CN220156381U - 直线旋转作动机构及机械设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直线旋转作动机构及机械设备，直线旋转作动机构包括基体、第一作动机构和第二作动机构，第一作动机构包括第一定子、第一动子和第一输出轴，第一输出轴与第一动子连接，以被第一动子驱动而沿前后向进行直线运动；第二作动机构包括第二定子、第二动子和第二输出轴，第二输出轴与第二动子固定连接，以被第二动子驱动而绕前后向轴线进行旋转运动；第一输出轴与第二输出轴连接。本实用新型中的第一输出轴与第二输出轴连接，可将第一输出轴的直线平移运动传递至第二输出轴处，使得第二输出轴具有沿前后向的直线平移输出、以及绕前后向轴线的旋转输出，具有结构简单、组装便捷的特点。

Description

直线旋转作动机构及机械设备

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种直线旋转作动机构及机械设备。

背景技术

电机俗称为马达，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机的种类有多种，根据输出形式的不同，可以划分为直线电机、旋转电机、以及直线-旋转电机。其中，直线-旋转电机(Z-R机构)被广泛应用于工业自动化设备中。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种结构简单的直线旋转作动机构以及该直线旋转作动机构所应用的机械设备。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种直线旋转作动机构，包括：

基体；

第一作动机构，包括第一定子、第一动子和第一输出轴，所述第一定子与所述基体固定连接，所述第一输出轴与所述第一动子连接，以被所述第一动子驱动而沿前后向进行直线运动；以及，

第二作动机构，包括第二定子、第二动子和第二输出轴，所述第二定子相对所述基体固定，所述第二输出轴与所述第二动子固定连接，以被所述第二动子驱动而绕前后向轴线进行旋转运动；

其中，所述第一输出轴与所述第二输出轴连接。

可选地，所述基体包括沿前后向延伸的第一安装壁；

所述第一定子固定安装于所述第一安装壁，所述第一动子间隔设置于所述第一定子远离所述第一安装壁的一侧；

所述直线旋转作动机构还包括安装法兰，所述安装法兰的侧表面固定安装于所述第一安装壁，所述第二定子固定安装于所述安装法兰的端表面所述第二定子和所述第二动子通过第一轴承内外活动套接。

可选地，所述直线旋转作动机构还包括第二轴承，所述第二轴承固定安装于所述第一动子，所述第一输出轴的一段转动安装于所述第二轴承。

可选地，所述第二轴承被设置为滚珠轴承。

可选地，所述第一输出轴和所述第二输出轴一体成型设置。

可选地，所述第一输出轴和所述第二输出轴分体成型设置。

可选地，所述第一输出轴被设置为花键轴，所述直线旋转作动机构还包括花键轴承，所述花键轴承相对所述第二定子固定，所述第一输出轴和所述第二输出轴通过所述花键轴承固定连接。

可选地，所述第一作动机构包括平板直线电机、U型直线电机、圆筒形直线电机或者音圈型直线电机；和/或，

所述第二作动机构包括内转子永磁电机、外转子永磁电机、直流电机、感应电机或者步进电机。

可选地，所述直线旋转作动机构还包括负载安装夹具，所述负载安装夹具固定安装于所述第二输出轴远离所述第一输出轴的一段。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供了一种机械设备，包括直线旋转作动机构，所述直线旋转作动机构包括：

基体；

第一作动机构，包括第一定子、第一动子和第一输出轴，所述第一定子与所述基体固定连接，所述第一输出轴与所述第一动子连接，以被所述第一动子驱动而沿前后向进行直线运动；以及，

第二作动机构，包括第二定子、第二动子和第二输出轴，所述第二定子相对所述基体固定，所述第二输出轴与所述第二动子固定连接，以被所述第二动子驱动而绕前后向轴线进行旋转运动；

其中，所述第一输出轴与所述第二输出轴连接。

本实用新型提供的技术方案中，直线旋转作动机构由第一作动机构及第二作动机构组合构成，其中，在第一定子和第一动子的共同作用下，第一动子带动第一输出轴进行沿前后向的直线运动；在第二定子和第二动子的共同作用下，第二动子带动第二输出轴进行绕前后向轴线的旋转运动。由于第一输出轴与第二输出轴连接，可将第一输出轴的直线平移运动传递至第二输出轴处，使得第二输出轴具有沿前后向的直线平移输出、以及绕前后向轴线的旋转输出，具有结构简单、组装便捷的特点。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的直线旋转作动机构的一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

100基体；110第一安装壁；200第一作动机构；210第一定子；220第一动子；230第一输出轴；300第二作动机构；310第二定子；320第二动子；330第二输出轴；400安装法兰；500第一轴承；600第二轴承；700花键轴承；800负载安装夹具。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1，本实用新型提供的直线旋转作动机构，主要可作为能够同时实现直线输出和旋转输出的电机设备进行使用。其中，所述直线旋转作动机构包括基体100、第一作动机构200以及第二作动机构300。其中，所述第一作动机构200包括第一定子210、第一动子220和第一输出轴230，所述第一定子210与所述基体100固定连接，所述第一输出轴230与所述第一动子220连接，以被所述第一动子220驱动而沿前后向进行直线运动；所述第二作动机构300包括第二定子310、第二动子320和第二输出轴330，所述第二定子310相对所述基体100固定，所述第二输出轴330与所述第二动子320固定连接，以被所述第二动子320驱动而绕前后向轴线进行旋转运动；所述第一输出轴230与所述第二输出轴330连接。

本实用新型提供的技术方案中，直线旋转作动机构由第一作动机构200及第二作动机构300组合构成，其中，在第一定子210和第一动子220的共同作用下，第一动子220带动第一输出轴230进行沿前后向的直线运动；在第二定子310和第二动子320的共同作用下，第二动子320带动第二输出轴330进行绕前后向轴线的旋转运动。由于第一输出轴230与第二输出轴330连接，可将第一输出轴230的直线平移运动传递至第二输出轴330处，使得第二输出轴330具有沿前后向的直线平移输出、以及绕前后向轴线的旋转输出，具有结构简单、组装便捷的特点。

需要说明的是，在以上及以下实施例中所涉及的前后向，仅用于表征直线旋转作动机构中各个功能构件的相对活动关系，并不构成对直线旋转作动机构的具体应用方位的限制。

在本设计中，基体100可以具体表现为壳体结构，例如为将第一作动机构200和第二作动机构300集成安装的整机外壳。或者，基体100可以具体表现为相对整机外壳基本固定的板状结构、块状结构、柱状结构、架体结构等中的一种或者几种。所述基体100包括沿前后向延伸的第一安装壁110。该第一安装壁110可以由例如整机外壳的一侧壳板所限定出的。

基于此，第一作动机构200可以直接采用现有的电机产品、或者采用现有的电机产品中的主要功能机构。该电机产品可以是但不限于平板直线电机、U型直线电机、圆筒形直线电机和者音圈型直线电机中的一种或者几种。可根据直线旋转作动机构的主要应用需求进行具体选取设置。

具体而言，所述第一定子210固定安装于所述第一安装壁110，且大致沿第一安装壁110的壁面前后延伸呈块状。所述第一动子220间隔设置于所述第一定子210远离所述第一安装壁110的一侧。第一定子210在第一安装壁110上的正投影区域为第一区域，第一动子220在第一安装壁110上的正投影区域为第二区域，则第一区域和第二区域至少部分重叠，且一般地，可设置第一区域大于第二区域。第一动子220的前端设有槽结构或者通孔结构，该槽结构或者通孔结构供第一输出轴230的后段连接。

同样地，第二作动机构300可以直接采用现有的电机产品、或者采用现有的电机产品中的主要功能机构。该电机产品可以是但不限于内转子永磁电机、外转子永磁电机、直流电机、感应电机和步进电机中的一种或者几种。可根据直线旋转作动机构的主要应用需求进行具体选取设置。

第二作动机构300位于第一作动机构200的前侧。所述直线旋转作动机构还包括安装法兰400，所述安装法兰400的侧表面固定安装于所述第一安装壁110，所述第二定子310固定安装于所述安装法兰400的前端表面，所述第二定子310和所述第二动子320通过第一轴承500内外活动套接。

第二定子310和第二动子320均呈环状设置，且二者通过第一轴承500内外活动套接。具体而言在一实施例中，第二定子310可以套接在第二动子320的外侧，二者之间的套接处通过一个或者至少两个第一轴承500转动连接。第二动子320的中部沿前后向贯设有通孔结构，第二输出轴330穿设于该通孔结构处。第二输出轴330的后段向后伸出该通孔结构外，并与第一输出轴230的前端连接。第二输出轴330的前段向前伸出该通孔结构外，并用于与负载件连接，带动负载件同时实现直线运动和旋转运动。

或者在一实施例中，第二动子320可以套接在第二定子310的外侧，二者之间的套接处通过一个或者至少两个第一轴承500转动连接。第二定子310的中部沿前后向贯设有通孔结构，第二输出轴330穿设于该通孔结构处。第二输出轴330的后段向后伸出该通孔结构外，并与第一输出轴230的前端连接。第二输出轴330的前段向前伸出该通孔结构外，并用于与负载件连接，带动负载件同时实现直线运动和旋转运动。

接着，在一实施例中，所述直线旋转作动机构还包括第二轴承600，所述第二轴承600固定安装于所述第一动子220，所述第一输出轴230的一段转动安装于所述第二轴承600。第二轴承600可以嵌设在第一动子220上述的槽结构或者通孔结构中，使得第一输出轴230被第一动子220带动进行前后向直线运动的同时，还具有沿前后向轴线旋转的活动自由度。

当然，第二轴承600的具体类型不做限制，在一具体应用中，所述第二轴承600可被设置为滚珠轴承。滚珠轴承的起动摩擦小且工作摩擦合适，能够承受径向和轴向联合载荷，其中，轴向也即本设计中的前后向。如此地，由于第一输出轴230在被第一动子220带动而沿前后向进行直线运动时，还会被第二输出轴330后带动而沿前后向轴线进行旋转运动。滚珠轴承的设置，更加适配第一输出轴230的运动需求。

此外，在一实施例中，所述第一输出轴230和所述第二输出轴330一体成型设置。也即，第一输出轴230和第二输出轴330具体表现为一个整轴结构，可被第一作动机构200和第二作动机构300共用。如此地，该整轴的后段通过第二轴承600转动安装于第一动子220，该整轴的前段朝前贯穿套接在内侧的第二定子310或者第二动子320处。整轴的设置，有助于简省第一输出轴230和的输出轴的连接结构和连接操作，有助于整机结构简单和安装方便。

或者在一实施例中，所述第一输出轴230和所述第二输出轴330分体成型设置，而后通过连接件进行第一输出轴230和第二输出轴330的连接操作。通过第一输出轴230和第二输出轴330进行分体成型设置，有助于确保第一作动机构200和第二作动机构300在集成之前，二者的结构独立性和完整性。如此地，直线旋转作动机构可直接利用结构和性能完善的第一作动机构200和第二作动机构300，无需对第一作动机构200和第二作动机构300本身进行结构改进，同样有助于整机的结构简单和安装方便。

当第一输出轴230和第二输出轴330进行分体成型设置时，其连接件的具体方案不做限制，例如，第一输出轴230和第二输出轴330可直接进行焊接固定、通过联轴器固定连接等。或者在本实施例中，所述第一输出轴230被设置为花键轴，所述直线旋转作动机构还包括花键轴承700，所述花键轴承700相对所述第二定子310固定，所述第一输出轴230和所述第二输出轴330通过所述花键轴承700固定连接。花键轴承700具体可嵌设在例如上述的安装法兰400上，花键轴与花键轴承700配合使用，将第二输出轴330的旋转运动传递至第一输出轴230处。

此外，基于上述实施例，在进一步的方案中，所述直线旋转作动机构还包括负载安装夹具800，所述负载安装夹具800固定安装于所述第二输出轴330远离所述第一输出轴230的一段。负载安装夹具800可根据与第二输出轴330连接的负载件的类型进行具体设置，负载安装夹具800安装至第二输出轴330后，便利于负载件的快捷安装。

本实用新型还提供了一种机械设备，所述机械设备包括直线旋转作动机构。需要说明的是，机械设备内的直线旋转作动机构的详细结构可参照上述直线旋转作动机构的实施例，此处不再赘述；由于在本申请的机械设备中使用了上述直线旋转作动机构，因此，本申请机械设备的实施例包括上述直线旋转作动机构全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

机械设备的具体类型不做限制，可以是例如机床、车辆、工程机械等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直线旋转作动机构，其特征在于，包括：

基体；

第一作动机构，包括第一定子、第一动子和第一输出轴，所述第一定子与所述基体固定连接，所述第一输出轴与所述第一动子连接，以被所述第一动子驱动而沿前后向进行直线运动；以及，

第二作动机构，包括第二定子、第二动子和第二输出轴，所述第二定子相对所述基体固定，所述第二输出轴与所述第二动子固定连接，以被所述第二动子驱动而绕前后向轴线进行旋转运动；

其中，所述第一输出轴与所述第二输出轴连接。

2.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述基体包括沿前后向延伸的第一安装壁；

所述第一定子固定安装于所述第一安装壁，所述第一动子间隔设置于所述第一定子远离所述第一安装壁的一侧；

所述直线旋转作动机构还包括安装法兰，所述安装法兰的侧表面固定安装于所述第一安装壁，所述第二定子固定安装于所述安装法兰的端表面，所述第二定子和所述第二动子通过第一轴承内外活动套接。

3.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述直线旋转作动机构还包括第二轴承，所述第二轴承固定安装于所述第一动子，所述第一输出轴的一段转动安装于所述第二轴承。

4.如权利要求3所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述第二轴承被设置为滚珠轴承。

5.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述第一输出轴和所述第二输出轴一体成型设置。

6.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述第一输出轴和所述第二输出轴分体成型设置。

7.如权利要求6所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述第一输出轴被设置为花键轴，所述直线旋转作动机构还包括花键轴承，所述花键轴承相对所述第二定子固定，所述第一输出轴和所述第二输出轴通过所述花键轴承固定连接。

8.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述第一作动机构包括平板直线电机、U型直线电机、圆筒形直线电机或者音圈型直线电机；和/或，

所述第二作动机构包括内转子永磁电机、外转子永磁电机、直流电机、感应电机或者步进电机。

9.如权利要求1所述的直线旋转作动机构，其特征在于，所述直线旋转作动机构还包括负载安装夹具，所述负载安装夹具固定安装于所述第二输出轴远离所述第一输出轴的一段。

10.一种机械设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的直线旋转作动机构。