模块化线性驱动单元制造技术

模块化线性驱动单元属于工业自动化领域，是涉及一种模块化线性驱动机构结构的改进。本实用新型专利技术提供一种模块化线性驱动单元，具有结构紧凑、完整的特点，采用模块化和柔性化设计，使得设计、安装、调试、维护都非常简单；可以通过各种外加的附件，非常简单的实现各种线性定位功能。本实用新型专利技术的模块化线性驱动单元包括驱动装置、从动装置及型材主梁，驱动装置和从动装置分别位于型材主梁的两端，位于型材主梁内的同步皮带的两端分别绕过驱动装置的驱动带轮及从动装置的从动带轮，与设置在型材主梁内上部的动安装板的两端固定连接，在上下同步皮带之间的型材主梁中腔内固定设置有直线导轨，直线导轨上设置有滑块，滑块与所述的动安装板固定连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于工业自动化
，具体地说，是涉及一种模块化线性驱动机构结构的改进。
技术介绍
在工业自动化领域，尤其直角坐标机器人领域，在需要获得平稳可靠的直线位移和精确定位的地方，线性驱动机构都是自动化设备的核心部件。一个线性驱动机构，传动装置、直线导向装置、承载梁、连接件等都是必不可少的重要组成部分，若是全部独立设计与生产制造，则会占用大量设计周期，产品的安装与调试也会很麻烦。随着我国自动化产业的高速发展，大量的工业自动系统被应用在各个行业，在需要精确定位、高频率、高速度以及用于危险场所的工况，用于代替传统工人与设备，从而获得更高的安全性和生产效率，取得经济效益的提升。在工业自动化系统中，尤其是在非标准的自动化系统中，仅针对工业自动化系统中的线性驱动机构部分来说，其传统的设计与生产方式，通常是针对每台自动化设备进行单独设计以及生产加工。因为各种线性驱动机构的基本结构具有大量相同相似的地方，又在各个位置具有不同要求，所以传统的单独设计与生产加工的方式具有设计周期长、重复劳动多、生产加工繁琐、安装调试困难等缺点。若是需要的自动化系统需要多个线性驱动机构，则在设计制造以及安装调试时，其难度更会大大增加。
技术实现思路
本技术就是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种模块化线性驱动单元，其具有结构紧凑、完整的特点，以及采用模块化和柔性化设计，使得设计、安装、调试、维护都非常简单；可以通过各种外加的附件，非常简单的实现各种线性定位功能。根据具体的工作要求，可以单独使用，亦可多个组合使用，实现各种方式的驱动与定位要求。为实现本技术的上述目的，本技术采用如下技术方案。本技术的模块化线性驱动单元包括驱动装置、从动装置及型材主梁，其特征在于：驱动装置和从动装置分别位于型材主梁的两端，位于型材主梁内的同步皮带的两端分别绕过驱动装置的驱动带轮及从动装置的从动带轮，与设置在型材主梁内上部的动安装板的两端固定连接，在上下同步皮带之间的型材主梁中腔内固定设置有直线导轨，直线导轨上设置有滑块，滑块与所述的动安装板固定连接。具体地，所述的驱动装置包括端座，位于端座内部的驱动带轮两侧分别依次设置有滚动轴承及孔用弹性挡圈，在端座与型材主梁相对的一侧设置有上下同步皮带的进出孔；滚动轴承及孔用弹性挡圈的作用是将驱动带轮限位于端座内部，只能进行回转运动。孔用弹性挡圈固定在孔（相应于驱动带轮的端座两侧的孔）的内部，用于限制孔内构件的轴向移动，本身具有弹性，安装方便，定位可靠。端座两侧的通孔上开有槽口，孔用弹性挡圈固定在槽口内，两个孔用弹性挡圈将滚动轴承和驱动带轮固定在端座的中间部位，限制了驱动带轮的轴向移动，使得驱动带轮只进行回转运动。进一步地，所述的驱动装置与型材主梁通过上下两组螺栓连接，其中，上部一组连接螺栓的一端为螺纹，另一端开有槽口，其螺纹端与型材主梁连接，开有槽口的一端与驱动装置连接，在端座两侧、与连接螺栓开有槽口端和驱动装置连接之处相对应地设置有一组紧定螺钉，紧定螺钉的头部为锥形，紧定螺钉的轴线连接螺栓的轴线垂直，且紧定螺钉的锥形头部与连接螺栓的槽口部分相对应；下部一组连接螺栓采用标准圆柱头螺钉或与上部一组结构相同的连接螺栓。将紧定螺钉拧入驱动装置的端座内，开有槽口的连接螺栓的头部亦进入到端座内，由于紧定螺钉的轴线连接螺栓的轴线垂直，令紧定螺钉的锥形头部刚好顶进连接螺栓的槽口部分的一侧，形成一种紧密配合，这时紧定螺钉拧的越紧，端座与型材主梁的连接越紧密。所述的从动装置包括从动芯轴，从动芯轴的两端固定在型材主梁的端部内，该端部设置有端板，从动芯轴上的从动带轮的两侧分别设置有滚动轴承，滚动轴承与从动带轮之间为过盈连接（确保滚动轴承不会在轴向发生移动），在两滚动轴承与从动带轮之间还设置有轴用弹性挡圈；轴用弹簧挡圈固定在轴的上面，用于限制轴上构件的轴向移动，本身具有弹性，安装方便，定位可靠。进一步地，所述从动芯轴两端还开有螺纹孔，端板上相应于该螺纹孔设置有调整螺丝；可通过调整螺丝来调整从动装置的位置，用来控制同步皮带的张力。本技术的传动方式是通过一条贯穿型材主梁的同步皮带来实现的。在型材主梁一端安装有一个内置滚动轴承和同步带轮的驱动装置，在型材主梁的另一端亦安装有一个内置滚动轴承和同步带轮的从动装置。本传动系统就是将驱动装置的同步带轮的回转运动，转换成同步皮带的线性运动。在通过同步带与动安装板的连接，将同步带的线性运动传递到动安装板上。更具体地，所述的型材主梁是截面为矩形的空心型材；沿型材主梁的长度方向上，在型材主梁的四个角上设置有空腔，在型材主梁的两侧及下方设置有连接槽，以及在型材主梁的下部设置有封闭的同步带运行空腔，在同步带运行空腔上方还设置有向上开口型的型材中腔，型材中腔内设置有所述的直线导轨及滑块，型材中腔开口处设置有同步带运行槽口。型材主梁下部同步带运行空腔，用于通过同步皮带，引导同步皮带移动，型材中腔上部开有同步带运行槽口，同步皮带在槽口内部移动。这种设计在长行程使用时可以减少同步带偏移，有效的增加系统的最大行程和在长行程时的定位精度，同时也可以防止灰尘和溅水进入系统内部。型材适宜用挤压的空心型材制成，在重量很轻的情况下也可以拥有较高的强度与刚度，而且长度可以根据实际应用需要任意截取而不会增加额外成本。进一步地，所述的连接槽为梯形槽或连接用燕尾槽，这些槽口用于外部构件、安装附件、传感器等与型材间的固定。更进一步地，所述型材主梁的四个角上的空腔，而每一空腔的部分面应形成一个用于定位与连接的圆柱形通道，所述圆柱形通道的圆柱表面不必须是完整连续的；沿型材主梁宽度方向的截面上，四空腔形成的截面曲线都包含若干同心相等的圆弧，这些圆弧在型材主梁上形成一个不完整的圆柱形通道。这样设置的目的是：在减轻结构重量的同时，这些腔室可作为型材的定位基准孔；这些腔室也可以很方便的加工出螺纹，用于型材主梁两端与其他零件的连接与定位。所述的型材中腔的底部设置有用于放置梯形连接件的梯形槽，梯形槽与其上方的直线导轨定位槽相通，直线导轨定位槽内置直线导轨，直线导轨上设置有滑块，位于型材中腔内的滑块上部与动安装板通过螺栓固定连接，动安装板的两端设置成齿形，与同步皮带的齿形相啮合，通过同步带压块将动安装板的齿形端部与同步皮带的两端相固定。通过一条同步带驱动一个动安装板沿导轨进行运动。这种一体化滚珠直线导轨可以在高速和高负载下使用，线性精度高，抗弯载荷好，集成度高，安装便捷。梯形连接件在长度方向的截面是一个左右对称的阶梯形，其外观通常是英文字母“T”的样式，其外形与对应的T形槽口相符。梯形连接件上有用于安装的螺纹孔，也有使用通孔的结构形式。一个被连接件上有用于连接安装的通孔，连接螺栓穿过其中与梯形连接件连接，另一个被连接件上开有符合相关标准要求的T形槽，梯形连接件进入T形槽内（直线导轨就是开有通孔的连接件，骨架型材就是拥有T形槽的另一个连接件）。在“T”形的窄头处的宽度尺寸，梯形连接件与T形槽口具有相互对应的配合关系，因此梯形连接件在T形槽内的长度方向上就被固定了。拧本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化线性驱动单元，包括驱动装置（1）、从动装置（17）及型材主梁（2），其特征在于：驱动装置（1）和从动装置（17）分别位于型材主梁（2）的两端，位于型材主梁（2）内的同步皮带（5）的两端分别绕过驱动装置（1）的驱动带轮（26）及从动装置（17）的从动带轮（31），与设置在型材主梁（2）内上部的动安装板（3）的两端固定连接，在上下同步皮带（5）之间的型材主梁（2）中腔内固定设置有直线导轨（21），直线导轨（21）上设置有滑块（22），滑块（22）与所述的动安装板（3）固定连接。

【技术特征摘要】
1.模块化线性驱动单元，包括驱动装置（1）、从动装置（17）及型材主梁（2），其特征在于：驱动装置（1）和从动装置（17）分别位于型材主梁（2）的两端，位于型材主梁（2）内的同步皮带（5）的两端分别绕过驱动装置（1）的驱动带轮（26）及从动装置（17）的从动带轮（31），与设置在型材主梁（2）内上部的动安装板（3）的两端固定连接，在上下同步皮带（5）之间的型材主梁（2）中腔内固定设置有直线导轨（21），直线导轨（21）上设置有滑块（22），滑块（22）与所述的动安装板（3）固定连接。
2.如权利要求1所述的模块化线性驱动单元，其特征在于：所述的驱动装置（1）包括端座（27），位于端座（27）内部的驱动带轮（26）两侧分别依次设置有滚动轴承（29）及孔用弹性挡圈（24），在端座（27）与型材主梁（2）相对的一侧设置有上下同步皮带（5）的进出孔。
3.如权利要求2所述的模块化线性驱动单元，其特征在于：所述的驱动装置（1）与型材主梁（2）通过上下两组螺栓连接，其中，上部一组连接螺栓（11）的一端为螺纹，另一端开有槽口，其螺纹端与型材主梁（2）连接，开有槽口的一端与驱动装置（1）连接，在端座（27）两侧、与连接螺栓（11）开有槽口端和驱动装置（1）连接之处相对应地设置有一组紧定螺钉（10），紧定螺钉（10）的头部为锥形，紧定螺钉（10）的轴线连接螺栓（11）的轴线垂直，且紧定螺钉（10）的锥形头部与连接螺栓（11）的槽口部分相对应；下部一组连接螺栓（11）采用标准圆柱头螺钉或与上部一组结构相同的连接螺栓（11）。
4.如权利要求2所述的模块化线性驱动单元，其特征在于：所述的从动装置（1）包括从动芯轴（28），从动芯轴（28）的两端固定在型材主梁（2）的端部内，该端部设置有端板（6），从动芯轴(28)上的从动带轮（31）的两侧分别设置有滚动轴承（29），滚动轴承（29）与从动带轮（31）之间为过盈连接，在两滚动轴承（29）与从动带轮（31）之间还设置有轴用弹性挡圈（...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢宝峰，李硕，
申请(专利权)人：沈阳众拓机器人设备有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21