CN117824733A - 具有自适应调节偏差功能的导轨结构 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种具有自适应调节偏差功能的导轨结构，包括运动组件、导轨组件、传动组件以及调节组件，导轨组件用于导引运动组件沿第一方向运动；传动组件驱动运动组件沿第一方向运动；响应于运动组件受到偏移第一方向的传动力，调节组件配置为通过旋转方式使运动组件相对于传动组件旋转，传动力为传动组件驱动运动组件的作用力。本发明所涉及的导轨结构具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

Description

具有自适应调节偏差功能的导轨结构

本申请是申请日为2023年9月25日，申请号为2023112417560、发明名称为可自适应调节的导轨系统的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及智能制造领域，具体涉及一种具有自适应调节偏差功能的导轨结构。

背景技术

导轨系统通常包括运动部、导轨部和动力部，运动部可以在动力部的驱动下沿导轨部限制的运动方向运动。在智能制造中，导轨系统可用于使特定物件按照导轨的轨迹进行移动，以便于该特定物件执行特定的功能，例如运输、敲击、抓取以及测量等。

特别是在测量设备中，测量设备通常利用导轨系统带动测量部件对待测物进行测量，导轨系统的稳定性与测量设备的测量精度密切相关。现有技术中，在测量设备中使用的导轨系统一般通过提高运动部和导轨部的表面精度以及相互配合的紧密程度，或提高动力部的控制精度，来减少测量设备的设备误差(或称仪器误差)以最终提升测量设备的测量精度。

现有技术的这些方案中尽管可以通过成熟的加工工艺制造获得微米级别的精度的各种部件，如运动部、导轨部、动力部或测量部件等。然而，在更高的测量精度(例如纳米级别)的要求下各种部件的配合依然可能存在随机误差，例如当温湿度、气压等不稳定因素变化使得运动部相对导轨部产生细微偏移时(也即运动轴系的直线度偏差)，即产生随机误差，由于刚性连接很容易导致各部件运行不顺畅的问题，这种问题可能进一步导致震动和磨损等问题。在例如微米或纳米级别的微观情况下，这种由于随机误差导致的震动和磨损很容易转化为较大的测量误差。

发明内容

本发明有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种可自适应调节的导轨系统，该导轨系统具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

为此，本发明提供一种可自适应调节的导轨系统，包括运动组件、导轨组件、传动组件以及调节组件，所述调节组件包括可相对旋转的第一调节部和第二调节部，所述运动组件与所述第一调节部固定连接，所述传动组件与所述第二调节部固定连接，所述运动组件通过所述调节组件与所述传动组件连接并在所述传动组件的驱动下沿所述导轨组件限制的第一方向运动，令所述第一调节部和所述第二调节部相对旋转的轴线方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向不同。

在本发明中，运动组件通过包括可相对旋转的第一调节部和第二调节部的调节组件与传动组件连接，并且在传动组件的驱动下沿导轨组件所限制的第一方向运动，运动组件与第一调节部固定连接，传动组件与第二调节部固定连接，第一调节部和第二调节部可相对旋转。在这种情况下，能够使运动组件和传动组件的配合具有一定柔性，也即运动组件和传动组件通过调节组件进行可活动地连接(如旋转)，而并非直接固定相连的硬连接(即刚性连接)，当传动方向出现偏移或偏差(即在运动轴系中，传动方向与第一方向不一致导致运动组件与导轨组件之间产生直线度偏差)时，第一调节部和第二调节部能够通过旋转方式将使传动组件发生偏移的力矩转化为调节组件的旋转扭矩，即能够减少传动组件的偏移或偏差对运动组件的运动的影响，从而能够减少运动组件与导轨组件之间的直线度偏差，也即能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件包括第一导轨和沿所述第一方向设置的且与所述第一导轨配合的第二导轨。在这种情况下，通过第一方向设置的第二导轨和第一导轨配合，例如配合形成平行的导轨，能够形成限制运动组件沿第一方向运动的轨道，由此能够使运动组件在轨道的导引下运动并保持稳定。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述运动组件包括运动主体和弹性元件，所述运动主体具有设置有所述弹性元件的第一侧面、与所述第一侧面相对的第二侧面，所述弹性元件可滑动地抵接于所述第一导轨，所述第二侧面可滑动地抵接于所述第二导轨。在这种情况下，对于运动主体而言，第一导轨和第二导轨所形成的轨道为开放式轨道，即运动主体的运动方向和运动精度受第二导轨的直接影响，而不受第一导轨的影响，同时弹性元件能够起到维持运动主体与第二导轨紧密连接的作用，由此，能够在第一导轨和第二导轨形成可限制运动方向为第一方向的轨道时，不用考虑第一导轨和第二导轨的平行程度，从而能够减少制造轨道的工艺难度，同时通过弹性元件能够维持运动主体的运动精度。另外，开放式的轨道也具有一定“柔性”，能够减少轨道由于刚性过大而导致的稳定性不足的问题，并且能够提升运动主体的运动的顺畅程度。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件还包括具有基准平面的第三导轨，所述基准平面的粗糙度不大于预设值，所述运动主体还具有与所述第二方向相交的第三侧面，所述第三侧面可滑动地抵接于所述基准平面。在这种情况下，运动主体能够通过滑动抵接基准平面的方式在第三导轨的导引下运动，由此能够通过降低第三导轨的基准平面的粗糙度来提升运动主体的运动精度。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第一调节部包括至少一个轴承以及将所述轴承与所述运动组件固定连接的第一固定座，所述第二调节部包括与所述轴承可相对旋转的转轴以及将所述转轴与所述传动组件固定连接的第二固定座。在这种情况下，运动组件与传动组件能够通过轴承与转轴配合的方式进行旋转，在传动组件发生偏移或偏差时，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第二调节部还包括配置为限制所述转轴在所述第二方向移动的锁紧件以及至少一个将所述传动组件和所述第二固定座固定连接的夹紧件。在这种情况下，转轴能够在锁紧件的作用下被约束，例如减小在第二方向上下抖动，能够提升运动组件在第一方向的直线度，由此能够提升运动组件在第二方向的稳定性。另外，传动组件和第二固定座通过夹紧件连接固定，能够便于传动组件拆卸换装，由此能够便于根据需求调整传动组件的精度(例如能够便于通过调整传送带的收紧力度来调整传动组件的精度)。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件包括沿所述第一方向设置的第一导轨和第二导轨。在这种情况下，第一导轨和第二导轨平行，能够形成限制运动组件在第一方向运动的轨道，由此能够便于从第一导轨和第二导轨中选择至少一个构成开放式轨道或刚性轨道以导引运动组件运动。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第二调节部包括至少一个将所述传动组件和所述第二调节部固定连接的夹紧件，所述传动组件包括传动轮、以及传动方向与所述第一方向相同或相反的传送带，所述传送带通过所述夹紧件固定于所述第二调节部，所述传送带包括呈平滑状的内侧面和呈齿状的外侧面，所述内侧面与所述传动轮接触。在这种情况下，传动组件的传送带和第二调节部通过夹紧件连接固定，能够便于传送带拆卸换装，由此能够便于根据需求调整传动精度。另外，传送带平滑状的内侧面与传动轮接触，能够在传动轮高速传动时维持传送带的稳定；同时呈齿状的外侧面能够降低传动的噪音，即能够辅助减震，由此能够进一步提升传送带传动第二调节部的稳定性。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，还包括辅助组件，所述辅助组件包括测量套件和限位套件，所述测量套件包括设置于所述运动主体的光栅测量装置和设置于所述第二导轨的光栅尺，所述限位套件包括设置于所述运动主体的感应片和多个设置于所述第三导轨的感应装置。在这种情况下，通过光栅尺和光栅测量装置，能够对运动主体相对第二导轨的位移进行测量；另外，通过感应片和多个感应装置配合，能够对运动主体的运动行程进行追踪和约束，从而减少运动主体移动超限导致运动不精确等不期望的情形发生。

另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第一方向上的直线与所述第二方向上的直线在空间上相互垂直。在这种情况下，导轨系统通过限制运动组件在相互垂直的第一方向和第二方向上运动，能够获得运动组件的直角运动轴系，由此能够便于通过直角运动轴系判断运动组件的直线度。

根据本发明，能够提供一种可自适应调节的导轨系统，该导轨系统具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本发明。

图1是示出了本发明示例所涉及的导轨系统应用于测量设备100的场景示意图。

图2是示出了本发明示例所涉及的导轨系统的结构框图。

图3是示出了本发明示例所涉及的导轨系统的结构示意图。

图4是示出了本发明图3示例所涉及的A区域的放大的结构示意图。

图5是示出了本发明示例所涉及的导轨系统的立体结构的第一视角的示意图。

图6是示出了本发明示例所涉及的导轨系统的立体结构的第二视角的示意图。

图7是示出了本发明示例所涉及的导轨系统在传动时未偏移的情况下调节组件的受力的示意图。

图8是示出了本发明示例所涉及的导轨系统在传动时存在偏移的情况下调节组件的受力的示意图。

图9是示出了本发明另一种示例所涉及的导轨系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

本发明提供一种可自适应调节的导轨系统，该导轨系统具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

在一些示例中，本发明所涉及的可自适应调节的导轨系统也可以称“具有自适应调节偏差功能的导轨系统”、“可自适应调节的运动系统”、“具有自适应调节偏差功能的运动系统”、“可自适应调节的导轨结构”、或“具有自适应调节偏差功能的导轨结构”等，以下为了方便描述，可自适应调节的导轨系统有时也简称“导轨系统”。

图1是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1应用于测量设备100的场景示意图。

在一些示例中，本发明所涉及的可自适应调节的导轨系统1可以用于各种具有运动轴系的设备中，特别是对运动轴系的精度有较高要求的测量设备100，例如精度或直线度要求在微纳米级的测量设备，包括但不限于激光测量设备100、干涉测量设备100、三坐标测量设备100、光学显微测量设备100、表面轮廓或粗糙度测量设备100(轮廓仪、台阶仪等)等。本发明以台阶仪为例，可自适应调节的导轨系统1可以用于台阶仪中，台阶仪的原理与轮廓仪相似，都是通过接触式探针在测量物品表面上移动获得测量物品的表面轮廓或粗糙度，其精度等级较轮廓仪更高，通常轮廓仪为微米级，台阶仪为纳米级。

具体地，在本发明中，如图1所示，台阶仪的运动轴系可以包括X轴、Y轴、R轴(旋转轴)以及Z轴，台阶仪的运动轴系可以为直角坐标系。由于轮廓仪和台阶仪都是接触式测量物品的表面轮廓或者粗糙度，即通过X轴或Y轴上对物品扫描获得物品表面的高度差，并体现在Z向(Z轴方向)，因此Z向的精度与X轴或Y轴的直线度直接相关。在一些示例中，可自适应调节的导轨系统1可以用于台阶仪的X轴或Y轴中以驱动台阶仪的工作台2沿X轴方向或Y轴方向移动，通过提升工作台2在X轴或Y轴的直线度，由此能够提升工作台2在Z向(即Z轴方向)的测量精度。

图2是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1的结构框图。图3是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1的结构示意图。图4是示出了本发明图3示例所涉及的A区域的放大的结构示意图。

如图2所示，本发明所涉及的可自适应调节的导轨系统1可以包括运动组件12、导轨组件11、传动组件14以及调节组件13。继续以台阶仪为例，在一些示例中，运动组件12可以用于移动台阶仪的工作台2，由此能够便于对被测物品进行表面轮廓或粗糙度的测量。

在一些示例中，导轨组件11可以用于导引或限制运动组件12的运动，例如，如图3所示，导轨组件11可以用于导引运动组件12沿第一方向运动(如X轴方向)，由此能够使运动组件12沿预定的运动轴系运动并获得对应的位移数值以方便台阶仪进行测量。

在一些示例中，传动组件14可以用于为运动组件12提供驱动力。也即，传动组件14可以驱动运动组件12沿预设方向运动。具体地，传动组件14可以驱动运动组件12沿第一方向运动，即预设方向可以为第一方向。

在一些示例中，调节组件13可以用于自动调节传动组件14与运动组件12的传动动能，例如通过旋转方式将传动组件14在偏移方向的动能转化为调节组件13的旋转动能，从而减少传动组件14在偏移方向的动能对运动组件12在第一方向运动的影响，由此能够提高台阶仪的测量精度和稳定性。

具体地，如图3和4所示，在一些示例中，调节组件13可以包括第一调节部131和第二调节部132。在一些示例中，第一调节部131和第二调节部132相互配合时可以呈圆形对称设置，例如第一调节部131可以是圆柱，第二调节部132可以是圆环。在一些示例中，第一调节部131和第二调节部132可以可相对旋转。在一些示例中，第一调节部131和第二调节部132可相对旋转可以是指在第一调节部131和第二调节部132中，令任一个调节部的中心轴线作为旋转中心，另一个调节部则相对该旋转中心旋转，例如轴与轴承的运动关系。

在一些示例中，运动组件12可以与第一调节部131固定连接，传动组件14可以与第二调节部132固定连接。在这种情况下，运动组件12通过调节组件13的第一调节部131和第二调节部132间接与传动组件14连接，由于第一调节部131和第二调节部132可相对旋转，因此运动组件12与传动组件14的这种连接关系能够具有一定的“柔性”，也即运动组件12和传动组件14通过调节组件13进行可活动地连接(即旋转)，而并非直接固定相连的硬连接(即刚性连接)。

在一些示例中，运动组件12可以与传动组件14连接。在一些示例中，运动组件12可以通过调节组件13与传动组件14连接并可以在传动组件14的驱动下沿导轨组件11限制的第一方向运动。在这种情况下，当传动方向出现偏移或偏差(即在运动轴系中，传动方向与第一方向不一致会导致运动组件12与导轨组件11之间产生直线度偏差)时，第一调节部131和第二调节部132能够通过旋转方式将使传动组件14发生偏移的力矩转化为调节组件13的旋转扭矩，即能够减少传动组件14的偏移或偏差对运动组件12的运动的影响，从而能够提高运动组件12与导轨组件11之间的稳定性，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

在一些示例中，可以令第一调节部131和第二调节部132相对旋转的轴线方向为第二方向。在一些示例中，第一方向可以与第二方向不同。在这种情况下，传动组件14驱动运动组件12的运动方向(即第一方向)与调节组件13的轴线方向(即第二方向)不同，在传动组件14驱动运动组件12运动时产生的偏移或偏差(例如扭摆)能够转化为调节组件13的第二调节部132相对第一调节部131的旋转运动，由此能够减少偏移或偏差对运动组件12的影响。

优选地，在一些示例中，第一方向可以与第二方向在空间上相互垂直，具体地，第一方向上的直线可以与第二方向上的直线在空间上相互垂直。在这种情况下，导轨系统1通过限制运动组件12在相互垂直的第一方向和第二方向上运动，能够获得运动组件12的直角运动轴系，由此能够便于通过直角运动轴系判断运动组件12的直线度。

在一些示例中，本发明所涉及的第一方向可以是指设备(例如台阶仪)的运动轴系中的X轴或Y轴方向，也称X向或Y向。在一些示例中，本发明所涉及的第二方向可以是指设备(例如台阶仪)的运动轴系中的Z轴方向，也称Z向。

以下继续结合附图对本发明所涉及的导轨系统1中的导轨组件11、运动组件12、调节组件13以及传动组件14等分别进行详细描述。

图5是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1的立体结构的第一视角的示意图。

如上所述，本发明所涉及的导轨系统1可以包括导轨组件11。具体地，如图5所示，在一些示例中，导轨组件11可以包括第一导轨111和第二导轨112。在一些示例中，第二导轨112可以沿第一方向(即X向)设置。

在一些示例中，第二导轨112可以沿第一方向设置且可以与第一导轨111配合，即第二导轨112与第一导轨111可以配合以引导或限制运动组件12的运动，例如可以引导运动组件12沿第一方向运动。在这种情况下，通过第一方向设置的第二导轨112和第一导轨111配合，例如配合形成平行的导轨，能够形成限制运动组件12以第一方向运动的轨道，另外还能够便于在后续添加弹性结构以组合形成开放式轨道，由此能够使运动组件12在轨道的导引下运动并保持稳定。

在一些示例中，导轨组件11可以包括沿第一方向设置的第一导轨111和第二导轨112，也即第一导轨111和第二导轨112可以平行。在这种情况下，第一导轨111和第二导轨112平行，能够形成限制运动组件12在第一方向运动的轨道，由此能够便于从第一导轨111和第二导轨112中选择至少一个构成开放式轨道或刚性轨道以导引运动组件12运动。

在一些示例中，第一导轨111可以呈长条状。在一些示例中，第一导轨111可以具有粗糙度不大于预设值的至少一个表面。

在一些示例中，第二导轨112可以呈长条状。在一些示例中，第二导轨112可以具有粗糙度不大于预设值的至少一个表面。在一些示例中，预设值可以为1微米(μm)。在一些示例中，预设值也可以根据需求和实际自由设定，例如预设值还可以为1.5微米(μm)、2微米(μm)、2.5微米(μm)、3微米(μm)或更多。

在一些示例中，第一导轨111的粗糙度不大于预设值的一个表面可以和第二导轨112的粗糙度不大于预设值的一个表面相对设置。在这种情况下，能够通过第一导轨111和第二导轨112配合形成限制运动组件12运动的轨道，且该轨道能够通过降低第一导轨111的粗糙度和第二导轨112的粗糙度来提高精度，由此能够为运动组件12运动提供精确的导引。

在一些示例中，如图5所示，导轨组件11还可以包括第三导轨113。在一些示例中，第三导轨113可以具有基准平面。

在一些示例中，基准平面可以为表面的粗糙度和平面度误差都极小的平面。在一些示例中，基准平面的粗糙度不大于预设值。在一些示例中，基准平面可以是平晶1131的一个表面，即第三导轨113可以包括平晶1131(即测量高光洁表面平面度误差的仪器)。

在另一些示例中，基准平面也可以是其他任何能够制成表面粗糙度不大于预设值的材料的表面，包括但不限于玻璃、石英、陶瓷、复合材料、金属或合金等。

在一些示例中，基准平面的粗糙度不大于预设值具体可以是指基准平面的粗糙度不大于0.05微米，即对于基准平面，预设值可以为0.05微米。在这种情况下，能够在允许的误差范围内使运动组件12在基准平面运动(后续描述)。例如在允许的误差范围内台阶仪可以通过在基准平面运动的运动组件12搭载工作台2对物品进行测量以获取微米级别的轮廓或粗糙度。

在一些示例中，如图5所示，第三导轨113可以包括基座1132。在一些示例中，基座1132可以用于安装固定第一导轨111、第二导轨112以及平晶1131。具体地，第一导轨111和第二导轨112可以相对地安装于基座1132，平晶1131可以以位于第一导轨111和第二导轨112之间的方式安装于基座1132且平晶1131的基准平面远离基座1132而与运动组件12抵接。在这种情况下，能够便于第一导轨111、第二导轨112以及第三导轨113组成开放式轨道。

在一些示例中，基座1132还可以用于安装其他子部件。

图6是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1的立体结构的第二视角的示意图。

如上所述，本发明所涉及的导轨系统1可以包括运动组件12。具体地，如图6所示，在一些示例中，运动组件12可以包括运动主体121和弹性元件122。在一些示例中，运动主体121可以包括第一侧面和第二侧面，第一侧面设置有弹性元件122，第二侧面可以与第一侧面相对。

在一些示例中，运动主体121可以用于稳定且精准地搭载或运送设备的重要零件，例如，以台阶仪为例，运动主体121可以用于搭载工作台2，以轮廓仪为例，运动主体121可以用于搭载测头，由此能够便于台阶仪或轮廓仪进行精密的测量。

在一些示例中，运动主体121的形状可以不限制，例如，运动主体121可以根据需要设置为方体、圆盘或其他形状。

结合图3和图5，在一些示例中，运动主体121可以通过螺钉、卡合或粘接等方式与调节组件13的第一调节部131固定。

在一些示例中，运动主体121可以在中心形成通孔1211。在一些示例中，通孔1211可以用于与第一调节部131卡合并通过螺钉固定。在这种情况下，将第一调节部131设置于运动主体121的中心的部位，能够使运动主体121的运动更加平稳。

在一些示例中，如图6所示，弹性元件122可以可滑动地抵接于第一导轨111。在一些示例中，运动主体121的第二侧面可以可滑动地抵接于第二导轨112。在这种情况下，第一导轨111和第二导轨112所形成的轨道对于运动主体121为开放式轨道，即运动主体121的运动方向和运动精度受第二导轨112的直接影响，而不受第一导轨111的影响，同时弹性元件122起维持运动主体121与第二导轨112紧密连接的作用，由此，能够在第一导轨111和第二导轨112形成可限制运动方向为第一方向的轨道时不用考虑第一导轨111和第二导轨112的平行程度，减少制造轨道的工艺难度，同时通过弹性元件122维持运动主体121的运动精度。另外，开放式的轨道也具有一定“柔性”，能够减少轨道由于刚性过大导致稳定性不足的问题，并且能够提升运动主体121的运动的顺畅程度。

在一些示例中，弹性元件122可以可滑动地抵接于第一导轨111可以是指弹性元件122可以与第一导轨111相对滑动且在滑动过程中保持相互抵接的关系。

在一些示例中，运动主体121的第二侧面可以可滑动地抵接于第二导轨112可以是指运动主体121可以通过第二侧面与第二导轨112相对滑动且在滑动过程中保持相互抵接的关系。

在一些示例中，弹性元件122可以包括但不限于弹簧、弹片或弹性支脚等。在一些示例中，弹性元件122可以与运动主体121一起运动，即弹性元件122可以与运动主体121固定连接。

在一些示例中，运动主体121还可以具有第三侧面。在一些示例中，第三侧面可以与第二方向(即Z向)相交。在一些示例中，第三侧面可以可滑动地抵接于基准平面，即运动主体121可以有一个侧面抵接于平晶1131。在这种情况下，运动主体121能够通过滑动抵接基准平面的方式在第三导轨113的导引下运动，具体地，运动主体121能够通过滑动抵接平晶1131的方式在平晶1131的导引下运动，由此能够通过降低第三导轨113的基准平面的粗糙度，即降低平晶1131的基准平面的粗糙度，来提升运动主体121的运动精度。

在一些示例中，第三侧面可以可滑动地抵接于基准平面可以是指第三侧面可以与平晶1131的基准平面相对滑动且在滑动过程中保持相互抵接的关系。

在一些示例中，运动主体121的第三侧面的粗糙度或平面度可以和平晶1131的基准平面的粗糙度或平面度相同。在这种情况下，能够减少运动主体121在运动时的抖动误差。具体地，以台阶仪为例，运动主体121的第三侧面可以和运动轴系的Z向(即第二方向)垂直，也即基准平面也可以和Z向垂直，此时运动主体121的第三侧面的粗糙度或平面度可以和平晶1131的基准平面相同，例如第三侧面和基准平面的粗糙度都可以为50纳米，在这种情况下，能够减少运动主体121在运动时的Z向抖动误差，由此能够提高台阶仪的测量精度。

在另一些示例中，运动主体121的第三侧面的粗糙度或平面度可以和第三导轨113的基准平面不同，例如运动主体121的第三侧面的粗糙度或平面度可以大于第三导轨113的基准平面的粗糙度或平面度。在这种情况下，能够降低制造运动主体121的工艺要求，由此能够降低制造成本。

图7是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1在传动时未偏移的情况下调节组件13的受力的示意图。图8是示出了本发明示例所涉及的导轨系统1在传动时存在偏移的情况下调节组件13的受力的示意图。需要说明的是，图7和图8仅为了示意调节组件13的工作原理，其中已省略了调节组件13与其他部件例如传动组件14或运动组件12的连接，并在结构上简化了部分内容。另外，图7和图8中a、b分别示意第一调节部131和第二调节部132的上固定点位。

如上所述，本发明所涉及的导轨系统1可以包括调节组件13，参见图4，调节组件13可以包括第一调节部131和第二调节部132。在一些示例中，第一调节部131和第二调节部132可以相对。

具体地，如图7所示，在传动组件14对运动组件12进行传动时，在传动组件14未出现偏移或偏差的情况下，第一调节部131和第二调节部132所受的合力F与运动组件12的运动方向一致，即合力F与第一方向(X向)相同，且此时第一调节部131和第二调节部132未发生相对旋转，即图7中固定点位a与固定点位b所示意的状态。在一些示例中，合力F可以是传动组件14驱动运动组件12运动时作用在调节组件13上的力。

另外，如图8所示，在传动组件14对运动组件12进行传动时，在传动组件14出现偏移或偏差的情况下，第一调节部131和第二调节部132所受的合力F3与运动组件12的运动方向不一致，此时偏移或偏差导致的力F1由于第一调节部131和第二调节部132可以相对的缘故，力F1可以使调节组件13进行旋转运动，即第一调节部131和第二调节部132的相对旋转，而在运动方向上，即第一方向(X向)，依然保留可以驱动运动组件运动的分力F2，此时旋转运动可以如图8中固定点位a与固定点位b所示意的状态。

在一些示例中，如图4所示，第一调节部131可以包括轴承1312。在一些示例中，第一调节部131可以包括轴承1312和第一固定座1311。在一些示例中，轴承1312可以是一个或多个，即轴承1312的数量为至少一个。

在一些示例中，如图4所示，第二调节部132可以包括转轴1321。在一些示例中，第二调节部132可以包括转轴1321和第二固定座1322。

在一些示例中，转轴1321可以与轴承1312可相对旋转。在一些示例中，第一固定座1311可以将轴承1312与运动组件12固定连接。在一些示例中，第二固定座1322可以将转轴1321与传动组件14固定连接。在这种情况下，运动组件12与传动组件14能够通过轴承1312与转轴1321配合的方式进行旋转，在传动组件14发生偏移或偏差时，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

具体地，第一固定座1311可以将轴承1312与运动主体121固定连接，第二固定座1322可以将转轴1321与传送带142(后续描述)固定连接。在这种情况下，运动组件12与传动组件14能够通过轴承1312与转轴1321配合的方式进行旋转，在传动组件14发生偏移或偏差时，能够将偏移或偏差的力矩转化为轴承1312和转轴1321的旋转，即能够减少偏移或偏差的力矩对运动组件12的影响，进而能够自适应地调节运动组件12和导轨组件11的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

在一些示例中，如图4所示，第二调节部132还可以包括锁紧件1323。在一些示例中，锁紧件1323可以配置为限制转轴1321在第二方向移动，例如锁紧件1323可以锁紧转轴1321以减少转轴1321在Z向(即第二方向)的抖动。在这种情况下，转轴1321能够在锁紧件1323的作用下被约束，减小在第二方向发生上下抖动的情况，能够提升运动组件12在第一方向的直线度，由此能够提升运动组件12在第二方向的稳定性。

在一些示例中，锁紧件1323可以是螺钉、销钉或其他卡合锁紧机构。

在一些示例中，如图4所示，第二调节部132还可以包括夹紧件1324。在一些示例中，夹紧件1324可以将传动组件14和第二固定座1322固定连接。具体地，夹紧件1324可以将传动组件14的传送带142(后续描述)和第二固定座1322固定连接。在这种情况下，传动组件14和第二固定座1322通过夹紧件1324连接固定，能够便于传动组件14拆卸换装，例如通过夹紧件1324能够夹紧传送带142以将传送带142装配到传动轮141(后续描述)上，并能够调整传送带142的松紧度(即收紧力度)，由此能够便于根据需求调整传动组件14的精度。

在一些示例中，夹紧件1324可以是一个也可以是多个，即夹紧件1324的数量为至少一个。

如上所述，本发明所涉及的导轨系统1可以包括传动组件14。具体地，参见上图3或图5，传动组件14可以包括传动轮141、传送带142。

在一些示例中，如图5或图6所示，传动轮141可以与驱动装置143连接，并且在驱动装置143的驱动下可以进行旋转。在一些示例中，传动轮141可以设置为多个，如图3所示，传动轮141a和传动轮141b可以并排设置，其中传动轮141a可以与驱动装置143的输出轴连接并被驱动装置143驱动进行旋转，因此，传动轮141a也可以称主动轮，传动轮141b可以称从动轮。在这种情况下，能够便于通过传动轮141传动传送带142，由此能够传动运动主体121。

在一些示例中，传送带142的传动方向可以与第一方向相同或相反。具体地，若传送带142的传动方向与第一方向相同，此时运动主体121向第一方向运动；若传送带142的传动方向与第一方向相反，此时运动主体121向与第一方向相反的方向运动。

在一些示例中，传送带142可以通过夹紧件1324固定于第二调节部132。在这种情况下，传动组件14的传送带142和第二调节部132通过夹紧件1324连接固定，能够便于传送带142拆卸换装，由此能够便于根据需求调整传动精度。

在一些示例中，传送带142可以包括呈平滑状的内侧面和呈齿状的外侧面。在一些示例中，传送带142的内侧面可以与传动轮141接触。在这种情况下，传送带142平滑状的内侧面与传动轮141接触，能够在高速传动时维持稳定；同时呈齿状的外侧面能够降低传动的噪音，即能够辅助减震(参考同步带的减震原理，由于齿状的外侧面在传动时可以提供一定的缓冲作用，因此具有一定的减震效果)，由此能够进一步提升传送带142传动第二调节部132的稳定性。

在一些示例中，传送带142可以是同步带(又称齿带、同步齿形带或正时带)，具体地，同步带可以具有平滑状的内侧面和呈齿状的外侧面。

在另一些示例中，传送带142也可以是刚性与同步带相当的平带、V带。

在一些示例中，传送带142发生扭摆或偏移时所产生的扭摆力或偏移方向的力可以小于弹性元件122的弹力。在这种情况下，当传送带142发生扭摆或偏移时，弹性元件122依然维持运动主体121的第二侧面与第二导轨112抵接，进而能够减少运动主体121脱离第二导轨112的情况，即能够维持运动主体121和第二导轨112的稳定。

图9是示出了本发明另一种示例所涉及的导轨系统1的结构框图。

另外，如图9所示，本发明所涉及的导轨系统1还可以包括辅助组件15。

参见上图5所示，在一些示例中，辅助组件15可以包括测量套件151。在一些示例中，辅助组件15可以包括限位套件152。在一些示例中，辅助组件15可以包括测量套件151和限位套件152。在一些示例中，测量套件151可以包括设置于运动主体121的光栅测量装置1512和设置于第二导轨112的光栅尺1511。在这种情况下，通过光栅尺1511和光栅测量装置1512，能够对运动主体121相对第二导轨112的位移进行测量。

在一些示例中，限位套件152可以包括设置于运动主体121的感应片1521和多个设置于第三导轨113的感应装置1522。在这种情况下，通过感应片1521和感应装置1522配合，能够对运动主体121的运动行程进行追踪约束，从而减少运动主体121移动超限导致运动不精确等不期望的情形发生。

根据本发明，能够提供一种可自适应调节的导轨系统1，该导轨系统1具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

虽然以上结合附图和示例对本发明进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，包括运动组件、导轨组件、传动组件以及调节组件，所述导轨组件用于导引所述运动组件沿第一方向运动；所述传动组件驱动所述运动组件沿所述第一方向运动；响应于所述运动组件受到偏移所述第一方向的传动力，所述调节组件配置为通过旋转方式使所述运动组件相对于所述传动组件旋转，所述传动力为所述传动组件驱动所述运动组件的作用力。

2.根据权利要求1所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述调节组件包括第一调节部和第二调节部，所述第一调节部和所述第二调节部可相对旋转。

3.根据权利要求2所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述运动组件与所述第一调节部固定连接，所述传动组件与所述第二调节部固定连接。

4.根据权利要求2所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述第一调节部包括至少一个轴承以及将所述轴承与所述运动组件固定连接的第一固定座，所述第二调节部包括与所述轴承可相对旋转的转轴以及将所述转轴与所述传动组件固定连接的第二固定座。

5.根据权利要求2所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述导轨组件包括沿所述第一方向设置的第一导轨和第二导轨。

6.根据权利要求5所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述运动组件包括运动主体和弹性元件，所述运动主体包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面设置有所述弹性元件，所述第二侧面与所述第一侧面相对。

7.根据权利要求6所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述弹性元件可滑动地抵接于所述第一导轨；所述运动主体的第二侧面可滑动地抵接于所述第二导轨。

8.根据权利要求6所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述运动主体在中心形成通孔，所述通孔用于与所述第一调节部卡合并通过螺钉固定。

9.根据权利要求6所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，还包括驱动装置；所述传动组件包括传动轮和传送带，所述传动轮与所述驱动装置连接，并且在所述驱动装置的驱动下进行旋转。

10.根据权利要求9所述的具有自适应调节偏差功能的导轨结构，其特征在于，所述传送带发生扭摆或偏移时所产生的扭摆力或偏移方向的力小于所述弹性元件的弹力。