CN114552864A - 一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台 - Google Patents

Abstract

该发明丝杠技术领域，尤其涉及一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台。包括第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠，所述第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的螺母上均设有套接外壳，所述套接外壳的中部设有螺母安装孔，所述螺母安装孔的内壁上设有环形槽，所述螺母的外侧面上均布设有若干与之固定连接的滚柱，所述滚柱轴向限位卡接于环形槽内，且滚柱与环形槽滑动连接，所述外壳的一侧面上还设有连通的安装槽和偏转槽，同时所述偏转槽与环形槽连通，所述安装槽内设有用以控制滚柱在环形槽内转动时机的限位机构。本技术阀杆用以解决现有技术中的丝杠滑台在使用中，若螺母被异物卡滞，将会导致电机被烧毁的问题。

Description

一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台

技术领域

该发明丝杠技术领域，尤其涉及一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台。

背景技术

电动滑台，是直线滑台的一种，工业上又常称为电动缸，线性模组等，常由直线滑台与马达驱动的结合构成，传动滑台在各大行业中使用广泛，例如娱乐行业的机械人手臂及关节，动感座椅或是军工行业模拟飞行器，模拟仿真以及汽车行业的压装机，测试仪器还有工业行业的食品机械，陶瓷机械，焊接机械，喷涂设备，升降平台等，电动滑台的样式有多种，其中滚珠螺杆式：电动滑台的传动方式由滚珠螺杆和直线导轨辅助完成，相比起同步带式和齿轮传动式来说，拥有噪音小、对于机械的磨损小、推力大等优点。

在进行设备上的运动执行时可以用到传动滑台，传动滑台在使用过程中，若丝杆上存在异物将会导致螺母被卡滞(堵)在丝杆上，此时在负载和限位光杆的作用下，导致丝杆不能正常旋转，由于电机的工作原理，若输出轴不旋转，此时电机内部的电阻将会减小，电流将会增大，发热量将会增大，那么在此状态下一定时间，将会导致电机内部被烧坏的问题。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，用以解决现有技术中的丝杠滑台在使用中，若螺母被异物卡滞，将会导致电机被烧毁的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，包括第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠，所述第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的螺母上均设有套接外壳，所述套接外壳的中部设有螺母安装孔，所述螺母安装孔的内壁上设有环形槽，所述螺母的外侧面上均布设有若干与之固定连接的滚柱，所述滚柱轴限位卡接于环形槽内，且滚柱与环形槽滑动连接，所述外壳的一侧面上还设有连通的安装槽和偏转槽，同时所述偏转槽与环形槽连通，所述安装槽内设有用以控制滚柱在环形槽内转动时机的限位机构，所述限位机构包括阻挡件，所述阻挡件的一端与限位机构连接，所述阻挡件的另一端从偏转槽进入环形槽内，与其中一个滚柱的外表面接触，当所述滚柱在环形槽内转动时，所述滚柱将阻挡件推动至偏转槽内。

本技术方案的工作原理为：

当丝杠上的螺母被异物堵塞在丝杆上停止运动时，此时外壳上的负载或者是对外壳进行限位的光杆的作用下，丝杆不能正常的旋转，那么电机内部的电阻将会变小，电流将会增大，即导致电机的输出扭矩变大，变大的输出扭矩传递至丝杆上，达到设定的扭矩时，螺母上的滚轮将会克服阻挡件的阻力，将阻挡件推动至偏转槽内，那么此时螺母上的滚轮就会相对于外壳进行空转，从而避免电机长时间高功率工作，导致烧坏的情形。

进一步限定，所述限位机构还包括转轴、连杆、安装横梁、立杆和第一弹簧，所述转轴将阻挡件转动连接于安装槽的内壁上，所述连杆的中部与限位件的一端固定连接，所述连杆的两端下方均设有固定于外壳上的安装横梁，所述安装横梁的中部与立杆滑动连接，所述第一弹簧套接与立杆位于安装横梁的下方的部分上，所述第一弹簧的两端均固定于立杆上，所述立杆位于安装横梁上方的端部与连杆的端部铰接。

限位机构的工作原理为：

丝杆传递的扭矩用以克服连杆两端第一弹簧的形变力，当螺母正常移动时，扭矩较小，不能克服形变力，那么螺母不能在外壳内旋转，即会带动外壳在丝杆上移动，若螺母被异物堵塞，那么输出的扭矩会变大，直到足以克服阻挡件偏转时的第一弹簧形变力，将阻挡件推动至偏转槽内。从而使螺母在外壳内转动，避免电机烧坏的情形。

进一步限定，所述安装槽的外侧设有将限位机构包覆在内的安装箱，所述安装箱内还设有对称设置的两组吸附机构，所述吸附机构包括电磁铁、用以控制电磁铁通断电的触发开关以及拉绳，所述电磁铁位于立杆的正下方，所述触发开关均设置于安装槽内，所述拉绳的一端与触发开关固定连接，所述拉绳的另一端与连杆的端部固定连接，且所述触发开关内还设有遥控组件。

吸附机构的工作原理为：

当丝杆上的扭矩足以克服阻挡件的偏转力矩时，那么连杆的一端将会向下偏转，偏转的同时拉动拉绳，使同侧的触发开关通电，那么同侧的电池铁将会通电，将立杆的端部吸附，避免阻挡件在第一弹簧的作用下复位，导致电机多次高功率工作的问题，即只需推动一次即可实现螺母在外壳内的空转，同时故障排除之后，电磁铁断电，阻挡件即可复位。

进一步限定，所述安装箱内还设有报警组件，所述报警组件包括蜂鸣器和控制电路，所述控制电路与触发开关电性连接，其有益之处在于，若控制开关通电，那么将会使蜂鸣器通电，即向工作人员发出电机非正常工作提示，提醒工作人员丝杠螺母可能发生卡滞。

在一种可选的方式中，所述限位机构还包括转轴和牵引绳，所述转轴将阻挡件转动连接于安装槽的内壁上，所述牵引绳对称设置于阻挡件的两侧，且单侧牵引绳的一端与安装槽的内壁固定连接，另一端固定连接于阻挡件的侧壁上，其有益之处在于，拉绳断裂时的力矩可以和电机的输出扭矩进行匹配，即拉绳断裂时，滚柱也能实现在外壳凹槽内旋转，此种方式结构简单，不足之处在于拉绳断裂之后需要拆卸更换。

进一步限定，所述外壳包括对称设置的第一部分和第二部分，所述第一分部和第二部分可拆卸式连接，其有益之处在于，便于螺母上滚柱的安装。

进一步限定，还包括固定板和安装板，所述固定板设置于第一丝杠和第二丝杠的螺母上，所述安装板设置于第三丝杠的上设有安装板，所述固定板和安装板上设有位置对应的固定通孔，位于所述固定板上的通孔端部设有第一限位端板，所述第一限位端板的中部设有销孔，所述固定通孔内壁和第一限位端板上均设有滑槽，且二者的滑槽形成“一”字形，所述所述固定通孔内设有锁紧机构，所述锁紧机构将安装板固定于固定板上。

进一步限定，所述锁紧机构包括锁紧销，所述锁紧销的一端设有第二限位端板，所述锁紧销的另一端对称设有卡接板，所述锁紧销上套接有第二弹簧，所述第二弹簧的直径大于销孔的直径。

通过将锁紧销从销孔进入，卡接板从滑槽进入，整体向安装板的运动过程中，第二弹簧由于第一限位端板的阻挡，会形变压缩，然后通过将锁紧销旋转，使卡接板位于安装板的表面上，即将安装板卡接在了固定板上，即实现了第三丝杠的安装，拆卸时只需要转动锁紧销，使卡接板与滑槽位置对齐，接口将锁紧销取出即可。

进一步限定，所述安装板的端部表面上还对称设有用以容纳卡接板的凹槽，其有益之处在于，卡接板可旋转至凹槽内，凹槽可对卡接板进行转动限位，避免抖动造成销轴转动，使固定板和安装板脱离的问题。

进一步限定，所述锁紧销上设有限位凸块，所述限位凸块和第二限位端板之间设有转动环，所述第二弹簧的一端固定于转动环上，其有益之处在于，这样的设计同样可以将第二弹簧力作用于锁紧销上，同时使锁紧销的旋转变得相对容易，使安装过程更加简单。

本发明所取的技术效果如下：

(1)限位机构、滚柱和外壳的设置，使螺母卡滞在丝杆上时，电机输出力矩将会限位机构中阻挡件对滚珠的限制，使其带动丝杠和螺母在外壳内滚动，即恢复了丝杆的转动，避免了丝杆停止转动时，电机内部电流增大，发热量增大，导致电机烧毁的问题；(2)吸附机构的设置，使螺母卡滞时，电机只需对阻挡件进行一次推动，即可实现在外壳内转动，避免电机反复多次高功率工作，进一步避免电机被烧坏的问题。(3)销孔、滑槽和锁紧机构的设置，使本多轴滑台的组装和拆卸简单。

附图说明

图1为多轴丝杠滑台中丝杠的立体示意图；

图2为多轴丝杠滑台中螺母上设置安装外壳的立体示意图；

图3为多轴丝杠滑台中螺母的剖视图立体示意图；

图4为多轴丝杠滑台中带有安装壳体的螺母的正视图剖视图示意图；

图5为图4中B处的局部剖视图示意图；

图6为多轴丝杠滑台的立体示意图；

图7为多轴丝杠滑台的侧视图示意图；

图8为安装板上固定孔的俯视图示意图；

图9为图2中A处的局部放大图示意图；

图10为锁紧销的结构示意图。

附图编号

丝杆1、电机2、工作台3、安装板4、锁紧销5、卡接板6、第二弹簧7、凸块8、转动环9、固定通孔10、滑槽17、凹槽18、第一限位端板19、外壳20、螺母21、环形槽22、滚柱23、阻挡件24、连杆25、安装横梁26、第一弹簧27、立杆28、安装箱29、电磁铁30、控制开关31、拉绳32。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1-图10所示，一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，包括第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠，第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的螺母21上均设有套接外壳20，套接外壳20的中部设有螺母21安装孔，螺母21安装孔的内壁上设有环形槽22，螺母21的外侧面上均布设有若干与之固定连接的滚柱23，滚柱23轴向限位卡接于环形槽22内，且滚柱23与环形槽22滑动连接，外壳20的一侧面上还设有连通的安装槽和偏转槽，同时偏转槽与环形槽22连通，安装槽内设有用以控制滚柱23在环形槽22内转动时机的限位机构，限位机构包括阻挡件24，阻挡件24的一端与限位机构连接，阻挡件24的另一端从偏转槽进入环形槽22内，与其中一个滚柱23的外表面接触，当滚柱23触发转动时，滚柱23将阻挡件24推动至偏转槽内。

本技术方案的工作原理为：

当丝杠上的螺母21被异物堵塞在丝杆1上停止运动时，此时外壳20上的负载或者是对外壳20进行限位的光杆的作用下，丝杆1不能正常的旋转，那么电机内部的电阻将会变小，电流将会增大，即导致电机的输出扭矩变大，变大的输出扭矩传递至丝杆1上，达到设定的扭矩时，螺母21上的滚轮将会克服阻挡件24的阻力，将阻挡件24推动至偏转槽内，那么此时螺母21上的滚轮就会相对于外壳20进行空转，从而避免电机长时间高功率工作，导致烧坏的情形。

限位机构还包括转轴、连杆25、安装横梁26、立杆28和第一弹簧27，转轴将阻挡件24转动连接于安装槽的内壁上，连杆25的中部与限位件的一端固定连接，连杆25的两端下方均设有固定于外壳20上的安装横梁26，安装横梁26的中部与立杆28滑动连接，第一弹簧27套接与立杆28位于安装横梁26的下方的部分上，第一弹簧27的两端均固定于立杆28上，立杆28位于安装横梁26上方的端部与连杆25的端部铰接。

限位机构的工作原理为：

丝杆1传递的扭矩用以克服连杆25两端第一弹簧27的形变力，当螺母21正常移动时，扭矩较小，不能克服形变力，那么螺母21不能在外壳20内旋转，即会带动外壳20在丝杆1上移动，若螺母21被异物堵塞，那么输出的扭矩会变大，直到足以克服阻挡件24偏转时的第一弹簧27形变力，将阻挡件24推动至偏转槽内。从而使螺母21在外壳20内转动，避免电机烧坏的情形。

安装槽的外侧设有将限位机构包覆在内的安装箱29，安装箱29内还设有对称设置的两组吸附机构，吸附机构包括电磁铁30、用以控制电磁铁30通断电的触发开关31以及拉绳32，电磁铁30位于立杆28的正下方，触发开关31均设置于安装槽内，拉绳32的一端与触发开关31固定连接，拉绳32的另一端与连杆25的端部固定连接，且触发开关31内还设有遥控组件。

吸附机构的工作原理为：

当丝杆1上的扭矩足以克服阻挡件24的偏转力矩时，那么连杆25的一端将会向下偏转，偏转的同时拉动拉绳32，使同侧的触发开关31通电，那么同侧的电池铁将会通电，将立杆28的端部吸附，避免阻挡件24在第一弹簧27的作用下复位，导致电机多次高功率工作的问题，即只需推动一次即可实现螺母21在外壳20内的空转，同时故障排除之后，电磁铁30断电，阻挡件24即可复位，其中遥控组件是为了后续在外部关闭触发开关31，级触发开关31为市面上常见的可手动和遥控的控制开关。

安装箱29内还设有报警组件，报警组件包括蜂鸣器和控制电路，控制电路与触发开关31电性连接，若触发开关31通电，那么将会使蜂鸣器通电，即向工作人员发出电机非正常工作提示，提醒工作人员丝杠螺母21可能发生卡滞。

外壳20包括对称设置的第一部分和第二部分，第一分部和第二部分可拆卸式连接，便于螺母21上滚柱23的安装。

还包括固定板和安装板4，固定板设置于第一丝杠和第二丝杠的螺母21上，安装板4设置于第三丝杠的上设有安装板4，固定板和安装板4上设有位置对应的固定通孔10，位于固定板上的通孔端部设有第一限位端板19，第一限位端板19的中部设有销孔，固定通孔10内壁和第一限位端板19上均设有滑槽17，且二者的滑槽17形成“一”字形，固定通孔10内设有锁紧机构，锁紧机构将安装板4固定于固定板上，第三丝杠的螺母上设有工作台3，便于零部件，负载的摆放和安装。

锁紧机构包括锁紧销5，锁紧销5的一端设有第二限位端板，锁紧销5的另一端对称设有卡接板6，锁紧销5上套接有第二弹簧7，第二弹簧7的直径大于销孔的直径。

通过将锁紧销5从销孔进入，卡接板6从滑槽17进入，整体向安装板4的运动过程中，第二弹簧7由于第一限位端板19的阻挡，会形变压缩，然后通过将锁紧销5旋转，使卡接板6位于安装板4的表面上，即将安装板4卡接在了固定板上，即实现了第三丝杠的安装，拆卸时只需要转动锁紧销5，使卡接板6与滑槽17位置对齐，接口将锁紧销5取出即可。

安装板4的端部表面上还对称设有用以容纳卡接板6的凹槽18，卡接板6可旋转至凹槽18内，凹槽18可对卡接板6进行转动限位，避免抖动造成销轴转动，使固定板和安装板4脱离的问题。

锁紧销5上设有限位凸块8，限位凸块8和第二限位端板之间设有转动环9，第二弹簧7的一端固定于转动环9上，这样的设计同样可以将第二弹簧7力作用于锁紧销5上，同时使锁紧销5的旋转变得相对容易，使安装过程更加简单。同时，安装板4上的固定孔数量至少为4个，且位于安装板4的四角处，可增加安装板4固定在固定板上的稳定性。第一限位端板19设置于固定板靠近安装板4的一端上或者第一限位端板19设置于固定板远离安装板4的一端上均可，可根据实际情况进行选择。

实施例2

实施例2和实施例1中的不同之处在于，限位机构采取的结构方式不同，具体为限位机构还包括转轴和牵引绳，转轴将阻挡件24转动连接于安装槽的内壁上，牵引绳对称设置于阻挡件24的两侧，且单侧牵引绳的一端与安装槽的内壁固定连接，另一端固定连接于阻挡件24的侧壁上，拉绳32断裂时的力矩可以和电机的输出扭矩进行匹配，即拉绳32断裂时，滚柱23也能实现在外壳20凹槽18内旋转，此种方式结构简单。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，包括第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠，其特征在于，所述第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的螺母上均设有套接外壳，所述套接外壳的中部设有螺母安装孔，所述螺母安装孔的内壁上设有环形槽，所述螺母的外侧面上均布设有若干与之固定连接的滚柱，所述滚柱轴限位卡接于环形槽内，且滚柱与环形槽滑动连接，所述外壳的一侧面上还设有连通的安装槽和偏转槽，同时所述偏转槽与环形槽连通，所述安装槽内设有用以控制滚柱在环形槽内转动时机的限位机构，所述限位机构包括阻挡件，所述阻挡件的一端与限位机构连接，所述阻挡件的另一端从偏转槽进入环形槽内，与其中一个滚柱的外表面接触，当所述滚柱在环形槽内转动时，所述滚柱将阻挡件推动至偏转槽内。

2.根据权利要求1所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述限位机构还包括转轴、连杆、安装横梁、立杆和第一弹簧，所述转轴将阻挡件转动连接于安装槽的内壁上，所述连杆的中部与限位件的一端固定连接，所述连杆的两端下方均设有固定于外壳上的安装横梁，所述安装横梁的中部与立杆滑动连接，所述第一弹簧套接与立杆位于安装横梁的下方的部分上，所述第一弹簧的两端均固定于立杆上，所述立杆位于安装横梁上方的端部与连杆的端部铰接。

3.根据权利要求2所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述安装槽的外侧设有将限位机构包覆在内的安装箱，所述安装箱内还设有对称设置的两组吸附机构，所述吸附机构包括电磁铁、用以控制电磁铁通断电的触发开关以及拉绳，所述电磁铁位于立杆的正下方，所述触发开关均设置于安装槽内，所述拉绳的一端与触发开关固定连接，所述拉绳的另一端与连杆的端部固定连接，且所述触发开关内还设有遥控组件。

4.根据权利要求3所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述安装箱内还设有报警组件，所述报警组件包括蜂鸣器和控制电路，所述控制电路与触发开关电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述限位机构还包括转轴和牵引绳，所述转轴将阻挡件转动连接于安装槽的内壁上，所述牵引绳对称设置于阻挡件的两侧，且单侧牵引绳的一端与安装槽的内壁固定连接，另一端固定连接于阻挡件的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述外壳包括对称设置的第一部分和第二部分，所述第一分部和第二部分可拆卸式连接。

7.根据权利要求1所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，还包括固定板和安装板，所述固定板设置于第一丝杠和第二丝杠的螺母上，所述安装板设置于第三丝杠的上设有安装板，所述固定板和安装板上设有位置对应的固定通孔，位于所述固定板上的通孔端部设有第一限位端板，所述第一限位端板的中部设有销孔，所述固定通孔内壁和第一限位端板上均设有滑槽，且二者的滑槽形成“一”字形，所述所述固定通孔内设有锁紧机构，所述锁紧机构将安装板固定于固定板上。

8.根据权利要求7所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述锁紧机构包括锁紧销，所述锁紧销的一端设有第二限位端板，所述锁紧销的另一端对称设有卡接板，所述锁紧销上套接有第二弹簧，所述第二弹簧的直径大于销孔的直径。

9.根据权利要求7所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述安装板的端部表面上还对称设有用以容纳卡接板的凹槽。

10.根据权利要求7所述的一种具备防堵功能的多轴丝杠滑台，其特征在于，所述锁紧销上设有限位凸块，所述限位凸块和第二限位端板之间设有转动环，所述第二弹簧的一端固定于转动环上。

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