CN214674829U - 一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，涉及直线电机十字平台结构领域，包括上层滑动台板、中层集成板、第一直线电机动子、第一直线电机磁轨、第一滑动结构、第二滑轨底座、第二直线电机动子、第二直线电机磁轨，中层集成板包括第一滑轨底座、第二滑动结构，第一滑轨底座与第二滑轨底座呈“十”交叉设置，上层滑动台板通过第一滑动结构与第一滑轨底座滑动连接，第一滑轨底座通过第二滑动结构与第二滑轨底座滑动连接。该直线电机二维对位平台共使用两个滑轨底座与一块滑动台板，减少平台零部件及紧固件的使用，提高直线电机十字平台的刚性及稳定性，便于广泛应用。

Description

一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台

技术领域

本实用新型属于直线电机技术领域，特别涉及一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台。

背景技术

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成，直线电机已逐步取代滚珠丝杠成为驱动直线运动的主流。直线电机二维对位平台是由两个直线电机模组十字交叉组合搭建而成，每个直线电机模组通过直线电机提供动力，配合直线导轨导向，光栅编码器闭环位置反馈，实现直线方向的精确定位。例如：将一个直线电机模组作为上轴，另一个直线电机模组作为下轴，上轴的底座固定在下轴滑动板上，十字交叉组合在一起，上轴作为X方向，下轴作为Y方向，X方向垂直于Y方向，上轴滑动板与下轴滑动板分别在 X方向、Y方向运动，两个方向的运动结合便可带动工件实现XY方向的二维平面坐标定位。直线电机二维对位平台广泛应用于各行业设备运动定位系统。

但是，随着各行业设备的不断更新换代，设备对直线电机十字平台的速度、精度要求越来越高，对直线电机十字平台的尺寸要求越来越小。现有的直线电机二维对位平台大多都是采用标准的滚动直线导轨或者交叉滚柱导轨作为导向机构，直线导轨通过螺钉与模组底座相连接，导轨滑块与滑动板连接，实现各轴的直线运动定位。现有的直线电机十字平台存在几种缺陷：零部件较多，安装步骤繁琐，组装耗费时间较长；零部件多会导致螺钉连接环节更多，发生共振的可能性更大，且精度误差通常会叠加，两个轴各个零部件精度误差叠加在一起，较大影响直线电机十字平台运动精度；现有的直线电机十字平台体积较大，平台重心较高，平台的稳定性及刚性不够强。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，将上层直线电机的底板与下层直线电机的滑动台板用中层集成板代替，减少中间零部件的使用，压缩平台的体积，降低平台重心，提高平台的刚性。

本实用新型的另一个目的在于提供一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，将直线电机的底座与直线电机的底板集成在一起，减少平台零部件及紧固件的使用，减少安装步骤，减小共振发生的可能性，便于广泛应用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，包括上层滑动台板、中层集成板、第一直线电机动子、第一直线电机磁轨、第一滑动结构、第二滑轨底座、第二直线电机动子、第二直线电机磁轨，中层集成板包括第一滑轨底座、第二滑动结构，第二滑动结构固定连接在第一滑轨底座底侧，第一滑轨底座与第二滑轨底座呈“十”交叉设置，第一直线电机磁轨设置在第一滑轨底座上，第二直线电机磁轨设置在第二滑轨底座上，第一直线电机动子与上层滑动台板底面固定连接且与第一直线电机磁轨位置对应，第二直线电机动子与中层集成板底面固定连接且与第二直线电机磁轨位置对应，上层滑动台板与第一滑动结构固定连接且通过第一滑动结构与第一滑轨底座滑动连接，第一滑轨底座通过第二滑动结构与第二滑轨底座滑动连接。第一直线电机动子与上层滑动台板通过螺钉及环氧树脂连接并胶合成一个整体，第二直线电机动子与第一滑轨底座通过螺钉及环氧树脂连接并胶合成一个整体，使平台结构更加稳固。设定上层滑动台板相对于中层集成板的直线滑动为X轴方向运动，中层集成板相对于第二滑轨底座的直线滑动为Y轴方向的运动，该直线电机二维对位平台将X轴方向、Y轴方向的运动结合即可对平面二维空间的运动进行精准对位。将上层直线电机的滑轨底座与下层直线电机的滑动台板用一块中层集成板代替，即第一滑轨底座还作为下层滑动台板，减少中间零部件的使用，压缩平台的体积，降低平台重心，提高平台的刚性；将直线电机的底座与直线电机的底板集成在一起，使该直线电机二维对位平台共使用两个滑轨底座与一块滑动台板，减少平台零部件及紧固件的使用，减少安装步骤，减小共振发生的可能性，便于广泛应用。

进一步地，第一滑轨底座、第二滑轨底座均包括底板与侧板，侧板与底板两侧固定连接后呈“凵”字形结构且形成腔体，第一直线电机磁轨嵌设在第一滑轨底座的底板中间位置，第二直线电机磁轨嵌设在第二滑轨底座的底板中间位置，第一直线电机动子设置于第一滑轨底座的腔体中，第一滑动结构设置于第一直线电机动子的两侧，第二直线电机动子设置于第二滑轨底座的腔体中，第二滑动结构设置于第二直线电机动子的两侧。如此设置让该嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台结构稳固紧凑，降低平台重心，抑制机台共振，提高平台的刚性及运行稳定性。

进一步地，第一滑轨底座的侧板内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第一沟槽道，第二滑轨底座的侧板内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第二沟槽道，第一滑动结构、第二滑动结构数量均为四个，第一滑动结构分布于第一滑轨底座的侧板内外两侧且与相应位置的第一沟槽道滑动连接，第二滑动结构分布于第二滑轨底座的侧板内外两侧且与相应位置的第二沟槽道滑动连接。每层直线电机的滑动台板通过四个滑动结构与对应的滑轨底座滑动连接，提高平台的刚性及运行稳定性。

进一步地，第一滑动结构包括第一滚动体、第一回流器，第二滑动结构包括第二滚动体、第二回流器；第一沟槽道内均嵌设有第一导轨，第一回流器与上层滑动台板底面固定连接且对应第一导轨位置，第一导轨与第一回流器组成第一闭合回路，第一滚动体在第一闭合回路中滚动；第二沟槽道内均嵌设有第二导轨，第二回流器与第一滑轨底座的底面固定连接且对应第二导轨位置，第二导轨与第二回流器组成第二闭合回路，第二滚动体在第二闭合回路中滚动。第一滚动体、第二滚动体均为多颗滚动钢珠组成。第一回流器包括与第一导轨对应的导轨，第二回流器包括与第二导轨对应的导轨，滚动钢珠在相应的导轨内滚动运动。第一导轨、第二导轨均为沟槽滑道式导轨，即嵌设在沟槽内，分别与第一沟槽道、第二沟槽道粘合紧密，提高了该直线电机十字平台的刚性和承载能力。第一导轨集成到第一沟槽道、第二导轨集成到第二沟槽道后再精磨成型，保证最终的直线度，避免了中间环节的变形和误差累积。如此搭建的直线电机十字平台在二维平面的高度波动更小、直线度更好、平面度更高、X轴与Y轴的正交性更加稳定。

进一步地，上层滑动台板、第一滑轨底座均固定连接有光栅编码器，第一滑轨底座侧板、第二滑轨底座侧板的外侧壁均固定连接有光栅尺，光栅编码器与光栅尺位置对应。两个光栅编码器分别为X轴方向及Y轴方向上的运动提供位置反馈。

进一步地，第一滑轨底座、第二滑轨底座前后两端侧板的顶面上固定设置有缓冲橡胶。共八个缓冲橡胶分别通过螺钉固定在第一滑轨底座、第二滑轨底座上，起到行程限位作用。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，在本实用新型当中，该嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台将上层直线电机的滑轨底座与下层直线电机的滑动台板用一块中层集成板代替，即第一滑轨底座还作为下层滑动台板，减少中间零部件的使用，压缩平台的体积，降低平台重心，提高平台的刚性；将直线电机的底座与直线电机的底板集成在一起，使该直线电机二维对位平台共使用两个滑轨底座与一块滑动台板，减少平台零部件及紧固件的使用，减少安装步骤，减小共振发生的可能性，便于广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型第一视角爆炸图。

图3是本实用新型第二视角爆炸图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

参见图1-3所示，本实用新型提供一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，包括上层滑动台板1、中层集成板2、第一直线电机动子3、第一直线电机磁轨4、第一滑动结构5、第二滑轨底座6、第二直线电机动子7、第二直线电机磁轨8，中层集成板2包括第一滑轨底座21、第二滑动结构22，第二滑动结构22固定连接在第一滑轨底座21底侧，第一滑轨底座21与第二滑轨底座 6呈“十”交叉设置，第一直线电机磁轨4设置在第一滑轨底座21上，第二直线电机磁轨8设置在第二滑轨底座6上，第一直线电机动子3与上层滑动台板 1底面固定连接且与第一直线电机磁轨4位置对应，第二直线电机动子7与中层集成板2底面固定连接且与第二直线电机磁轨8位置对应，上层滑动台板1 与第一滑动结构5固定连接且通过第一滑动结构5与第一滑轨底座21滑动连接，第一滑轨底座21通过第二滑动结构22与第二滑轨底座6滑动连接。第一直线电机动子3与上层滑动台板1通过螺钉(图未示)及环氧树脂连接并胶合成一个整体，第二直线电机动子7与第一滑轨底座21通过螺钉(图未示)及环氧树脂(图未示)连接并胶合成一个整体，使平台结构更加稳固。设定上层滑动台板 1相对于中层集成板2的直线滑动为X轴方向运动，中层集成板2相对于第二滑轨底座6的直线滑动为Y轴方向的运动，该直线电机二维对位平台将X轴方向、Y轴方向的运动结合即可对平面二维空间的运动进行精准对位。将上层直线电机的滑轨底座与下层直线电机的滑动台板用一块中层集成板2代替，即第一滑轨底座21还作为下层滑动台板，减少中间零部件的使用，压缩平台的体积，降低平台重心，提高平台的刚性；将直线电机的底座与直线电机的底板集成在一起，使该直线电机二维对位平台共使用两个滑轨底座与一块滑动台板，减少平台零部件及紧固件的使用，减少安装步骤，减小共振发生的可能性，便于广泛应用。

第一滑轨底座21、第二滑轨底座6均包括底板12与侧板13，侧板13与底板12两侧固定连接后呈“凵”字形结构且形成腔体，第一直线电机磁轨4嵌设在第一滑轨底座21的底板12中间位置，第二直线电机磁轨8嵌设在第二滑轨底座6的底板12中间位置，第一直线电机动子3设置于第一滑轨底座21的腔体中，第一滑动结构5设置于第一直线电机动子3的两侧，第二直线电机动子7设置于第二滑轨底座6的腔体中，第二滑动结构22设置于第二直线电机动子7的两侧。如此设置让该嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台结构稳固紧凑，降低平台重心，抑制机台共振，提高平台的刚性及运行稳定性。

第一滑轨底座21的侧板13内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第一沟槽道 211，第二滑轨底座6的侧板13内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第二沟槽道61，第一滑动结构5、第二滑动结构22数量均为四个，第一滑动结构5分布于第一滑轨底座21的侧板13内外两侧且与相应位置的第一沟槽道211滑动连接，第二滑动结构22分布于第二滑轨底座6的侧板13内外两侧且与相应位置的第二沟槽道61滑动连接。每层直线电机的滑动台板通过四个滑动结构与对应的滑轨底座滑动连接，提高平台的刚性及运行稳定性。

第一滑动结构5包括第一滚动体(图未示)、第一回流器(图未示)，第二滑动结构22包括第二滚动体(图未示)、第二回流器(图未示)；第一沟槽道211内均嵌设有第一导轨212，第一回流器与上层滑动台板1底面固定连接且对应第一导轨212位置，第一导轨212与第一回流器组成第一闭合回路，第一滚动体在第一闭合回路中滚动；第二沟槽道61内均嵌设有第二导轨62，第二回流器与第一滑轨底座21的底面固定连接且对应第二导轨62位置，第二导轨62与第二回流器组成第二闭合回路，第二滚动体在第二闭合回路中滚动。第一导轨212、第二导轨62均为沟槽滑道式导轨，即嵌设在沟槽内，分别与第一沟槽道211、第二沟槽道61粘合紧密，提高了该直线电机十字平台的刚性和承载能力。第一导轨212集成到第一沟槽道211、第二导轨62集成到第二沟槽道 61后再精磨成型，保证最终的直线度，避免了中间环节的变形和误差累积。如此搭建的直线电机十字平台在二维平面的高度波动更小、直线度更好、平面度更高、X轴与Y轴的正交性更加稳定。

上层滑动台板1、第一滑轨底座21均固定连接有光栅编码器10，第一滑轨底座21侧板13、第二滑轨底座6侧板13的外侧壁均固定连接有光栅尺11，光栅编码器10与光栅尺11位置对应。两个光栅编码器10分别为X轴方向及Y 轴方向上的运动提供位置反馈。

第一滑轨底座21、第二滑轨底座6前后两端侧板13的顶面上固定设置有缓冲橡胶9。共八个缓冲橡胶9分别通过螺钉固定在第一滑轨底座21、第二滑轨底座6上，起到行程限位作用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：包括上层滑动台板、中层集成板、第一直线电机动子、第一直线电机磁轨、第一滑动结构、第二滑轨底座、第二直线电机动子、第二直线电机磁轨，中层集成板包括第一滑轨底座、第二滑动结构，第二滑动结构固定连接在第一滑轨底座底侧，第一滑轨底座与第二滑轨底座呈“十”交叉设置，第一直线电机磁轨设置在第一滑轨底座上，第二直线电机磁轨设置在第二滑轨底座上，第一直线电机动子与上层滑动台板底面固定连接且与第一直线电机磁轨位置对应，第二直线电机动子与中层集成板底面固定连接且与第二直线电机磁轨位置对应，上层滑动台板与第一滑动结构固定连接且通过第一滑动结构与第一滑轨底座滑动连接，第一滑轨底座通过第二滑动结构与第二滑轨底座滑动连接。

2.如权利要求1所述的嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：第一滑轨底座、第二滑轨底座均包括底板与侧板，侧板与底板两侧固定连接后呈“凵”字形结构且形成腔体，第一直线电机磁轨嵌设在第一滑轨底座的底板中间位置，第二直线电机磁轨嵌设在第二滑轨底座的底板中间位置，第一直线电机动子设置于第一滑轨底座的腔体中，第一滑动结构设置于第一直线电机动子的两侧，第二直线电机动子设置于第二滑轨底座的腔体中，第二滑动结构设置于第二直线电机动子的两侧。

3.如权利要求2所述的嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：第一滑轨底座的侧板内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第一沟槽道，第二滑轨底座的侧板内侧壁、外侧壁均凹陷形成四个第二沟槽道，第一滑动结构、第二滑动结构数量均为四个，第一滑动结构分布于第一滑轨底座的侧板内外两侧且与相应位置的第一沟槽道滑动连接，第二滑动结构分布于第二滑轨底座的侧板内外两侧且与相应位置的第二沟槽道滑动连接。

4.如权利要求3所述的嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：第一滑动结构包括第一滚动体、第一回流器，第二滑动结构包括第二滚动体、第二回流器；第一沟槽道内均嵌设有第一导轨，第一回流器与上层滑动台板底面固定连接且对应第一导轨位置，第一导轨与第一回流器组成第一闭合回路，第一滚动体在第一闭合回路中滚动；第二沟槽道内均嵌设有第二导轨，第二回流器与第一滑轨底座的底面固定连接且对应第二导轨位置，第二导轨与第二回流器组成第二闭合回路，第二滚动体在第二闭合回路中滚动。

5.如权利要求4所述的嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：上层滑动台板、第一滑轨底座均固定连接有光栅编码器，第一滑轨底座侧板、第二滑轨底座侧板的外侧壁均固定连接有光栅尺，光栅编码器与光栅尺位置对应。

6.如权利要求5所述的嵌入式沟槽导轨导向的直线电机十字平台，其特征在于：第一滑轨底座、第二滑轨底座前后两端侧板的顶面上固定设置有缓冲橡胶。

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