CN113497519B - 一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置 - Google Patents

一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置。该驱动装置包括外部驱动式直线步进电机，还包括与外部驱动式直线步进电机旋转部件固定连接的前端螺杆和后端螺杆；前端螺杆安装有前端螺母，后端螺杆安装有后端螺母；前端螺杆和后端螺杆的螺纹旋向相同或者相反，螺距相同或者不同。若前端螺杆和后端螺杆采用相反方向的螺纹，在后端螺母固定不动的前提下，启动外部驱动式直线步进电机，则外部驱动式直线步进电机将同时驱动与外部驱动式直线步进电机固定连接的一个物体和与前端螺母固定连接的另一个物体沿导轨向相同的方向移动。该驱动装置实现了通过一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体沿相同方向运动的功能。

Description

一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置
技术领域
本发明属于机电一体化技术领域，具体涉及一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置。
背景技术
在日常生活和科研活动中，常常采用一个直线步进电机驱动一个物体运动，要实现两个物体移动，就需要两台直线步进电机来驱动。
在工程实际应用过程中，大多数关联的两个物体的运动较为简单，例如两个关联的物体沿一个方向同时相向或反向移动，只是移动的速度有差异；如果仍然采用两台外部驱动式直线步进电机进行驱动，不但给电机安装空间和电机控制提出了较高的要求，还增加了整个驱动装置结构的复杂程度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，其特点是，所述的驱动装置包括外部驱动式直线步进电机，还包括与外部驱动式直线步进电机的旋转部件固定连接的前端螺杆和后端螺杆，以及分别安装在前端螺杆和后端螺杆上的前端螺母和后端螺母；前端螺杆和后端螺杆同轴；前端螺杆和后端螺杆的螺纹旋向相同或者相反，螺距相同或者不同；
通过改变前端螺杆和后端螺杆的螺纹旋向，来改变前端螺杆和后端螺杆分别驱动的两个物体的运动方向；通过改变前端螺杆和后端螺杆的螺距，来改变前端螺杆和后端螺杆分别驱动的两个物体的运动速度。
进一步地，所述的前端螺杆和后端螺杆采用一体化或者分体加工方式，再与外部驱动式直线步进电机的旋转部件固定连接。
进一步地，所述的后端螺母固定在支架的底部；前端螺杆的螺纹为右旋螺纹，后端螺杆的螺纹为左旋螺纹，右旋螺纹和左旋螺纹的螺距相同；支架的前端为筒状的固定架Ⅰ，固定架Ⅰ的筒身上开有与前端螺杆平行的滑槽Ⅰ；大支撑板的前端为筒状的固定架Ⅱ，固定架Ⅱ的筒身上开有与前端螺杆平行的滑槽Ⅱ，大支撑板的后端主体为圆盘结构，外部驱动式直线步进电机固定在大支撑板中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅰ方向伸出的支板与滑槽Ⅰ滑动配合；小支撑板的主体为圆盘结构，前端螺母固定在小支撑板中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅱ方向伸出的支板与滑槽Ⅱ滑动配合；前端螺杆向前依次伸出大支撑板和小支撑板，并继续向前延伸悬空；大支撑板上固定需要驱动的物体Ⅰ，小支撑板上固定需要驱动的物体Ⅱ；
外部驱动式直线步进电机正向转动时，外部驱动式直线步进电机、大支撑板和物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ向后移动，小支撑板和物体Ⅱ以绝对速度2 V1即相对于物体Ⅰ的相对速度V1沿滑槽Ⅱ向后移动；反之，外部驱动式直线步进电机反向转动时，物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ向前移动，物体Ⅱ以绝对速度2V1沿滑槽Ⅱ向前移动；实现一个外部驱动式直线步进电机同时驱动两个物体同向运动。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置的前端螺母和前端螺杆、以及后端螺母和后端螺杆这两个组合，可以全部采用相同的左旋螺纹或右旋螺纹，也可以分别采用相反的左旋螺纹和右旋螺纹，来改变外部驱动式直线步进电机对物体的驱动方向。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置的前端螺母和前端螺杆、以及后端螺母和后端螺杆这两个组合，可以通过相同的螺距实现相同步长的运动速度，也可以通过不同的螺距实现不同步长的运动速度。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，在外部驱动式直线步进电机固定不动的前提下，会分别驱动固定连接在前端螺母和后端螺母上的两个物体移动。当前端螺母和前端螺杆，以及后端螺母和后端螺杆这两个组合，全部采用相同的左旋螺纹或右旋螺纹时，启动外部驱动式直线步进电机，固定在前端螺母的物体和固定在后端螺母上的物体移动的方向是相同的；若分别采用左旋螺纹和右旋螺纹（或右旋螺纹和左旋螺纹）时，固定在前端螺母的物体和固定在后端螺母上的物体移动的方向是相反的。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，在前端螺母固定不动的前提下，会分别驱动固定连接在外部驱动式直线步进电机和后端螺母上的两个物体移动。当前端螺母和前端螺杆，以及后端螺母和后端螺杆这两个组合，全部采用相同的左旋螺纹或右旋螺纹时，启动外部驱动式直线步进电机，固定在外部驱动式直线步进电机的物体相对于前端螺母和固定在后端螺母上的物体相对于外部驱动式直线步进电机的移动方向是相反的；若分别采用左旋螺纹和右旋螺纹（或右旋螺纹和左旋螺纹）时，固定在外部驱动式直线步进电机的物体相对于前端螺母和固定在后端螺母上的物体相对于外部驱动式直线步进电机的移动方向是相同的。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，在后端螺母固定不动的前提下，会分别驱动固定连接在前端螺母和外部驱动式直线步进电机上的两个物体移动。当前端螺母和前端螺杆，以及后端螺母和后端螺杆这两个组合，全部采用相同的左旋螺纹或右旋螺纹时，启动外部驱动式直线步进电机，固定在前端螺母的物体相对于外部驱动式直线步进电机和固定在外部驱动式直线步进电机上的物体相对于后端螺母的移动方向是相反的；若分别采用左旋螺纹和右旋螺纹（或右旋螺纹和左旋螺纹）时，固定在前端螺母上的物体相对于外部驱动式直线步进电机和固定在外部驱动式直线步进电机上的物体相对于后端螺母的移动方向是相同的。本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置的实施例，就是采用此种运动形式，实现了一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体运动的功能。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置具有以下特点：
1.采用一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体，实现了两个物体均沿一条直线运动的复杂功能。
2.采用一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体，降低了驱动装置对安装空间的要求。
3.采用一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体，简化了驱动装置的结构。
4.采用一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体，提高了驱动装置的控制便捷性。
本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置在现有的外部驱动式直线步进电机的结构基础上，通过增加驱动螺杆长度的方式，实现了通过一个外部驱动式直线步进电机驱动两个物体沿一条直线运动，克服了一般情况下，需要两个外部驱动式直线步进电机才能实现的复杂功能，降低了驱动装置对安装空间的要求，简化了驱动装置的结构，提高了驱动装置的控制便捷性。
附图说明
图1为本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置的结构示意图；
图2为本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置的实施例示意图。
图中，1.前端螺母；2.前端螺杆；3.外部驱动式直线步进电机；4.后端螺母；5.后端螺杆；6.支架；7.大支撑板；8.小支撑板；9.固定架Ⅰ；10.滑槽Ⅰ；11.固定架Ⅱ；12.滑槽Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1所示，本发明的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置包括外部驱动式直线步进电机3，还包括与外部驱动式直线步进电机3的旋转部件固定连接的前端螺杆2和后端螺杆5，以及分别安装在前端螺杆2和后端螺杆5上的前端螺母1和后端螺母4；前端螺杆2和后端螺杆5同轴；前端螺杆2和后端螺杆5的螺纹旋向相同或者相反，螺距相同或者不同；
通过改变前端螺杆2和后端螺杆5的螺纹旋向，来改变前端螺杆2和后端螺杆5分别驱动的两个物体的运动方向；通过改变前端螺杆2和后端螺杆5的螺距，来改变前端螺杆2和后端螺杆5分别驱动的两个物体的运动速度。
进一步地，所述的前端螺杆2和后端螺杆5采用一体化或者分体加工方式，再与外部驱动式直线步进电机3的旋转部件固定连接。
进一步地，如图2所示，所述的后端螺母4固定在支架6的底部；前端螺杆2的螺纹为右旋螺纹，后端螺杆5的螺纹为左旋螺纹，右旋螺纹和左旋螺纹的螺距相同；支架6的前端为筒状的固定架Ⅰ9，固定架Ⅰ9的筒身上开有与前端螺杆2平行的滑槽Ⅰ10；大支撑板7的前端为筒状的固定架Ⅱ11，固定架Ⅱ11的筒身上开有与前端螺杆2平行的滑槽Ⅱ12，大支撑板7的后端主体为圆盘结构，外部驱动式直线步进电机3固定在大支撑板7中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅰ10方向伸出的支板与滑槽Ⅰ10滑动配合；小支撑板8的主体为圆盘结构，前端螺母1固定在小支撑板8中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅱ12方向伸出的支板与滑槽Ⅱ12滑动配合；前端螺杆2向前依次伸出大支撑板7和小支撑板8，并继续向前延伸悬空；大支撑板7上固定需要驱动的物体Ⅰ，小支撑板8上固定需要驱动的物体Ⅱ；
外部驱动式直线步进电机3正向转动时，外部驱动式直线步进电机3、大支撑板7和物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ10向后移动，小支撑板8和物体Ⅱ以绝对速度2 V1即相对于物体Ⅰ的相对速度V1沿滑槽Ⅱ12向后移动；反之，外部驱动式直线步进电机3反向转动时，物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ10向前移动，物体Ⅱ以绝对速度2V1沿滑槽Ⅱ12向前移动；实现一个外部驱动式直线步进电机3同时驱动两个物体同向运动。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，其特征在于，所述的驱动装置包括外部驱动式直线步进电机（3），还包括与外部驱动式直线步进电机（3）的旋转部件固定连接的前端螺杆（2）和后端螺杆（5），以及分别安装在前端螺杆（2）和后端螺杆（5）上的前端螺母（1）和后端螺母（4）；前端螺杆（2）和后端螺杆（5）同轴；前端螺杆（2）和后端螺杆（5）的螺纹旋向相同或者相反，螺距相同或者不同；
通过改变前端螺杆（2）和后端螺杆（5）的螺纹旋向，来改变前端螺杆（2）和后端螺杆（5）分别驱动的两个物体的运动方向；通过改变前端螺杆（2）和后端螺杆（5）的螺距，来改变前端螺杆（2）和后端螺杆（5）分别驱动的两个物体的运动速度；
所述的后端螺母（4）固定在支架（6）的底部；前端螺杆（2）的螺纹为右旋螺纹，后端螺杆（5）的螺纹为左旋螺纹，右旋螺纹和左旋螺纹的螺距相同；支架（6）的前端为筒状的固定架Ⅰ（9），固定架Ⅰ（9）的筒身上开有与前端螺杆（2）平行的滑槽Ⅰ（10）；大支撑板（7）的前端为筒状的固定架Ⅱ（11），固定架Ⅱ（11）的筒身上开有与前端螺杆（2）平行的滑槽Ⅱ（12），大支撑板（7）的后端主体为圆盘结构，外部驱动式直线步进电机（3）固定在大支撑板（7）中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅰ（10）方向伸出的支板与滑槽Ⅰ（10）滑动配合；小支撑板（8）的主体为圆盘结构，前端螺母（1）固定在小支撑板（8）中心的圆盘上，圆盘沿滑槽Ⅱ（12）方向伸出的支板与滑槽Ⅱ（12）滑动配合；前端螺杆（2）向前依次伸出大支撑板（7）和小支撑板（8），并继续向前延伸悬空；大支撑板（7）上固定需要驱动的物体Ⅰ，小支撑板（8）上固定需要驱动的物体Ⅱ；
外部驱动式直线步进电机（3）正向转动时，外部驱动式直线步进电机（3）、大支撑板（7）和物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ（10）向后移动，小支撑板（8）和物体Ⅱ以绝对速度2 V1即相对于物体Ⅰ的相对速度V1沿滑槽Ⅱ（12）向后移动；反之，外部驱动式直线步进电机（3）反向转动时，物体Ⅰ以绝对速度V1沿滑槽Ⅰ（10）向前移动，物体Ⅱ以绝对速度2V1沿滑槽Ⅱ（12）向前移动；实现一个外部驱动式直线步进电机（3）同时驱动两个物体同向运动。
2.根据权利要求1所述的基于外部驱动式直线步进电机的驱动装置，其特征在于，所述的前端螺杆（2）和后端螺杆（5）采用一体化或者分体加工方式，再与外部驱动式直线步进电机（3）的旋转部件固定连接。
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