CN2791362Y - 基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置。它包含有安装在机架上的由电机驱动主动轮，同步齿形带和从动轮构成的传动系统，其特征在于主动轮从动轮之间装有一个差动轮线性传动机构，在差动轮线性传动机构内有两个不同半径而同轴固连的差动轮与同步齿形带啮合，安装两个差动轮的直线移动工作平台框架下面有滑块与机架上平行于同步齿形带的导轨匹配。本实用新型可实现由主动轮的旋转运动转化为直线移动工作平台的直线运动，并直接达到减速输出的功能，传动精度高而成本较低。

Description

基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种线性驱动装置，特别是一种基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，可以应用于直角坐标装配机器人单元和相关的应用领域。

背景技术

目前商品化直角坐标装配机器人采用的线性驱动器的机械传动机构主要有滚珠丝杠副和同步齿形带传动机构两大类。前者定位精度较高，但成本高；后者造价低，但刚性差、定位精度低，提高精度和降低成本两者不能兼顾。应用线性驱动器的其它许多直角坐标型机电一体化产品(如绘图机、裁剪机等)也常常存在同样的不足。因此研究开发新型线性传动机构势在必行，以便在保证较高精度的前提下大大降低造价。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于同步齿形带的差动轮线性驱动器装置，可以实现由主动轮的旋转运动转化为差动轮的直线运动，并且具有直接减速输出的功能，传动精度高而成本低。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案：

一种基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，包括安装在机架上的由电机驱动主动轮，同步齿形带和从动轮构成的传动系统，其特征在于主动轮从动轮之间装有一个差动轮线性传动机构，在差动轮线性传动机构内有两个不同半径而同轴固连的差动轮与同步齿形带啮合，安装两个差动轮的直线移动工作平台框架下面有滑块与机架上平行于同步齿形带的导轨匹配。

上述的两个差动轮的安装轴相对于主动轮轴倾斜一个角度，使上下同步齿形带与两个差动轮啮合时仍处于一个垂直平面上。

上述的差动轮线性传动机构上装有四个同步齿形带压紧轮在两个差动轮两侧对同步齿形带施压使其与两个差动轮保持啮合。

上述的差动轮线性传动机构的移动工作平台框架为上下水平面板和左右垂直面板组成的矩形框架，在该矩形框架内通过上下两块楔形块与矩形框架上下水平面板内侧面配合而斜置安装一个内框架，在内框架中安装所述的两个差动轮，楔形块的楔形角度为所述的两个差动轮安装轴的倾斜角度。

上述的移动工作平台框架的左右垂直面板外侧面上下部，分别安装所述的同步齿形带压紧轮。

上述的两个差动轮安装轴的一端通过一个联轴节联接一个位置检测编码器的输入轴。

本实用新型与现有技术相比，具有如下显而易见的实质性特点和优点：本实用新型中采用一个差动轮线性传动机构，通过同步齿形带与其内的两个半径不同的差动轮啮合，两个差动轮与同步齿形带啮合点的线速度差导致差动轮安装轴的平移，实现线性驱动。差动轮安装轴倾斜一个角度安装，使上下同步齿形带与两个差动轮啮合时仍处于同一垂直平面上，同时设有同步齿形带压紧轮，使同步齿形带能确保与两个差动轮正确啮合。设有安装两个差动轮的内框架通过楔形块与直线移动工作平台框架相配合，只要调整楔形块即可达到调整差动轮安装轴的倾斜角度。在差动轮安装轴的一端装有一个位置检测编码器，可测量直线移动工作平台的移动速度和位置。本实用新型可实现由主动轮的旋转运动转化为直线移动工作平台的直线运动，并直接达到减速输出，无需另加减速机构。本实用新型传动精度高而成本较低。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中A-A处的放大剖视图。

具体实施方式

本实用新型的一个优选实施例是：参见图1、图2和图3，本基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，包含有：电机13、主动轮1、同步齿形带4、滚动导轨11、差动轮线性传动机构2、从动轮5、同步齿形带压紧轮3、位置检测编码器6等。差动轮线性传动机构2上装有两个半径不同的差动轮9、10，并且，两轮同轴固连在一起，两差动轮的安装轴14相对于主动轮轴倾斜一定角度θ；通过同步齿形带压紧轮3使同步齿形带4与两差动轮9、10、主动轮1、从动轮5的各上下两个齿面保持啮合。当电机13驱动主动轮1时，主动轮1就带动同步齿形带4运动，随后差动轮9、10在同步齿形带4驱动下，由于两差动轮9、10的半径不同，就会产生两差动轮9、10绕轴的中心线旋转和差动轮的轴14沿滚动导轨11作直线运动，从而实现线性驱动功能，直线运动的位移和速度由位置检测编码器6测量出。

上述的差动线性传动机构2的安装及结构是：两个半径不同的差动轮9、10固连在差动轮安装轴14上，这个差动轮安装轴14通过轴承并以简支梁的结构形式安装在内框架15上；内框架15又通过上、下倾角调整楔形块8、16和直线移动工作平台框架12相连接，并倾斜一定角度θ；直线移动工作平台框架12的下平面和滚珠导轨11的滑块22相连接；滚珠导轨和机架21相连接。

上述的差动轮线性传动机构2装有两个半径不同的差动轮9、10，只要改变这两个差动轮9、10的半径就可实现不同的传动比；并通过改变安装内框架15的上、下两楔形块8、16的斜角θ，就能实现改变差动轮安装轴14的安装倾角θ，从而保证不同的传动比啮合要求。

上述的差动轮线性传动机构2的上、下楔形块8、16的安装及结构是：上楔形块8通过四个螺钉与内框架15和直线移动工作平台框架12相连；下楔形块16由一个楔块顶紧模块18顶紧。

上述的差动轮线性传动机构2的同步齿形带压紧轮3的安装和结构是：压紧轮3安装在压紧轮安装支架17上，压紧轮安装支架17安装在直线移动工作平台框架12上，安装时调整压紧轮支架17以保证压紧轮3的旋转轴线与差动轮的旋转轴线平行，从而保证同步齿形带4的扭转角与差动轮安装轴14的倾角相同，实现同步齿形带4和两差动轮9、10的上、下两个齿面进行传动啮合。

上述的主动轮1的安装及结构是：主动轮1和轮轴固连接，轮轴通过轴承并以简支梁的结构形式安装在主动轮U字形支架19上；主动轮U字形支架19和机架21相连接，并与从动轮U字形支架20保持传动所需的中心距。

上述的从动轮5的安装及结构是：从动轮5和轮轴固连接，轮轴通过轴承并以简支梁的结构形式安装在从动轮U字形支架20上；从动轮U字形支架20和机架21相连接，并与主动轮U字形支架19保持传动所需的中心距。

Claims (6)

1.一种基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，包括安装在机架(21)上的由电机(13)驱动主动轮(1)，同步齿形带(4)和从动轮(5)构成的传动系统，其特征在于主动轮(1)从动轮(5)之间装有一个差动轮线性传动机构(2)，在差动轮线性传动机构(2)内有两个不同半径而同轴固连的差动轮(9、10)与同步齿形带啮合，安装两个差动轮(9、10)的直线移动工作平台框架(12)下面有滑块(22)与机架(21)上平行于同步齿形带(4)的导轨(11)匹配。

2.根据权利要求1所述的基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，其特征在于两个差动轮(9、10)的安装轴(14)相对于主动轮(1)轴倾斜一个角度(θ)，使上下同步齿形带(4)与两个差动轮(9、10)啮合时仍处于一个垂直平面上。

3.根据权利要求2所述的基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，其特征在于差动轮线性传动机构(2)上装有四个同步齿形带压紧轮(3)在两个差动轮(9、10)两侧对同步齿形带(4)施压使其与两个差动轮保持啮合。

4.根据权利要求2所述的基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，其特征在于差动轮线性传动机构(2)的移动工作平台框架(12)为上下水平面板和左右垂直面板组成的矩形框架，在该矩形框架内通过上下两块楔形块(8、16)与矩形框架上下水平面板内侧面配合而斜置安装一个内框架(15)，在内框架(15)中安装所述的两个差动轮(9、10)，楔形块(8、16)的楔形角度为所述的两个差动轮(9、10)安装轴(14)的倾斜角度(θ)。

5.根据权利要求3或4所述的基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，其特征在于在移动工作平台框架(12)的左右垂直面板外侧面上下部，分别安装所述的同步齿形带压紧轮(3)。

6.根据权利要求1或4所述的基于同步齿形带的差动轮线性驱动装置，其特征在于两个差动轮(9、10)安装轴(14)的一端通过一个联轴节联接一个位置检测编码器(6)的输入轴。

Images