常的跟随运动平台运动的线缆台都是单侧配置的,虽然节约空间,但是造成了线缆台与运动平台之间的安全限位作用的减弱。通过在线缆台的相对两侧均设置悬臂以起到安全限位作用的设计,虽然一定程度上弥补了安全限位作用的不足,但是悬臂占用了运动平台的功能性区间,影响实际的可操作性。
如图3和图4所示,本发明的实施例中,移动装置10还包括横梁导向结构,横梁15包括横梁主体151,横梁导向结构包括沿第二方向固定设置于横梁主体151的第二固定部154和与第二固定部154滑动配合的第二活动部155,运动平台主板121与第二活动部155连接。
上述设置中,横梁导向结构用于对运动平台主板121的相对于主支撑框架11沿第二方向的移动进行导向,防止运动平台主板121偏斜或转动;横梁主体151用于安装和支撑第二固定部154;第二活动部155与运动平台主板121连接,并可相对于第二固定部154滑动,因此,在运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第二方向移动的过程中,第二活动部155与第二固定部154滑动配合,可以实现横梁导向结构对运动平台主板121的导向作用。
本发明能够解决现有技术中单侧线缆台对运动平台的安全限位作用弱的问题。
如图3所示,本发明的实施例中,横梁导向结构为导轨滑块结构,第二固定部154为导向槽,第二活动部155包括至少一个与导向槽滑动配合的导向块。导向块与运动平台主板121连接,通过导向块与导向槽的滑动配合,可以实现横梁导向结构对运动平台主板121的导向作用。
如图3、图4和图7所示,本发明的实施例中,运动平台主板121的沿第二方向的两端均与第二活动部155连接。这样设置,能够提高横梁导向结构对运动平台主板121的导向效果,保证运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第二方向稳定地移动。
如图3所示,本发明的实施例中,横梁导向结构还包括均与横梁主体151连接的两个限位件,两个限位件分别设置在第二固定部154的沿第二方向的相对两端,以对第二活动部155相对于第二固定部154滑动的极限位置进行限定。
上述设置中,两个限位件用于限定第二活动部155的移动范围,以及用于缓冲来自运动平台主板121在第二方向(Y向)上的冲程撞击。
如图1和图2所示,本发明的实施例中,两个线缆台分别设置在主支撑框架11的沿第二方向的相对两侧。这样设置,方便布置和拆装线缆台。
具体地,本发明的实施例中,本实施例的双线缆台及移动装置10包括主支撑框架11、线缆台机构和运动平台12,线缆台机构可以相对主支撑框架11产生位移,运动平台12可以相对双线缆台和主支撑框架11产生位移。
如图1、图2和图8所示,主支撑框架11包括第一平面21和第二平面22,第一平面21和第二平面22平行于第一方向(X向)和第三方向(Z向)且沿第一方向(X向)线性延伸;在本实施例中,第一平面21与第二平面22相互平行且相背,并分别正交于第二方向(Y向)。
第一线缆台13包括第一线缆台主板131、第一导向机构133、第一排线137和第一排管138,第一导向机构133包括导轨和滑块,导轨设置在主支撑框架11的第一平面21上,滑块设置在第一线缆台主板131上,第一排线137和第一排管138的一端均设置在第一线缆台主板131上,第一排线137和第一排管138的另一端均连接在运动平台12上;第二线缆台14包括第二线缆台主板141、第二导向机构143、第二排线147和第二排管148,第二导向机构143包括导轨和滑块,导轨设置在主支撑框架11的第二平面22上,滑块设置在第二线缆台主板141上,第二排线147和第二排管148的一端均设置在第二线缆台主板141上,第二排线147和第二排管148的另一端均连接在运动平台12上。
两个驱动结构中的一个包括第一驱动电机132,两个驱动结构中的另一个包括第二驱动电机142,第一驱动电机132包括定子和动子,定子设置在主支撑框架11的第一平面21上,动子设置在第一线缆台主板131上;第二驱动电机142包括定子和动子,定子设置在主支撑框架11的第二平面22上,动子设置在第二线缆台主板141上。
如图3和图4所示,横梁15包括横梁主体151,横梁导向结构包括第三导向机构152和限位机构153,横梁主体151的一端设置在第一线缆台主板131上,另一端抵近于第二线缆台主板141,第三导向机构152包括第二固定部154和两个第二活动部155,第二固定部154为导向槽,第二活动部155包括第一导向块1551和第二导向块1552,第一导向块1551和第二导向块1552均位于导向槽内,导向槽设置在横梁主体151上且沿第二方向(Y向)线性延伸,第一导向块1551和第二导向块1552均与运动平台12连接且分别位于运动平台主板121的沿第二方向(Y向)的两端,限位机构153包括第一限位件1561和第二限位件1562,第一限位件1561和第二限位件1562均设置在横梁主体151上,且分别布置在导向槽的沿第二方向(Y向)的两端。
如图4所示,第二固定部154除了对运动平台主板121具有沿第二方向(Y向)的导向作用外,还具有第三方向(Z向)的安全限位的作用;第一导向块1551和第二导向块1552均呈倒T型,第二固定部154设置成对应的倒T型的卡槽结构(优选地,第二固定部154为设置在横梁主体151上的呈倒T型的卡槽),这样,第一导向块1551和第二导向块1552均与第二固定部154配合,除了对运动平台主板121具有沿第二方向(Y向)的导向作用外,还起到第一方向(X向)的防翻滚和第三方向(Z向)的防偏摆的作用;第一限位件1561和第二限位件1562主要作用是限定第一导向块1551和第二导向块1552的移动范围,以及缓冲来自运动平台12在第二方向(Y向)上的冲程撞击。
如图7和图8所示,运动平台12包括运动平台主板121,移动装置10还包括第三驱动结构122(第三驱动结构122为驱动电机),运动平台主板121连接第一导向块1551和第二导向块1552,第一导向块1551和第二导向块1552分别设置在运动平台12的沿第二方向(Y向)上的两端,第一导向块1551和第二导向块1552之间的跨距等于或大致等于运动平台主板121在第二方向(Y向)上的尺寸,第三驱动结构122包括定子和动子,定子设置在主支撑框架11上且沿第一方向(X向)及第二方向(Y向)线性延伸,动子设置在运动平台主板121上,使运动平台主板121相对于主支撑框架11沿第一方向和第二方向均可移动。
由于第一导向块1551和第二导向块1552之间的跨距相当的大,使得运动平台12在第一方向(X向)的翻滚角度大幅地减小,从而使得运动平台12在移动过程中,在Rx上的安全限位更加的有保障;同样的,由于第一导向块1551和第二导向块1552之间的跨距相当的大,使得运动平台12在第三方向(Z向)的偏摆角度大幅地减小,从而使得运动平台12在移动过程中,在Rz上的安全限位更加的有保障。
第三驱动结构122的线圈阵列通入电流后,与磁体阵列相互作用,能够引起运动平台12相对主支撑框架11沿第一方向(X向)和第二方向(Y向)上均产生长距离位移。
在第三驱动结构122的作用下,运动平台12相对线缆台机构沿第一方向(X向)和第二方向(Y向)上均产生长距离位移;在第一驱动电机132和第二驱动电机142的作用下,第一线缆台13和第二线缆台14在第二方向(Y向)上保持位置投影完全重合或大致重合,且跟随运动平台12沿第一方向(X向)移动。
移动装置10还包括功率放大器,用来驱动第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机的线圈阵列的电流,以和磁体阵列作用,至少可以引起线缆台机构产生大致沿第一方向上的长距离位移,以及引起运动平台产生沿第一方向和第二方向上的长距离位移。
第一线缆台13和第二线缆台14在跟随运动平台12沿第一方向(X向)移动的时候,两者在第一方向(X向)上不可避免地存在着位置的微小差异,由于补偿装置16的存在,这微小的位置差异则由第一磁浮间隙42或第二间隙44来进行容纳和补偿;因此,补偿装置16既起到缓冲对横梁15的冲击的作用,又起到对第一线缆台13和第二线缆台14进行位置解耦的作用。
如图1、图2和图8所示,第一线缆台13还包括沿第一方向并排设置的第一排线137和第一排管138,第一排线137和第一排管138的一端均设置在第一线缆台主板131上,第一排线137和第一排管138的另一端均连接在运动平台12上,第二线缆台14还包括沿第一方向并排设置的第二排线147和第二排管148,第二排线147和第二排管148的一端均设置在第二线缆台主板141上,第二排线147和第二排管148的另一端均连接在运动平台12上;从第一方向(X向)上看,第一排线137和第一排管138与第二排线147和第二排管148相对于运动平台12呈大致镜像关系布置(大致对称),采用这样布局的好处在于:一方面,运动平台12的沿第二方向(Y向)的两侧受排线排管的重量的影响,基本保持在一个大致平衡的状态,可以保证运动平台12的运动质心与第三驱动结构122的出力点中心大致在第三方向(Z向)上重合,另一方面,运动平台12的沿第二方向(Y向)的两侧受排线排管的线缆力的影响,基本保持在一个大致平衡的状态,可以保证运动平台12在沿第二方向(Y向)移动的时候降低附加偏转转矩的影响。
实施例七
实施例七与实施例六的区别在于:实施例七中,主支撑框架11具有底壁,两个线缆台沿第二方向间隔设置在底壁上,即底壁替代了实施例六中主支撑框架11的相对两侧。其中,两个线缆台均还包括与第一活动部连接的第三磁体和设置在主支撑框架11上的导磁体,第三磁体和导磁体磁性配合,以向第一活动部施加使第一活动部靠近主支撑框架11的作用力。
上述设置中,第一固定部与主支撑框架11连接,第一活动部与第一固定部滑动配合,使第一活动部带动横梁15和线束相对于主支撑框架11沿第一方向可移动;由于线缆台采用倒装方式(比如,运动部件在导轨的下方为倒装方式)安装在主支撑框架11的底壁上,而通常使用螺栓方式连接,该连接方式在没有螺栓固定的地方会存在间隙,因此,在重力的作用下,第一固定部与底壁有间隙的地方容易产生向下的弯曲变形,降低第一活动部相对于第一固定部滑动的运动精度和稳定性;通过第三磁体和导磁体之间的磁性配合,由磁场作用产生的吸引力,一部分用来抵消线缆台自身的部分重力,另一部分用来牢牢地将第一固定部压紧和贴合在主支撑框架11的底壁上;从而避免由于线缆台自身的重力直接作用在第一固定部上,造成第一固定部或第一活动部受垂直向下的重力作用产生向下弯曲变形,干扰线缆台的运动精度和稳定性的问题。
具体地,本发明的实施例中,如图9和图10所示,主支撑框架11还包括第三平面23和第四平面24,第三平面23和第四平面24平行于第一方向(X向)和第二方向(Y向)且沿第一方向(X向)线性延伸;在本实施例中,第三平面23与第四平面24相互平行且共面,并分别正交于第三方向(Z向),主支撑框架11的底壁包括第三平面23和第四平面24。
如图9至图12所示,第一驱动电机132的定子设置在主支撑框架11的第三平面23上,第一驱动电机132的动子设置在第一线缆台主板131上,第一线缆台13的第一导向机构133的导轨设置在主支撑框架11的第三平面23上,第一导向机构133的滑块设置在第一线缆台主板131上。
第一线缆台13还包括第三磁体阵列组134和第一导磁体135,第一线缆台13的第三磁体包括第三磁体阵列组134,第一线缆台13的导磁体包括第一导磁体135;第三磁体阵列组134设置在第一线缆台主板131上,第一导磁体135设置在主支撑框架11的第三平面23上,第三磁体阵列组134与第一导磁体135在第三平面23上的投影有交集;在本实施例中,第三磁体阵列组134与第一导磁体135在第三平面23上的投影有较大的交集甚至重合。
第一导向机构133的导轨和第一导磁体135并排设置在主支撑框架11的第三平面23上,第一导向机构133的滑块和第三磁体阵列组134并排设置在第一线缆台主板131上,第一导向机构133的导轨和第一导向机构133的滑块滑动配合,第一导磁体135和第三磁体阵列组134磁力配合。
第三磁体阵列组134和第一导磁体135之间,由磁场作用产生的吸引力,一部分用来抵消第一线缆台13自身的部分重力,另一部分用来牢牢地将第一导向机构133的滑块压紧和贴合在第一导向机构133的导轨上;从而避免由于第一线缆台13自身的重力直接作用在第一导向机构133的导轨上,造成导轨受垂直向下的重力作用产生向下弯曲变形,干扰第一线缆台13的运动精度和稳定性。
如图9至图12所示,第二驱动电机142的定子设置在主支撑框架11的第四平面24上,第二驱动电机142的动子设置在第二线缆台主板141上,第二线缆台14的第二导向机构143的导轨设置在主支撑框架11的第四平面24上,第二导向机构143的滑块设置在第二线缆台主板141上。
第二线缆台14还包括第四磁体阵列组144、第二导磁体145,第二线缆台14的第三磁体包括第四磁体阵列组144,第二线缆台14的导磁体包括第二导磁体145;第四磁体阵列组144设置在第二线缆台主板141上,第二导磁体145设置在主支撑框架11的第四平面24上,第四磁体阵列组144与第二导磁体145在第四平面24上的投影有交集;在本实施例中,第四磁体阵列组144与第二导磁体145在第四平面24上的投影有较大的交集甚至重合。
第二导向机构143的导轨和第二导磁体145并排设置在主支撑框架11的第四平面24上,第二导向机构143的滑块和第四磁体阵列组144并排设置在第二线缆台主板141上,第二导向机构143的导轨和第二导向机构143的滑块滑动配合,第二导磁体145和第四磁体阵列组144磁力配合。
第四磁体阵列组144和第二导磁体145之间,由磁场作用产生的吸引力,一部分用来抵消第二线缆台14自身的部分重力,另一部分用来牢牢地将第二导向机构143的滑块压紧和贴合在第一导向机构133的导轨上;从而避免由于第二线缆台14自身的重力直接作用在第二导向机构143的导轨上,造成导轨受垂直向下的重力作用产生向下弯曲变形,干扰第二线缆台14的运动精度和稳定性。
相比较图2实施例,该实施例中的线缆台机构安装在主支撑框架11的底部,还增加了第三磁体阵列组134和第一导磁体135与第四磁体阵列组144和第二导磁体145;该实施例中,线缆台机构采用在主支撑框架11的底部倒装的安装方式,分别通过第三磁体阵列组134和第一导磁体135之间与第四磁体阵列组144和第二导磁体145之间的磁吸力加载的方式,来将第一导向机构133的滑块压紧和贴合在第一导向机构133的导轨上,以及将第二导向机构143的滑块压紧和贴合在第二导向机构143的导轨上,这样做的好处在于:一方面,从第一方向(X向)上看,使第一驱动电机132和第二驱动电机142的出力点更靠近第一线缆台13、第二线缆台14和横梁15共同形成的重心位置(也就是第一线缆台13、第二线缆台14和横梁15的质心),降低因质心偏置导致的偏置力矩的要求,另一方面,提高对主支撑框架11的底部空间的利用率,降低对主支撑框架11的侧面空间的占用。
实施例八
实施例八与实施例七的区别在于:实施例八中,线缆台还包括与底壁连接的线缆台基板,线缆台的第一固定部安装在线缆台基板上;但线缆台不包含第三磁体阵列组134和第一导磁体135以及第四磁体阵列组144和第二导磁体145。
上述设置中,线缆台采用正装方式(比如,运动部件在导轨的上方为正装方式)安装在主支撑框架11的底壁上,通过线缆台自身的重力来将第一活动部与第一固定部压紧,这样做的好处在于:一方面,线缆台可以在离线组装完毕后,再通过将线缆台基板悬挂安装在主支撑框架11的平面底壁上,实现将线缆台安装至主支撑框架11的目的;另一方面,对线缆台进行维护的时候,通过拆卸线缆台基板即可轻松地从主支撑框架11上移出线缆台;方便安装和拆卸,提高组装效率。
具体地,本发明的实施例中,如图13和图14所示,第一线缆台13还包括第一线缆台基板136,第一线缆台基板136沿第一方向(X向)线性延伸,且设置在主支撑框架11的第三平面23上,第一驱动电机132的定子设置在第一线缆台基板136上,第一导向机构133的导轨设置在第一线缆台基板136上。
第二线缆台14还包括第二线缆台基板146,第二线缆台基板146沿第一方向(X向)线性延伸,且设置在主支撑框架11的第四平面24上,第二驱动电机142的定子设置在第二线缆台基板146上,第二导向机构143的导轨设置在第二线缆台基板146上。
相比较图9实施例,该实施例中的线缆台机构增加了第一线缆台基板136和第二线缆台基板146,但不包含第三磁体阵列组134和第一导磁体135以及第四磁体阵列组144和第二导磁体145;该实施例中,线缆台机构采用在主支撑框架11的底部正装的安装方式,通过第一线缆台13和第二线缆台14自身的重力来压紧第一导向机构133和第二导向机构143,这样做的好处在于:一方面,第一线缆台13和第二线缆台14可以离线组装完毕后,再通过第一线缆台基板136和第二线缆台基板146悬挂安装在主支撑框架11的第三平面23和第四平面24上,另一方面,对线缆台进行维护的时候,通过拆卸第一线缆台基板136和第二线缆台基板146即可轻松移出线缆台组件;方便安装和拆卸,提高工作效率。
本发明公开了一种线缆台机构及移动装置,线缆台机构为双线缆台,移动装置包括主支撑框架、线缆台机构和运动平台。线缆台机构包括第一线缆台、第二线缆台、横梁、补偿装置和驱动结构,第一线缆台包括第一线缆台主板和第一导向机构,第二线缆台包括第二线缆台主板和第二导向机构,两个驱动结构中的一个包括第一驱动电机,两个驱动结构中的另一个包括第二驱动电机,第一线缆台和第二线缆台均连接在主支撑框架上,并分别在第一驱动电机和第二驱动电机的驱动作用下,在第一导向机构和第二导向机构的导向作用下,沿第一方向产生位移,横梁一端连接第一线缆台,另一端连接补偿装置,补偿装置一端连接第二线缆台,另一端连接横梁。横梁包括横梁主体,第三导向机构一端配置在横梁上,另一端连接在运动平台,运动平台包括运动平台主板,移动装置还包括与运动平台主板驱动连接的第三驱动电机。本发明提供的双线缆台采用紧密且精密的联动驱动控制方式,为了保证位移的平稳和流畅,双线缆台、横梁之间设置磁浮补偿装置或者采用柔性连接的方式进行重力补偿、解耦和缓冲,运动平台的两侧同时布置排线排管,分别由两侧的线缆台拖曳着跟随运动平台移动。
本发明提供的技术方案,通过双线缆台驱动横梁的方式,加长了横梁导向槽的尺寸,增大了运动平台的两个限位件之间的跨距,相比现有技术,进一步限制了运动平台在第一方向(X向)和第三方向(Z向)上的转动范围,提高了横梁的安全限位能力。
与现有技术相比,本发明的技术方案中,横梁的长度更长,并且横梁的两端分别连接或支持于一个线缆台;本发明提供的技术方案,通过双线缆台连接和支持横梁的方式,由双线缆台在两端共同承担横梁的重力,相比现有技术,极大地降低了因横梁单端连接所带来的质心偏置和偏转力矩问题,提高了线缆台机构受力的均匀性;另外通过补偿装置,既实现了对双线缆台之间的位移解耦,同时也保证了双线缆台对横梁的连接或支持刚度。
与现有技术相比,本发明的技术方案中,运动平台的排线排管分别由两侧同时布局,并分别由每侧的线缆台进行拖曳;本发明提供的技术方案,通过双线缆台分别从运动平台的两侧拖曳排线和排管,相比现有技术,既解决了排线排管紧凑布局的相互干扰问题,同时又能够尽可能地平衡掉两侧排线排管的线缆力的影响,以及消除由线缆力所带来的偏转力矩的干扰问题。
本发明提供的线缆台机构及移动装置,可以应用于自动化装备的运动台系统(比如光刻设备或者检测装置等),可以根据实际行程和控制策略规划的需求,调整双线缆台和主支撑框架的相对位置和空间尺寸布局等。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:第一线缆台和第二线缆台通过横梁连接,第一线缆台和第二线缆台分别位于横梁的两端并用于支撑横梁,第一线缆台和第二线缆台共同作用支撑横梁,可以防止线缆台机构的质心发生偏离,从而可以避免由于横梁较长,导致线缆台机构的质心偏离严重的问题,进而可以使线缆台的电机无需提供很大的偏转力矩,做功较小,产生的热量较少,在短时间内即可稳定,保证线缆台机构的定位精度、反应速度和跟随效率。通过在第二方向上间隔设置第二线缆台和第一线缆台,可以将线束分成两部分进行布置,一部分与第一线缆台连接,另一部分与第二线缆台连接,从而可以避免线束中各管线之间相互干扰的问题,并可以使线束的布局更加合理。至少部分第一线缆台相对于待安装部件沿第一方向可移动,至少部分第二线缆台相对于待安装部件沿第一方向可移动;由于第一线缆台和第二线缆台均包括线束,因此,第一线缆台的线束可以随第一线缆台沿第一方向移动,第二线缆台的线束可以随第二线缆台沿第一方向移动,从而可以实现第一线缆台带动线束移动,以及第二线缆台带动线束移动的目的;由于第一线缆台通过横梁与第二线缆台连接,因此,通过设置横梁可以使第一线缆台和第二线缆台同步运动,从而使第一线缆台的线束与第二线缆台的线束同步运动,满足实际生产要求。在实际生产过程中,发明人发现存在第一线缆台和第二线缆台的运动不同步的问题,由于第一线缆台和第二线缆台之间设有横梁,因此容易对第一线缆台或第二线缆台造成振动冲击;为了克服和缓冲来自横梁的振动冲击,本发明的实施例中,在横梁和第二线缆台之间设置了补偿装置,补偿装置用于对横梁施加使第一线缆台和第二线缆台运动同步的作用力,进而可以解决第一线缆台和第二线缆台运动不同步的问题,补偿装置能够克服和缓冲来自横梁的振动冲击以及对横梁提供部分支撑力。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种线缆台机构,其特征在于,包括:
两个线缆台,均安装在待安装部件上,所述线缆台的至少部分相对于所述待安装部件沿第一方向可移动地设置,两个所述线缆台沿第二方向间隔设置,所述第二方向与所述第一方向之间具有夹角,所述线缆台包括线束;
横梁(15),两个所述线缆台通过所述横梁(15)连接,以使两个所述线缆台同步运动;以及
补偿装置(16),用于对所述横梁(15)施加使两个所述线缆台同步运动的作用力,至少一个所述线缆台与所述横梁(15)之间设有所述补偿装置(16);
所述补偿装置(16)包括磁浮补偿装置,所述磁浮补偿装置包括与所述线缆台连接的第一磁体阵列组(161)以及与所述横梁(15)连接的第二磁体阵列组(162),所述第一磁体阵列组(161)与所述第二磁体阵列组(162)均沿Z轴延伸且在垂直于所述Z轴的水平面内间隔设置并相互作用,且为所述横梁(15)提供沿所述第一方向运动的作用力,其中,所述Z轴为竖直方向,所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述Z轴;或者,
所述补偿装置(16)包括柔性补偿装置,所述柔性补偿装置包括第一弹性结构(167),所述第一弹性结构(167)的一端与所述线缆台连接,所述第一弹性结构(167)的另一端与所述横梁(15)连接,所述第一弹性结构(167)沿所述第一方向布置在所述线缆台与所述横梁(15)之间,所述第一弹性结构(167)用于对所述横梁(15)施加使两个所述线缆台同步运动的作用力;所述柔性补偿装置还包括第二弹性结构(166),所述第二弹性结构(166)的一端与所述线缆台连接,所述第二弹性结构(166)的另一端与所述横梁(15)连接,所述第二弹性结构(166)沿竖直方向布置在所述线缆台与所述横梁(15)之间,所述第二弹性结构(166)用于对所述横梁(15)施加使所述横梁(15)沿竖直方向保持平衡的作用力。
2.根据权利要求1所述的线缆台机构,其特征在于,所述线缆台机构还包括与两个所述线缆台对应设置的两个驱动结构,两个所述线缆台均包括与所述待安装部件连接的第一固定部和与所述第一固定部滑动配合的第一活动部,所述第一活动部相对于所述第一固定部沿所述第一方向可移动地设置,所述驱动结构与所述第一活动部驱动连接,所述横梁(15)与所述第一活动部连接。
3.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,所述横梁(15)上设有连接柱(157),所述第一磁体阵列组(161)包括沿所述连接柱(157)周向布置的多个第一磁体,所述第二磁体阵列组(162)包括沿所述连接柱(157)周向布置的多个第二磁体,多个所述第一磁体与多个所述第二磁体对应设置,所述第一磁体和与之对应的所述第二磁体之间具有第一磁浮间隙(42),所述第一磁体与所述线缆台连接,所述第二磁体与所述连接柱(157)连接。
4.根据权利要求3所述的线缆台机构,其特征在于,多个所述第一磁体间隔布置或者依次连接以形成一体结构;多个所述第二磁体间隔布置或者依次连接以形成一体结构。
5.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,所述第一磁体阵列组(161)和所述第二磁体阵列组(162)均为具有容纳腔的绕所述Z轴设置的筒状结构或者绕所述Z轴设置的多边形结构或者沿第一方向间隔设置的板状结构。
6.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,所述磁浮补偿装置还包括与所述线缆台连接的第一水平磁体结构(168)和与所述第一水平磁体结构(168)相对设置的第二水平磁体结构(169),所述第二水平磁体结构(169)与所述横梁(15)连接,所述第一水平磁体结构(168)和所述第二水平磁体结构(169)均沿水平方向设置且沿竖直方向具有第二磁浮间隙(41),沿所述第一磁体阵列组(161)的竖直方向,所述第一磁体阵列组(161)的至少一端设有所述第一水平磁体结构(168)和所述第二水平磁体结构(169)。
7.根据权利要求6所述的线缆台机构,其特征在于,所述第一水平磁体结构(168)和所述第二水平磁体结构(169)均为板状排列或者环状排列。
8.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,
所述线缆台机构还包括与所述横梁(15)连接的连接柱(157),所述第一弹性结构(167)通过所述连接柱(157)与所述横梁(15)连接,所述连接柱(157)的沿所述第一方向的相对两侧均设有所述第一弹性结构(167);和/或,
所述柔性补偿装置还包括位于所述第一弹性结构(167)的至少一侧的第二阻尼机构(164),所述第二阻尼机构(164)沿第一方向设置在所述横梁(15)和所述线缆台之间。
9.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,
所述线缆台机构还包括与所述横梁(15)连接的连接柱(157),所述第二弹性结构(166)通过所述连接柱(157)与所述横梁(15)连接,所述连接柱(157)的沿竖直方向的相对两侧均设有所述第二弹性结构(166);和/或,
所述柔性补偿装置还包括位于所述第二弹性结构(166)的至少一侧的第一阻尼机构(163),所述第一阻尼机构(163)沿竖直方向设置在所述横梁(15)和所述线缆台之间。
10.根据权利要求1或2所述的线缆台机构,其特征在于,所述第一弹性结构(167)相对于所述横梁(15)在水平面内可转动地设置。
11.根据权利要求10所述的线缆台机构,其特征在于,所述补偿装置(16)还包括转动结构(165),所述第一弹性结构(167)通过所述转动结构(165)与所述横梁(15)或所述线缆台可转动地连接;所述转动结构(165)包括轴承或轴套。
12.根据权利要求11所述的线缆台机构,其特征在于,
当所述第一弹性结构(167)通过所述转动结构(165)与所述横梁(15)可转动地连接时,所述转动结构(165)位于所述第一弹性结构(167)和所述横梁(15)之间;或者,
当所述第一弹性结构(167)通过所述转动结构(165)与所述线缆台可转动地连接时,所述第一弹性结构(167)位于所述转动结构(165)和所述横梁(15)之间。
13.一种移动装置,其特征在于,包括主支撑框架(11)、线缆台机构、运动平台(12)和第三驱动结构(122),其中,所述线缆台机构为权利要求1至12中任一项所述的线缆台机构;
所述主支撑框架(11)形成所述待安装部件,至少部分所述线缆台相对于所述主支撑框架(11)沿所述第一方向可移动地设置;
所述第三驱动结构(122)设置在所述主支撑框架(11)上,所述第三驱动结构(122)与所述运动平台(12)驱动连接,以使至少部分所述运动平台(12)相对于所述主支撑框架(11)沿所述第一方向可移动地设置。
14.根据权利要求13所述的移动装置,其特征在于,所述移动装置还包括第四驱动结构,所述运动平台(12)包括运动平台主板(121),所述第三驱动结构(122)与所述运动平台主板(121)驱动连接,使所述运动平台主板(121)相对于所述主支撑框架(11)沿所述第一方向可移动地设置,所述第四驱动结构与所述运动平台主板(121)驱动连接,使所述运动平台主板(121)相对于所述主支撑框架(11)沿所述第二方向可移动地设置;两个所述线缆台的线束分别与所述运动平台主板(121)的沿所述第二方向的相对两侧连接。
15.根据权利要求14所述的移动装置,其特征在于,所述移动装置还包括横梁导向结构,所述横梁(15)包括横梁主体(151),所述横梁导向结构包括沿所述第二方向设置于所述横梁主体(151)的第二固定部(154)和与所述第二固定部(154)滑动配合的第二活动部(155),所述运动平台主板(121)与所述第二活动部(155)连接。
16.根据权利要求15所述的移动装置,其特征在于,
所述横梁导向结构为导轨滑块结构,所述第二固定部(154)为导向槽,所述第二活动部(155)包括至少一个与所述导向槽滑动配合的导向块;所述运动平台主板(121)的沿所述第二方向的两端均连接有所述第二活动部(155);和/或,
所述横梁导向结构还包括均与所述横梁主体(151)连接的两个限位件,两个所述限位件分别设置在所述第二固定部(154)的沿第二方向的相对两端,以对所述第二活动部(155)相对于所述第二固定部(154)滑动的极限位置进行限定。
17.根据权利要求13所述的移动装置,其特征在于,
两个所述线缆台分别设置在所述主支撑框架(11)的沿所述第二方向的相对两侧;或者,
所述主支撑框架(11)具有底壁,两个所述线缆台沿所述第二方向间隔设置在所述底壁上。
18.根据权利要求17所述的移动装置,其特征在于,当两个所述线缆台沿所述第二方向间隔设置在底壁上时,
所述线缆台包括与第一活动部连接的第三磁体和设置在所述主支撑框架(11)上的导磁体,所述第三磁体和所述导磁体磁性配合,以向所述第一活动部施加使所述第一活动部靠近所述主支撑框架(11)的作用力;或者,
所述线缆台还包括与所述底壁连接的线缆台基板,所述线缆台的第一固定部安装在所述线缆台基板上。
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