CN2478721Y - 线性平台的滑轨装置 - Google Patents

Abstract

一种线性平台的滑轨装置,包括U型导引轨及与之滑动配合的滑座,该U型导引轨在相对内侧面设置有长条状沟槽,该滑座滑动配合于该长条状沟槽上,且该长条状沟槽与该滑座之间设有多数个可滚动的钢珠,该U型导引轨二侧顶端内缘长度限定在该钢珠半径的一倍至二倍之间。该线性平台的滑轨装置具有结构刚性强、整体重量轻、使用寿命长、材料成本低等优点。

Description

线性平台的滑轨装置

本实用新型是关于一种线性平台的滑轨装置。

由于现代科技水准日渐提高，对于自动化机械、机械手臂、精密仪器及半导体制造设备的需求量更是惊人，而传动用的线性平台则是上述精密机具中不可或缺的一项重要构件，目前一般所见的线性平台样式繁多，但是，由于线性平台的重量、作动稳定度、使用寿命都会影响产品品质及机具成本，所以线性平台是否轻量化、是否具有足够刚性与是否使用寿命长，便都成为机具采购者最为重视的问题；因此，如何开发出一种可以增加结构刚性、节省材料成本及减低整体重量的线性平台，已成为研发者与制造商最想解决的问题。

传统的线性平台无论其结构型态如何，均需采用基座、导引轨、滑座、传动机构及马达所组合而成，并且将呈相对平行的导引轨固定在该基座上，而设置在该滑座上的传动机构会将回转作动变成预设元件的直线运动(通常是以螺杆或皮带作为传动机构)，而带动该滑座在该导引轨上位移滑动；请参阅图1所示，是习用的导引轨7，在该导引轨7上设置有供该滑座上传动机构配合运作的长条导槽71，而导引轨7则设计呈U型结构，由于U型结构具有良好的抗弯曲惯性距，故可提供较高的刚性，另于导引轨7二侧的长条导槽71内设有可自由滚动的钢珠，运用钢珠的滚动可以导引该滑座在传动机构的带动下进行直线运动，且上述该滑座的直线运动与该导引轨7呈相对运动(该导引轨7不动)；此种习用的线性平台结构已在市面上销售，使用许久，但是此种设计在结构刚性与实用性上仍有不足之处，令其功效不佳，究其原因在于：

其一，因线性平台的运用范围十分广泛，而在目前高速进给、精密定位及容易控制的使用趋势下，原有的导引轨7的结构刚性已呈现不足的状况；

其二，由于线性平台的重量会产生作动惯性力，而习用导引轨7的较长实心结构更是产生惯性力的主要原因，所以，习用的导引轨7会产生较高的惯性力，造成产品精度的不良影响，特别是对于多层、多轴式组合(如XY轴式平台)或回转及悬臂梁形式的线性传动平台，降低结构作动惯性是最大的课题；

其三，一般线性平台的使用寿命大多是指习用的导引轨7与该滑座的传动机构的精确配合时限而言，若是该导引轨7与该滑座的传动机构被污尘所渗入，则不但会影响传动精度，并且会减少结构寿命；

其四，一般线性平台的重心(G)较高，容易在高速作动下影响平稳性，更会造成该导引轨7材料的浪费及重量的提高。

对于上述习用线性平台的缺点，目前改良趋势都以提高结构厚度的方式增加刚性，如此改良虽有其功效，但却又会产生结构重量增加。

本实用新型的目的在于提供一种线性平台的滑轨装置，其具有结构刚性强、整体重量轻、能防尘而令使用寿命延长、材料成本低等优点。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种线性平台的滑轨装置，包括U型导引轨及与之滑动配合的滑座，该U型导引轨在相对内侧面设置有长条状沟槽，该滑座滑动配合于该长条状沟槽上，且该长条状沟槽与该滑座之间设有多数个可滚动的钢珠，其特征在于：

该U型导引轨二侧顶端内缘长度限定在该钢珠半径的一倍至二倍之间。

所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨的重心位于该导引轨上。

所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨二侧端外缘可设成向下倾斜的倾斜面，该倾斜面是自该U型导引轨二侧相对内侧面的垂直面起始，以小于30度的倾斜角度延伸成一平面。

所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨二侧端外缘也可设成向下倾斜的弧面，该弧面是自该U型导引轨二侧相对内侧面的垂直面起始，以其切面小于30度的倾斜角度延伸成一弧面。

所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该滑座对应该U型导引轨的倾斜面可凸出设置有防尘片，该防尘片将该滑座与该U型导引轨间的间隙遮蔽。

综上所述，本实用新型将线性平台的U型导引轨的重心降低，并且对该线性平台的U型导引轨进行结构改良，在该U型导引轨上端外缘设置有一倾斜面，利用该倾斜面搭配圆滑的弧边可以产生更佳的结构刚性，而该倾斜面的设置更可达成节省材料、减低重量的效果。值得一提的是，该滑座在端盖二侧锁设有防尘片，该防尘片可以确实遮蔽该滑座与该U型导引轨间的间隙，再配合容置于该U型导引轨内的刮油片，本实用新型可以确实防止污尘进入该滑座与该U型导引轨间的间隙，并且确保该滑座的运作顺畅，间接提高了本实用新型的使用寿命。故本实用新型确实是一种可以增加结构刚性、节省材料成本及减低整体重量的线性平台的滑轨装置。

为能对本实用新型所采用的技术手段以及其所能够达成的目的和功效有进一步的了解，兹以较佳实施例配合图式详细说明如后：

图式简要说明：

图1是习用的元件剖示图。

图2是本实用新型的立体组合图。

图3是本实用新型的立体分解图。

图4是本实用新型的U型导引轨横向剖视图。

图5是本实用新型的U型导引轨顶部的局部放大剖视图。

图6是本实用新型另一实施例的立体组合图。

图7是本实用新型的U型导引轨U型滑轨相较于传统结构的刚性改变示意图。

首先请参阅图2、3、4所示，本实用新型是由一U型导引轨1、一滑座4、一螺杆5所组合而成，该滑座4二端组设有端盖3，该U型导引轨1则在相对内侧设置有长条状沟槽11，该长条状沟槽11可提供该滑座4滑设，且该U型导引轨1二侧的长条状沟槽11与该滑座4之间设有可滚动的钢珠32，运用该钢珠32的滚动可以令该滑座4在该U型导引轨1内自由直线位移，而设置在该滑座4上的传动机构(即螺杆5)会将马达传动的回转作动变成该滑座4的直线运动，而带动该滑座4在该U型导引轨1上位移滑动；本实用新型的特征是在于：

请配合参阅图4、5所示，在该U型导引轨1二侧端外缘设置有一向下倾斜的倾斜面12，该倾斜面12自该U型导引轨二侧相对内侧面的垂直面(P)起始，而且以30度以内的倾斜角度θ延伸构成一倾斜面12，另该U型导引轨1二侧顶端内缘长度(K)则限定在该钢珠32半径(R)的一倍至二倍长度之间；

该滑座4，在其端盖3二侧设置有凹陷的防尘片固定部31，在该防尘片固定都31上锁设有防尘片6，该防尘片6恰对应该U型导引轨1的长条状沟槽11，且该防尘片6恰贴抵于该U型导引轨1的倾斜面12，可以遮蔽该滑座4与该U型导引轨1间的间隙，并在该端盖3上设置有刮油片2，该刮油片2恰容置于该U型导引轨1内；

以上所述，即为本实用新型各相关元件的相互关系位置及其构造的概述。

为了清楚说明本实用新型的功效，再请配合参阅图4、5所示，本实用新型由于设定U型导引轨1二侧顶端内缘长度(K)在该钢珠32半径(R)的一倍至二倍长度之间，并且将U型导引轨1上设置长条状沟槽11的位置降低，使线性平台的U型导引轨1的重心(W)降低，以提高结构的刚性并且节省材料；并且由于将该U型导引轨1上端外缘设置出倾斜面12及圆滑的弧边，可节省更多材料，且将重心可产生更佳的结构刚性，及节省材料，请参阅图7所示：本实用新型的U型导引轨相较于习用的导引轨的刚性、重量的改变率图表。此设计是依循拓扑最佳化(Topology optimization)的原理以有限元素法(Finite Element method)进行完成的结构设计，不但藉由重心(W)降低可以减少U型导引轨1的结构高度，而且使材料成本降低、重量减轻，特别是该倾斜面12可以大为削减U型导引轨1的厚度，更能达成节省材料成本、减轻结构重量的目的。由有限元素法分析结果显示本实用新型的U型导引轨相较于习用的导引轨的下压刚性A提高42.7％，单位长度的重量C减少达23.6％，而上拉刚性B提高效果最佳，达到1110％之多，显示本实用新型不只可节省材料，并且在机械刚性上同步提升。

值得一提的是，该滑座4在端盖3二侧锁设有防尘片6，该防尘片恰对应该U型导引轨1的长条状沟槽11，且该防尘片6恰贴抵于该U型导引轨1的倾斜面12上，可以确实遮蔽该滑座4与该U型导引轨1间的间隙，再配合容置于该U型导引轨1内的刮油片2，本实用新型可以确实防止污尘进入该滑座4与该U型导引轨1间的间隙，并且确保该U型导引轨1二侧的长条状沟槽11、滚动钢珠32及该滑座4的运作顺畅，间接提高了本实用新型的使用寿命。

本实用新型的结构设计亦可将该U型导引轨1的倾斜面12设置成弧面，同样能够发挥增加结构刚性、节省材料成本及减低整体重量的功效；请再参阅图6所示，本实用新型设置在该滑座4上的传动机构(螺杆5)也可以是运用一压板61组配的皮带8，同样能够将马达传动的回转作动变成该滑座4的直线运动。

Claims (5)

1.一种线性平台的滑轨装置，包括U型导引轨及与之滑动配合的滑座，该U型导引轨在相对内侧面设置有长条状沟槽，该滑座滑动配合于该长条状沟槽上，且该长条状沟槽与该滑座之间设有多数个可滚动的钢珠，其特征在于：

该U型导引轨二侧顶端内缘长度限定在该钢珠半径的一倍至二倍之间。

2.如权利要求1所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨的重心位于该导引轨上。

3.如权利要求1所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨二侧端外缘设成向下倾斜的倾斜面，该倾斜面是自该U型导引轨二侧相对内侧面的垂直面起始，以小于30度的倾斜角度延伸成一平面。

4.如权利要求1所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该U型导引轨二侧端外缘设成向下倾斜的弧面，该弧面是自该U型导引轨二侧相对内侧面的垂直面起始，以其切面小于30度的倾斜角度延伸成一弧面。

5.如权利要求3所述的线性平台的滑轨装置，其特征在于：该滑座对应该U型导引轨的倾斜面凸出设置有防尘片，该防尘片将该滑座与该U型导引轨间的间隙遮蔽。

Images