CN213235982U - 一种对位平台及用于对位平台的传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对位平台及用于对位平台的传动机构，用于对位平台的传动机构包括可沿轨滑动的调节台体，调节台体与螺母连接件固定连接，螺母连接件设有滚珠丝杆副，滚珠丝杆副包括螺纹连接的螺母和丝杆，螺母和丝杆之间设有滚珠，螺母与螺母连接件固定连接，丝杆与驱动电机连接，还包括气缸，气缸的输出轴与螺母连接件固定连接。上述用于对位平台的传动机构，增设的气缸在螺母连接件正向运动时同步正向推动螺母连接件，此时螺母与滚珠间零背隙，轴向刚度高，气缸增加了正向传动时的驱动力；在螺母连接件反向运动时，螺母与滚珠间出现背隙，增设的气缸同步反向拉动螺母连接件，消除了背隙，气缸增加了反向传动时的精度和轴向刚度。

Description

一种对位平台及用于对位平台的传动机构

技术领域

本实用新型涉及对位平台技术领域，特别涉及一种用于对位平台的传动机构。还涉及一种对位平台。

背景技术

常用的对位平台有三种，xyθ结构，5M结构，UVW结构；核心功能都是对位，通过X轴移动，Y轴移动，θ轴旋转，实现对位功能。UVW对位平台的“U”、“V”“和W”对应的是三个动力轴，X轴方向两个马达(VW轴)，Y轴方向一个马达(U)，X轴两个马达同动实现X轴移动，Y轴一个马达控制Y轴移动，X轴两个不同步的时候实现θ轴转动，通过控制三个马达实现了X，Y的的移动，θ轴旋转实现对位。

目前的UVW对位平台主要由伺服电机、滚珠丝杆副、交叉滚珠导轨等组成。滚珠丝杆副除了对本身传动精度有要求外，对其轴向背隙也有严格要求，以保证其正反向传动精度；而滚珠丝杆副长时间使用后滚道、滚珠磨损及螺母原有的背隙都会形成滚珠丝杆副的轴向背隙，导致现有UVW对位平台工作精度低，且只有电机提供驱动力推动负载，响应速度慢，影响了其应用。

因此，如何能够提供一种增加传动精度、提高响应速度的用于对位平台的传动机构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于对位平台的传动机构，增设的气缸在螺母连接件正向运动时同步正向推动螺母连接件，此时螺母与滚珠间零背隙，轴向刚度高，气缸增加了正向传动时的驱动力；在螺母连接件反向运动时，螺母与滚珠间出现背隙，增设的气缸同步反向拉动螺母连接件，消除了背隙，气缸增加了反向传动时的精度和轴向刚度。本实用新型的另一目的是提供一种对位平台。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于对位平台的传动机构，包括可沿轨滑动的调节台体，所述调节台体与螺母连接件固定连接，所述螺母连接件设有滚珠丝杆副，所述滚珠丝杆副包括螺纹连接的螺母和丝杆，所述螺母和所述丝杆之间设有滚珠，所述螺母与所述螺母连接件固定连接，所述丝杆与驱动电机连接，还包括气缸，所述气缸的输出轴与所述螺母连接件固定连接；

当所述丝杆在所述驱动电机的驱动下，通过所述螺母连接件推动所述调节台体正向运动时，所述气缸正向推动所述螺母连接件和所述调节台体；

当所述丝杆在所述驱动电机的驱动下，通过所述螺母连接件拉动所述调节台体反向运动时，所述气缸反向拉动所述螺母连接件和所述调节台体。

优选地，所述气缸与所述滚珠丝杆副位于所述螺母连接件的同一侧，所述气缸平行设置于所述滚珠丝杆副的侧面。

优选地，所述气缸的两端设置两个气管接头，所述气管接头连接电磁阀，所述电磁阀用以控制所述气缸正向推动所述螺母连接件或反向拉动所述螺母连接件。

优选地，所述调节台体包括第一导轨以及滑动装配于所述第一导轨的滑块结构，所述滑块结构与所述螺母连接件固定连接。

优选地，所述调节台体包括滑块固定板和交叉滚珠轴环，所述滑块结构设有第二导轨，所述滑块固定板滑动装配于所述第二导轨，所述交叉滚珠轴环固定安装于所述滑块固定板。

优选地，所述交叉滚珠轴环的内圈与所述滑块固定板连接。

优选地，所述滚珠丝杆副包括丝杆固定座，所述丝杆穿设所述丝杆固定座和所述螺母连接件，所述丝杆位于所述丝杆固定座的第一端与所述驱动电机连接，所述丝杆位于所述螺母连接件的第二端与所述螺母连接。

本实用新型还提供一种对位平台，包括调节板、固定板和如上述任一项所述的用于对位平台的传动机构，所述用于对位平台的传动机构设于所述调节板和所述固定板之间。

优选地，所述调节板与交叉滚珠轴环的外圈轴承连接。

优选地，所述用于对位平台的传动机构的数量为三个，三个所述用于对位平台的传动机构分别设于所述固定板的边角处，位于对角的两个所述用于对位平台的传动机构沿X方向设置，位于邻角的另一个所述用于对位平台的传动机构沿Y方向设置。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的用于对位平台的传动机构包括调节台体、螺母连接件、滚珠丝杆副、驱动电机和气缸，螺母连接件与调节台体固定连接，螺母连接件与滚珠丝杆副传动连接，螺母连接件还与气缸的输出端固定连接；在使用时，驱动电机驱动滚珠丝杆副中的丝杆转动，丝杆的旋转运动转化为滚珠丝杆副中的螺母的直线运动，进而由滚珠丝杆副带动螺母连接件运动，再由螺母连接件带动调节台体运动，而气缸可直接带动螺母连接件运动，再由螺母连接件带动调节台体运动；驱动电机和气缸同向驱动螺母连接件正向运动时，此时螺母连接件正向推动调节台体，滚珠丝杆副中的螺母与滚珠间零背隙，轴向刚度高，气缸增加了正向传动时的驱动力；驱动电机驱动螺母连接件反向运动时，此时螺母连接件反向拉动调节台体，滚珠丝杆副中的螺母与滚珠间出现背隙，增设的气缸反向拉动螺母连接件，消除了螺母与滚珠间的背隙，实现了与正向传动时同样的零背隙，气缸增加了反向传动时的精度和轴向刚度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的对位平台的分解示意图；

图2为本实用新型实施例提供的对位平台的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的对位平台在去除调节板后的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的对位平台在螺母连接件处的水平方向局部放大示意图；

图5为本实用新型实施例提供的对位平台在螺母连接件处的竖直方向局部放大示意图；

图6为本实用新型实施例提供的丝杆与螺母连接处的局部放大示意图；

图7为图6在气缸提供推力时的结构示意图；

图8为图6在气缸提供拉力时的结构示意图。

其中：

1-调节板、2-固定板、3-气缸、41-第一导轨、42-滑块结构、5-滑块固定板、6-交叉滚珠轴环、7-螺母连接件、81-螺母、82-丝杆、83-滚珠、84-丝杆固定座、8301-A点、8302-B点、8303-C点、8304-D点、9-驱动电机、10-支撑架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图8，其中，图1为本实用新型实施例提供的对位平台的分解示意图，图2为本实用新型实施例提供的对位平台的俯视图，图3为本实用新型实施例提供的对位平台在去除调节板后的俯视图，图4为本实用新型实施例提供的对位平台在螺母连接件处的水平方向局部放大示意图，图5为本实用新型实施例提供的对位平台在螺母连接件处的竖直方向局部放大示意图，图6为本实用新型实施例提供的丝杆与螺母连接处的局部放大示意图，图7为图6在气缸提供推力时的结构示意图，图8为图6在气缸提供拉力时的结构示意图。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供的用于对位平台的传动机构包括调节台体、螺母连接件7、滚珠丝杆副、驱动电机9和气缸3。其中，调节台体可沿轨滑动，滑动形式具体为直线运动。调节台体与螺母连接件7固定连接，调节台体设有滚珠丝杆副，调节台体与滚珠丝杆副传动连接，调节台体与气缸3的输出轴固定连接。

在本实施例中，滚珠丝杆副包括螺母81、丝杆82和滚珠83，螺母81和丝杆82之间的滚道设有滚珠83，螺母81和丝杆82螺纹连接，螺母81与螺母连接件7固定连接，丝杆82与驱动电机9连接，通过螺母81可将驱动电机9传递至丝杆82的旋转运动转化为直线运动，进而由螺母81带动螺母连接件7运动，再由螺母连接件7带动调节台体运动。

在滚珠丝杆副的单独驱动过程中，丝杆82在驱动电机9驱动的下具有两个旋转方向。在丝杆82做正向的旋转运动时，丝杆82带动螺母81正向运动，螺母81再带动螺母连接件7正向运动，最终由螺母连接件7带动调节台体实现正向运动，此时正向运动表现为螺母连接件7对调节台体的推动。在丝杆82做反向的旋转运动时，丝杆82带动螺母81反向运动，螺母81再带动螺母连接件7反向运动，最终由螺母连接件7带动调节台体实现反向运动，此时反向运动表现为螺母连接件7对调节台体的拉动。

在滚珠丝杆副结合气缸3的共同驱动过程中，该用于对位平台的传动机构在滚珠丝杆副旁边增加一个气缸3，气缸3的运动方向和滚珠丝杆副的运动方向相同。

在滚珠丝杆副正向传动进而实现螺母连接件7正向推动调节台体时，气缸3以同向驱动的方式正向推动螺母连接件7，最终由螺母连接件7正向推动调节台体，此时气缸3向螺母连接件7施加推力F₁，而螺母连接件7与螺母81固定连接，因此螺母81受到推力F₁的作用，气缸3增加了正向传动时的驱动力；如图7所示，在推力F₁的作用下，螺母81向左挤压滚珠83，此时螺母81与滚珠83相接触的A点8301处无间隙，滚珠83在受到挤压后与丝杆82紧密接触，此时丝杆82与滚珠83相接触的B点8302处无间隙，实现了螺母81与滚珠83间零背隙，提高了轴向刚度。

在滚珠丝杆副反向传动进而实现螺母连接件7反向拉动调节台体时，气缸3以同向驱动的方式反向拉动螺母连接件7，最终由螺母连接件7反向拉动调节台体；如图8所示，此时气缸3向螺母连接件7施加拉力F₂，螺母81受到拉力F₂的作用，在拉力F₂的作用下，螺母81向右挤压滚珠83，此时螺母81与滚珠83相接触的C点8303处无间隙，滚珠83在受到挤压后与丝杆82紧密接触，此时丝杆82与滚珠83相接触的D点8304处无间隙，消除了螺母81与滚珠83间的背隙，实现了与正向传动时同样的零背隙，此时气缸3增加了反向传动时的精度和轴向刚度。

在本实施例中，螺母81与螺母连接件7固定连接，气缸3直接作用于螺母连接件7即相当于气缸3直接作用于螺母81，而驱动电机9直接作用于丝杆82，滚珠83设于螺母81和丝杆82之间的滚道，长时间使用后滚道、滚珠83磨损及螺母81原有的背隙都会形成滚珠丝杆副的轴向背隙，此时增设的气缸3与驱动电机9共同作用，在正向驱动时增加驱动力，在反向驱动时消除螺母81与滚珠83之间的背隙，达到消除背隙的目的，提高工作精度和响应速度。

其中，气缸3与滚珠丝杆副位于螺母连接件7的同一侧，气缸3平行设置在滚珠丝杆副的侧面，气缸3的输出轴与螺母连接件7固定连接，使得气缸3能够直接驱动螺母连接件7运动。更具体的，气缸3固定安装于支撑架10，支撑架10固定安装于工作平面，气缸3通过支撑架10固定安装。

除此以外，调节台体包括第一导轨41以及滑动装配于第一导轨41的滑块结构42，第一导轨41固定安装于工作平面，滑块结构42可在第一导轨41上滑动，滑块结构42与螺母连接件7固定连接，使得螺母连接件7能够直接带动滑块结构42运动，进而实现对调节台体的驱动。

在本实施例中，调节台体还包括滑块固定板5和交叉滚珠轴环6，滑块结构42设有第二导轨，滑块固定板5滑动装配于第二导轨，交叉滚珠轴环6固定安装于滑块固定板5，交叉滚珠轴环6、滑块固定板5和滑块结构42可作为一个整体相对第一导轨41运动。

在本实施例中，交叉滚珠轴环6的内圈与滑块固定板5连接，外圈可与对位平台的其他结构连接。

除此以外，气缸3的两端设置两个气管接头，气管接头连接电磁阀，电磁阀控制气缸3正向推动螺母连接件7或反向拉动螺母连接件7。

除此以外，滚珠丝杆副还包括丝杆固定座84，丝杆82穿设丝杆固定座84和螺母连接件7，驱动电机9与丝杆固定座84相连，使得丝杆82位于丝杆固定座84的第一端与驱动电机9连接，而丝杆82位于螺母连接件7的第二端与螺母81连接。

在本实施例中，螺母连接件7的同一侧的一边固定连接在滑块结构42的一侧，螺母连接件7的同一侧的另一边供丝杆82穿设并与螺母81固定连接；滚珠丝杆副由驱动电机9驱动，驱动电机9固定安装于工作平面。

当驱动电机9驱动丝杆82向螺母连接件7的方向运动(设定以这个方向为正方向)，丝杆82将推动螺母连接件7正向移动，从而带动调节台体整体正向运动。此时，螺母81与滚珠83之间将实现零背隙，增加了轴向刚度。除此以外，使气缸3也正向作用于螺母连接件7，增加了驱动力，机构的响应速度也将会得到提高。

当驱动电机9驱动丝杆82反向运动时，丝杆82将拉动螺母连接件7反向运动，从而带动调节台体整体反向运动。除此以外，通过电磁阀控制气缸3反向运动，气缸3将拉动螺母连接件7反向运动，待丝杆82运动到指定位置后，再控制气缸3正向作用于螺母连接件7，使螺母81与滚珠83还是处于零背隙，增加了反向传动时的精度和轴向刚度。

本实用新型还提供一种对位平台，包括调节板1、固定板2和上述所述的用于对位平台的传动机构，用于对位平台的传动机构设于调节板1和固定板2之间。

更具体的，该用于对位平台的传动机构具体为UVW对位平台。

在本实施例中，该用于对位平台的传动机构的下侧固定安装于固定板2，上侧装配固定于固定板2。

其中，支撑架10固定安装于固定板2，第一导轨41固定安装于固定板2，驱动电机9固定安装于固定板2，调节板1与交叉滚珠轴环6的外圈轴承连接。

示例性的，定义X轴和Y轴位于水平面内且相互垂直，X轴可为水平方向也即固定板2的长度方向，Y轴可为垂直方向也即固定板2的宽度方向。

在本实施例中，上述用于对位平台的传动机构的数量为三个，两个用于X轴方向，一个用于Y轴方向；具体而言，三个用于对位平台的传动机构设于固定板2的边角处，位于对角的两个用于对位平台的传动机构沿X方向设置，这两个传动机构平行安装，位于邻角的另一个用于对位平台的传动机构沿Y方向设置，这一个传动机构与其它两个平行安装的传动机构垂直设置。除此以外，在固定板2的三个边角以外，还有一个边角设置有一个单独的调节台体，可参照现有技术进行设置，本实用新型没有进行改进，这里不再赘述。

在本实施例中，该对位平台通过在固定板2上设置三个气缸3，使气缸3作用于螺母连接件7上的螺母81，消除螺母81与滚珠之间的背隙，提高了丝杆82反向传动精度和轴向刚度，且增加了驱动力，可以提高机构的响应速度。

需要说明的是，该对位平台分别在滚珠丝杆副旁边增加一个气缸3，使UVW对位平台的滚珠丝杆副在工作中，消除螺母81与滚珠的背隙，提高UVW对位平台的工作精度；并且当在驱动电机9驱动外载荷时，通过控制气缸3的作用方向，使对螺母连接件7的驱动力与电机驱动力方向相同，提高了机构的响应速度；还应具有上述用于对位平台的传动机构的全部有益效果，这里不再一一赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的对位平台及用于对位平台的传动机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于对位平台的传动机构，包括可沿轨滑动的调节台体，所述调节台体与螺母连接件(7)固定连接，所述螺母连接件(7)设有滚珠丝杆副，所述滚珠丝杆副包括螺纹连接的螺母(81)和丝杆(82)，所述螺母(81)和所述丝杆(82)之间设有滚珠(83)，所述螺母(81)与所述螺母连接件(7)固定连接，所述丝杆(82)与驱动电机(9)连接，其特征在于，还包括气缸(3)，所述气缸(3)的输出轴与所述螺母连接件(7)固定连接；

当所述丝杆(82)在所述驱动电机(9)的驱动下，通过所述螺母连接件(7)推动所述调节台体正向运动时，所述气缸(3)正向推动所述螺母连接件(7)和所述调节台体；

当所述丝杆(82)在所述驱动电机(9)的驱动下，通过所述螺母连接件(7)拉动所述调节台体反向运动时，所述气缸(3)反向拉动所述螺母连接件(7)和所述调节台体。

2.根据权利要求1所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述气缸(3)与所述滚珠丝杆副位于所述螺母连接件(7)的同一侧，所述气缸(3)平行设置于所述滚珠丝杆副的侧面。

3.根据权利要求2所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述气缸(3)的两端设置两个气管接头，所述气管接头连接电磁阀，所述电磁阀用以控制所述气缸(3)正向推动所述螺母连接件(7)或反向拉动所述螺母连接件(7)。

4.根据权利要求3所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述调节台体包括第一导轨(41)以及滑动装配于所述第一导轨(41)的滑块结构(42)，所述滑块结构(42)与所述螺母连接件(7)固定连接。

5.根据权利要求4所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述调节台体包括滑块固定板(5)和交叉滚珠轴环(6)，所述滑块结构(42)设有第二导轨，所述滑块固定板(5)滑动装配于所述第二导轨，所述交叉滚珠轴环(6)固定安装于所述滑块固定板(5)。

6.根据权利要求5所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述交叉滚珠轴环(6)的内圈与所述滑块固定板(5)连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的用于对位平台的传动机构，其特征在于，所述滚珠丝杆副包括丝杆固定座(84)，所述丝杆(82)穿设所述丝杆固定座(84)和所述螺母连接件(7)，所述丝杆(82)位于所述丝杆固定座(84)的第一端与所述驱动电机(9)连接，所述丝杆(82)位于所述螺母连接件(7)的第二端与所述螺母(81)连接。

8.一种对位平台，其特征在于，包括调节板(1)、固定板(2)和如权利要求1至7任一项所述的用于对位平台的传动机构，所述用于对位平台的传动机构设于所述调节板(1)和所述固定板(2)之间。

9.根据权利要求8所述的对位平台，其特征在于，所述调节板(1)与交叉滚珠轴环(6)的外圈轴承连接。

10.根据权利要求9所述的对位平台，其特征在于，所述用于对位平台的传动机构的数量为三个，三个所述用于对位平台的传动机构分别设于所述固定板(2)的边角处，位于对角的两个所述用于对位平台的传动机构沿X方向设置，位于邻角的另一个所述用于对位平台的传动机构沿Y方向设置。

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