CN117040179B - 单工位带转向结构的高速直线模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化传动技术领域，具体涉及一种单工位带转向结构的高速直线模组，括底座，定子组件，滑动座，动子组件，以及转向组件，底座的上表面开设有通槽，底座的两侧开设有滑动槽；定子组件设有多个定子块，定子块沿通槽的长度方向连续排布；滑动座开设有滑动配合槽，滑动配合槽设有滑动元件，滑动座通过滑动元件滑动连接于滑动槽；动子组件安装在滑动配合槽内，动子组件用于配合定子组件形成直线电机模组；转向组件安装在滑动座。本发明解决了现有直线电机在高速传动过程中无法实现在滑动座上设置转向结构的问题，结合了外转子电机进行直线传动与转向作用，可以在直线传动过程中进行转向驱动。

Description

单工位带转向结构的高速直线模组

技术领域

本发明涉及自动化传动技术领域，特别是涉及一种单工位带转向结构的高速直线模组。

背景技术

直线模组通常有几种叫法，例如线性模组、直角坐标机器人、直线滑台等，是继直线导轨、滚珠丝杆直线传动机构的自动化升级单元。直线模组可以通过各个单元的组合实现负载的直线、曲线运动，使轻负载的自动化更加灵活、定位更加精准。

其中，直线电机也属于直线模组的一种，在直线传动过程中，不能对传动结构上进行转向，尤其是高速传动过程中，影响传动结构使用，因此需要对现有的直线模组传动结构做改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种解决了现有直线电机在高速传动过程中无法实现在滑动座上设置转向结构的问题，结合了外转子电机进行直线传动与转向作用，可以在直线传动过程中进行转向驱动的单工位带转向结构的高速直线模组。

本发明所采用的技术方案是：一种单工位带转向结构的高速直线模组，包括底座，定子组件，滑动座，动子组件，以及转向组件，所述底座的上表面开设有通槽，所述底座的两侧开设有滑动槽；所述定子组件设有多个定子块，所述定子块沿通槽的长度方向连续排布；所述滑动座开设有滑动配合槽，所述滑动配合槽设有滑动元件，所述滑动座通过滑动元件滑动连接于滑动槽；所述动子组件安装在滑动配合槽内，所述动子组件用于配合定子组件形成直线电机模组；所述转向组件包括安装在滑动座的基座、安装在基座的定子元件、可旋转连接于基座的转子外壳、以及安装在转子外壳内径并与定子元件相对的动子元件；所述转子外壳的上表面设有连接盘，所述连接盘上开设有安装孔；所述基座内安装有电控元件，所述电控元件与动子组件和定子元件电连接，所述基座上开设有通孔，所述滑动座开设有穿孔，所述通孔与穿孔对应，所述通孔的一端贯穿于基座、并贯通所述连接盘。

对上述方案的进一步改进为，所述底座的两侧开设有嵌入槽，所述嵌入槽上设置有嵌块，所述滑动槽设置在嵌块上；

对上述方案的进一步改进为，所述嵌入槽为T型槽，所述嵌块由钢材加工形成，所述嵌块呈条状，并由嵌入槽的槽口处嵌入至嵌入槽内，所述嵌块至少在滑动槽处镀设有耐磨涂层，所述耐磨涂层为由陶瓷颗粒与改性增韧树脂组合形成的涂层。

对上述方案的进一步改进为，所述底座位于通槽的下侧设有散热腔，所述散热腔的外周设有散热铜环，所述底座由铝合金加工形成，所述散热铜环与底座之间通过冶金结合形成一体，所述散热铜环内设有毛细结构。

对上述方案的进一步改进为，所述通槽的槽底面开设有进风槽，所述进风槽的一端连通至散热铜环，所述滑动座朝向通槽一面设有扇叶，当滑动座滑动时，扇叶产生风压朝向进风槽，风压通过进风槽进入散热铜环，并对散热铜环散热。

对上述方案的进一步改进为，所述进风槽包括正风槽和反风槽，所述正风槽和反风槽均呈斜向开设在通槽的槽底面，所述扇叶呈垂直状设置在滑动座上，所述扇叶上设有导风槽，所述导风槽设有两组、并分别设置在扇叶的两面。

对上述方案的进一步改进为，所述滑动座的两侧设有侧板，所述侧板上设有安装槽，所述滑动元件安装在安装槽内，所述侧板朝向底座的两侧面延伸，所述滑动元件包括保持件、以及滚动设于保持件内的滚珠，所述滚珠通过滚动连接于滑动槽；

对上述方案的进一步改进为，所述滑动座靠近侧板位置设有导向滑块，所述底座设有导向滑轨，所述导向滑块设有导向滚柱，所述导向滑块通过导向滚柱滑动连接于导向滑轨。

对上述方案的进一步改进为，所述导向滑块的下表面开设有第一V型槽，所述导向滑轨的上表面开设有第二V型槽，所述第一V型槽与第二V型槽配合形成滚柱槽，所述导向滚柱滚动设置在滚柱槽内。

对上述方案的进一步改进为，所述滑动座靠近动子组件设有通风槽，所述通风槽靠近动子组件的一侧设有多个散热鳍片，多个所述散热鳍片沿通风槽的长度方向连续排布。

对上述方案的进一步改进为，所述基座靠近定子元件设有安装台，所述电控元件安装在安装台上，所述安装台开设有走线槽，所述走线槽的一端连通至通孔；

对上述方案的进一步改进为，所述基座的两端安装有旋转轴承，所述转子外壳可旋转连接于旋转轴承，所述定子元件为定子线圈、并固定连接于基座的外径。

对上述方案的进一步改进为，所述连接盘通过一体成型设置在转子外壳的顶端；所述连接盘上设有连接面，所述安装孔设置在连接面上。

本发明的有益效果是：

相比现有的直线模组，本发明适用于单工位高速传动，在传动过程中，通过动子组件配合定子组件使得滑动座在底座上直线滑动，具体是通过滑动元件配合滑动槽进行滑动导向，结构滑动稳定性好，精度高。在滑动座上设置了转向组件，使得滑动座上具有转向功能，具体是在传动过程中，通过定子元件和动子元件配合，使得转子外壳以基座为轴心转动，实现结构的自动转向。转子外壳通过内部的转子元件配合定子元件形成外转子电机，在结构传动过程中精度高，稳定性好，驱动稳定，负载强度高。解决了现有直线电机在高速传动过程中无法实现在滑动座上设置转向结构的问题，结合了外转子电机进行直线传动与转向作用，可以在直线传动过程中进行转向驱动。

另外，在底座上设置散热腔，并设置散热铜环和进风槽配合扇叶。扇叶在滑动座高速传动过程中，往复活动在进风槽的上方，可以在进风槽的上方产生风压，能够对定子组件进行散热，同时在进风槽的作用下，对散热铜环进行散热，目的是对定子组件朝下延伸的热量进行散热。解决了现有在高速传动过程中无法快速散热的问题。

附图说明

图1为本发明单工位带转向结构的高速直线模组的立体示意图；

图2为图1中单工位带转向结构的高速直线模组另一视角的立体示意图；

图3为图1中单工位带转向结构的高速直线模组的俯视示意图；

图4为图3中A-A的剖视图；

图5为图4中A处的放大示意图；

图6为图3中B-B的剖视图；

图7为图6中B处的放大示意图。

附图标记说明：底座1、通槽11、进风槽111、正风槽1111、反风槽1112、滑动槽12、嵌入槽13、嵌块14、散热腔15、散热铜环151、导向滑轨16、第二V型槽161、定子组件2；

滑动座3、滑动配合槽31、滑动元件32、保持件321、滚珠322、穿孔33、扇叶34、导风槽341、侧板35、安装槽351、导向滑块36、导向滚柱361、第一V型槽362、通风槽37、散热鳍片371、动子组件4；

转向组件5、基座51、电控元件511、通孔512、安装台513、走线槽514、旋转轴承515、定子元件52、转子外壳53、连接盘531、连接面5311、安装孔532、动子元件54。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1～图7所示，本发明的一种实施例中，涉及了一种单工位带转向结构的高速直线模组，包括底座1，定子组件2，滑动座3，动子组件4，以及转向组件5，所述底座1的上表面开设有通槽11，所述底座1的两侧开设有滑动槽12；所述定子组件2设有多个定子块，所述定子块沿通槽11的长度方向连续排布；所述滑动座3开设有滑动配合槽31，所述滑动配合槽31设有滑动元件32，所述滑动座3通过滑动元件32滑动连接于滑动槽12；所述动子组件4安装在滑动配合槽31内，所述动子组件4用于配合定子组件2形成直线电机模组；所述转向组件5包括安装在滑动座3的基座51、安装在基座51的定子元件52、可旋转连接于基座51的转子外壳53、以及安装在转子外壳53内径并与定子元件52相对的动子元件54。本发明适用于单工位高速传动，在传动过程中，通过动子组件4配合定子组件2使得滑动座3在底座1上直线滑动，具体是通过滑动元件32配合滑动槽12进行滑动导向，结构滑动稳定性好，精度高。在滑动座3上设置了转向组件5，使得滑动座3上具有转向功能，具体是在传动过程中，通过定子元件52和动子元件54配合，使得转子外壳53以基座51为轴心转动，实现结构的自动转向。转子外壳53通过内部的转子元件配合定子元件52形成外转子电机，在结构传动过程中精度高，稳定性好，驱动稳定，负载强度高。解决了现有直线电机在高速传动过程中无法实现在滑动座3上设置转向结构的问题，结合了外转子电机进行直线传动与转向作用，可以在直线传动过程中进行转向驱动。

转子外壳53的上表面设有连接盘531，所述连接盘531上开设有安装孔532；所述基座51内安装有电控元件511，所述电控元件511与动子组件4和定子元件52电连接，所述基座51上开设有通孔512，所述滑动座3开设有穿孔33，所述通孔512与穿孔33对应，所述通孔512的一端贯穿于基座51、并贯通所述连接盘531。本实施例中，设置连接盘531用于被驱动的结构连接安装。电控元件511用于电连接对动子组件4和定子元件52进行电控制，在传动过程中控制器可以直接内置，不需要外部设置控制器，并且设置通孔512和穿孔33用于控制走线，走线连接方便。

参阅图4～图7所示，底座1的两侧开设有嵌入槽13，所述嵌入槽13上设置有嵌块14，所述滑动槽12设置在嵌块14上；具体的，所述嵌入槽13为T型槽，所述嵌块14由钢材加工形成，所述嵌块14呈条状，并由嵌入槽13的槽口处嵌入至嵌入槽13内，所述嵌块14至少在滑动槽12处镀设有耐磨涂层，所述耐磨涂层为由陶瓷颗粒与改性增韧树脂组合形成的涂层。具体嵌块14采用高强度的刚性材料，并且在滑动槽12上设置耐磨镀层，提高结构耐磨性，并提高稳定性。

底座1位于通槽11的下侧设有散热腔15，所述散热腔15的外周设有散热铜环151，所述底座1由铝合金加工形成，所述散热铜环151与底座1之间通过冶金结合形成一体，所述散热铜环151内设有毛细结构；具体的，通槽11的槽底面开设有进风槽111，所述进风槽111的一端连通至散热铜环151，所述滑动座3朝向通槽11一面设有扇叶34，当滑动座3滑动时，扇叶34产生风压朝向进风槽111，风压通过进风槽111进入散热铜环151，并对散热铜环151散热。本实施例中，在底座1上设置散热腔15，并设置散热铜环151和进风槽111配合扇叶34。扇叶34在滑动座3高速传动过程中，往复活动在进风槽111的上方，可以在进风槽111的上方产生风压，能够对定子组件2进行散热，同时在进风槽111的作用下，对散热铜环151进行散热，目的是对定子组件2朝下延伸的热量进行散热。解决了现有在高速传动过程中无法快速散热的问题。

参阅图5所示，具体的，进风槽111包括正风槽1111和反风槽1112，所述正风槽1111和反风槽1112均呈斜向开设在通槽11的槽底面，所述扇叶34呈垂直状设置在滑动座3上，所述扇叶34上设有导风槽341，所述导风槽341设有两组、并分别设置在扇叶34的两面，具体通过导风槽341在扇叶34的高速往复传动作用下，产生风压，并对正风槽1111和反风槽1112进风，并对内部结构进行散热。

参阅图6所示，滑动座3的两侧设有侧板35，所述侧板35上设有安装槽351，所述滑动元件32安装在安装槽351内，所述侧板35朝向底座1的两侧面延伸，所述滑动元件32包括保持件321、以及滚动设于保持件321内的滚珠322，所述滚珠322通过滚动连接于滑动槽12；本实施例中，设置侧板35和安装槽351用于滑动元件32的安装，对保持件321和滚珠322的安装稳定性好，结构传动精度高。

参阅图7所示，具体的，滑动座3靠近侧板35位置设有导向滑块36，所述底座1设有导向滑轨16，所述导向滑块36设有导向滚柱361，所述导向滑块36通过导向滚柱361滑动连接于导向滑轨16，进一步改进为，导向滑块36的下表面开设有第一V型槽362，所述导向滑轨16的上表面开设有第二V型槽161，所述第一V型槽362与第二V型槽161配合形成滚柱槽，所述导向滚柱361滚动设置在滚柱槽内；本实施例中，为了结合高负载传动，通过导向滑块36和导向滑轨16的配合实现垂直支撑传动，结构传动精度高，并且，第一V型槽362和第二V型槽161的配合下形成菱形结构的滚柱槽，导向滚柱361在滚柱槽内滚动。具体的，为了保持稳定传动，导向滑块36设有限位件将传动滚柱限定在滚柱槽内。

滑动座3靠近动子组件4设有通风槽37，所述通风槽37靠近动子组件4的一侧设有多个散热鳍片371，多个所述散热鳍片371沿通风槽37的长度方向连续排布，本实施例中，通过通风槽37和散热鳍片371的作用下，能够在通风槽37内产生流动风，对散热鳍片371进行散热，进而提升结构的散热效果，保证在高速传动过程中的稳定性。

基座51靠近定子元件52设有安装台513，所述电控元件511安装在安装台513上，所述安装台513开设有走线槽514，所述走线槽514的一端连通至通孔512；本实施例中，设置安装台513用于电控元件511的安装，将电控元件511集成在内部，并设置走线槽514用于连接的数据线走向。

基座51的两端安装有旋转轴承515，所述转子外壳53可旋转连接于旋转轴承515，所述定子元件52为定子线圈、并固定连接于基座51的外径，本实施例中，设置旋转轴承515用于结构旋转进行旋转连接，保证结构安装稳定性和精度。

连接盘531通过一体成型设置在转子外壳53的顶端；所述连接盘531上设有连接面5311，所述安装孔532设置在连接面5311上，通过连接面5311和安装孔532用于被驱动结构的连接和安装，并设置在转子外壳53的顶端，为一体结构，连接稳定，转向时驱动精度高。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：包括

底座，所述底座的上表面开设有通槽，所述底座的两侧开设有滑动槽；

定子组件，所述定子组件设有多个定子块，所述定子块沿通槽的长度方向连续排布；

滑动座，所述滑动座开设有滑动配合槽，所述滑动配合槽设有滑动元件，所述滑动座通过滑动元件滑动连接于滑动槽；

动子组件，所述动子组件安装在滑动配合槽内，所述动子组件用于配合定子组件形成直线电机模组；

转向组件，所述转向组件包括安装在滑动座的基座、安装在基座的定子元件、可旋转连接于基座的转子外壳、以及安装在转子外壳内径并与定子元件相对的动子元件；所述转子外壳的上表面设有连接盘，所述连接盘上开设有安装孔；所述基座内安装有电控元件，所述电控元件与动子组件和定子元件电连接，所述基座上开设有通孔，所述滑动座开设有穿孔，所述通孔与穿孔对应，所述通孔的一端贯穿于基座、并贯通所述连接盘；

所述底座位于通槽的下侧设有散热腔，所述散热腔的外周设有散热铜环，所述底座由铝合金加工形成，所述散热铜环与底座之间通过冶金结合形成一体，所述散热铜环内设有毛细结构；

所述通槽的槽底面开设有进风槽，所述进风槽的一端连通至散热铜环，所述滑动座朝向通槽一面设有扇叶，当滑动座滑动时，扇叶产生风压朝向进风槽，风压通过进风槽进入散热铜环，并对散热铜环散热；

所述进风槽包括正风槽和反风槽，所述正风槽和反风槽均呈斜向开设在通槽的槽底面，所述扇叶呈垂直状设置在滑动座上，所述扇叶上设有导风槽，所述导风槽设有两组、并分别设置在扇叶的两面。

2.根据权利要求1所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述底座的两侧开设有嵌入槽，所述嵌入槽上设置有嵌块，所述滑动槽设置在嵌块上；

所述嵌入槽为T型槽，所述嵌块由钢材加工形成，所述嵌块呈条状，并由嵌入槽的槽口处嵌入至嵌入槽内，所述嵌块至少在滑动槽处镀设有耐磨涂层，所述耐磨涂层为由陶瓷颗粒与改性增韧树脂组合形成的涂层。

3.根据权利要求1所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述滑动座的两侧设有侧板，所述侧板上设有安装槽，所述滑动元件安装在安装槽内，所述侧板朝向底座的两侧面延伸，所述滑动元件包括保持件、以及滚动设于保持件内的滚珠，所述滚珠通过滚动连接于滑动槽；

所述滑动座靠近侧板位置设有导向滑块，所述底座设有导向滑轨，所述导向滑块设有导向滚柱，所述导向滑块通过导向滚柱滑动连接于导向滑轨。

4.根据权利要求3所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述导向滑块的下表面开设有第一V型槽，所述导向滑轨的上表面开设有第二V型槽，所述第一V型槽与第二V型槽配合形成滚柱槽，所述导向滚柱滚动设置在滚柱槽内。

5.根据权利要求1所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述滑动座靠近动子组件设有通风槽，所述通风槽靠近动子组件的一侧设有多个散热鳍片，多个所述散热鳍片沿通风槽的长度方向连续排布。

6.根据权利要求1所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述基座靠近定子元件设有安装台，所述电控元件安装在安装台上，所述安装台开设有走线槽，所述走线槽的一端连通至通孔；

所述基座的两端安装有旋转轴承，所述转子外壳可旋转连接于旋转轴承，所述定子元件为定子线圈、并固定连接于基座的外径。

7.根据权利要求1所述的单工位带转向结构的高速直线模组，其特征在于：所述连接盘通过一体成型设置在转子外壳的顶端；所述连接盘上设有连接面，所述安装孔设置在连接面上。