具有倾斜侦测器的滚珠螺杆制造技术

本发明专利技术公开一种具有倾斜侦测器的滚珠螺杆，包括螺杆、两螺帽、管道、多个滚珠及倾斜侦测器。螺杆沿轴线的轴向延伸。两螺帽套设于螺杆上，以使两螺帽可沿轴向移动。倾斜侦测器设置于两螺帽之间用以侦测二螺帽的倾斜角及预压力大小。倾斜侦测器包含受力元件、至少一第一应变传感器及至少一第二应变传感器。受力元件包含点对称的环状结构且环状结构具有二相互平行的平面。二相互平行的平面分别与两螺帽接触。

Ball screw with tilt detector

【技术实现步骤摘要】
具有倾斜侦测器的滚珠螺杆
本专利技术涉及一种滚珠螺杆，且特别是涉及一种可侦测螺帽倾斜以及预压力变化的具有倾斜侦测器的滚珠螺杆。
技术介绍
滚珠螺杆是一种将钢珠安装于螺帽与螺杆之间，并将螺帽内钢珠的回转运动转换为直线运动的传动机械组件。滚珠螺杆具有精度高、使用寿命长以及可做高速正向、逆向的传动等特性。对于复合式加工机的各种精密加工制作工艺而言，越来越需要能够即时监控滚珠螺杆的预压力大小与温度变化等信号。如何将这些信号实时回馈给控制器，以作为后续的精度控制与故障诊断的依据，已成为智能滚珠螺杆未来的技术发展趋势之一。现有的滚珠螺杆通过安装在螺帽内的压力传感器，以感测滚珠螺杆的预压力并由此判别滚珠螺杆的精度是否产生偏差。由于现有的滚珠螺杆仅具备螺帽的预压力感测，无法补偿因温度变化所造成的预压力变化。另一方面，现有的一些滚珠螺杆仅具备温度传感器而无参考应变传感器，无法准确计算出因温度变化而造成的预压力大小。此外，现有滚珠螺杆在长期使用之后，螺帽与传感器的接触面会成为非平行的面，进而造成螺帽倾斜。倾斜的螺帽容易造成螺帽与螺杆之间的磨损增加，进而影响滚珠螺杆的使用寿命及精度。专利
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种滚珠螺杆，其特征在于，包括：螺杆，其外表面具有第一沟槽﹔两螺帽，其内表面具有第二沟槽﹔其中，所述螺杆沿轴线的轴向延伸，所述两螺帽套设于所述螺杆上，以使所述两螺帽可沿所述轴向移动；管道，由所述第一沟槽与相应的所述第二沟槽所构成，多个滚珠，配置于所述管道中；以及倾斜侦测器，设置于所述两螺帽之间用以侦测所述二螺帽的倾斜角，包含:受力元件，包含:至少一环状结构，具有二平面，所述至少一环状结构所在的第一切面上的法向量与所述轴向平行，所述第一切面与所述轴线相交于第一交点；至少一第一应变传感器；以及至少一第二应变传感器，其中，所述二平面相互平行且所述二平面分别与所述两螺帽接触，所述至少一环状结构为以...

【技术特征摘要】
1.一种滚珠螺杆，其特征在于，包括：螺杆，其外表面具有第一沟槽﹔两螺帽，其内表面具有第二沟槽﹔其中，所述螺杆沿轴线的轴向延伸，所述两螺帽套设于所述螺杆上，以使所述两螺帽可沿所述轴向移动；管道，由所述第一沟槽与相应的所述第二沟槽所构成，多个滚珠，配置于所述管道中；以及倾斜侦测器，设置于所述两螺帽之间用以侦测所述二螺帽的倾斜角，包含:受力元件，包含:至少一环状结构，具有二平面，所述至少一环状结构所在的第一切面上的法向量与所述轴向平行，所述第一切面与所述轴线相交于第一交点；至少一第一应变传感器；以及至少一第二应变传感器，其中，所述二平面相互平行且所述二平面分别与所述两螺帽接触，所述至少一环状结构为以所述第一交点为第一对称点的点对称结构。2.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其中所述至少一第一应变传感器及所述至少一第二应变传感器所在的第二切面上的法向量与所述轴向平行，所述第二切面与所述轴线相交于第二交点，所述至少一第一应变传感器及所述至少一第二应变传感器，以所述第二交点为第二对称点而点对称地设置于所述至少一环状结构上。3.如权利要求1所述的滚珠螺杆，其中所述二平面分别迫紧所述两螺帽，使所述多个滚珠与相应的所述第一沟槽以及所述第二沟槽之间产生预压力。4.如权利要求1所述的滚珠螺杆，另包含一特殊应用集成电路芯片，其中当所述受力元件产生应变时，所述至少一第一应变传感器产生第一电性信号且所述至少一第二应变传感器产生第二电性信号，所述特殊应用集成电路芯片计算所述第一电性信号与所述第二电性信号之间的差值。5.如权利要求4所述的滚珠螺杆，其中当所述特殊应用集成电路芯片判定所述差值的绝对值大于预设值时，所述特殊应用集成电路芯片产生通知信号。6.如权利要求4所述的滚珠螺杆，其中当所述特殊应用集成电路芯片判定所述差值的绝对值小于预设值时，所述特殊应用集成电路芯片记录所述第一电性信号与所述第二电性信号。7.如权利要求1所述的滚珠螺杆，所述受力元件另包含至少一第一感测单元及至少一第二感测单元，其中所述至少一第一感测单元及所述至少一第二感测单元所在的第三切面上的法向量与所述轴向平行，所述第三切面与所述轴线相交于第三交点，所述至少一第一感测单元及所述至少一第二感测单元以所述第三交点为第三对称点，点对称地设置于所述至少一环状结构中，所述至少一第一感测单元的挠曲刚度及所述至少一第二感测单元的挠曲刚度分别小于所述至少一环状结构的挠曲刚度。8.如权利要求7所述的滚珠螺杆，其中所述至少一第一感测单元另包含至少一第一凹穴及至少一第一柱体，所述至少一第二感测单元另包含至少一第二凹穴及至少一第二柱体，所述至少一第一柱体的二端分别连接所述至少一第一凹穴的上表面及下表面，所述至少一第二柱体的二端分别连接所述至少一第二凹穴的上表面及下表面，所述至少一第一凹穴及所述至少一第二凹穴以所述第三对称点而点对称地设置于所述至少一环状结构中，所述至少一第一柱体及所述至少第二柱体以所述第三对称点而点对称地设置于所述至少一环状结构中。9.如权利要求8所述的滚珠螺杆，其中所述至少一第一柱体另包含第一孔洞，所述第一孔洞设置于所述至少一第一柱体中，形成两第一支撑墙以降低所述至少一第一柱体沿所述轴向的刚性，所述至少一第二柱体另包含一第二孔洞，所述第二孔洞设置于所述至少一第二柱体中，形成两第二支撑墙以降低所述至少一第二柱体沿所述轴向的刚性。10.如权利要求9所述的滚珠螺杆，其中所述两第一支撑墙分别包含至少一第一外墙面及至少一第一内墙面，所述至少一第一外墙面与所述至少一第一凹穴的所述上表面或所述至少一第一凹穴的所述下表面定义第一外接合角，所述至少一第一内墙面与所述至少一第一凹穴的所述上表面或所述至少一第一凹穴的所述下表面定义第一内接合角，所述第一内接合角小于所述第一外接合角。11.如权利要求9所述的滚珠螺杆，其中所述两第一支撑墙分别包含至少一第一外墙面及至少一第一内墙面，所述至少一第一外墙面与所述至少一第一凹穴的所述上表面或所述至少一第一凹穴的所述下表面定义第一外接合角，所述至少一第一内墙面与所述至少一第一凹穴的所述上表面或所述至少一第一凹穴的所述下表面定义第一内接合角，所述第一内接合角大于所述第一外接合角。12.如权利要求7所述的滚珠螺杆，另包含至少一温度传感器及至少一参考应变传感器，其中所述至少一第一应变传感器设置于所述第一感测单元的高应变区，所述至少一温度传感器及所述至少一参考应变传感器设置于所述第一感测单元的低应变区。13.如权利要求12所述的滚珠螺杆，其中所述至少一第一应变传感器设置于所述至少一第一柱体上，所述至少一参考应变传感器及所述至少一温度传感器设置于所述至少一第一凹穴的所述上表面或所述至少一第一凹穴的所述下表面。14.一种滚珠螺杆，其特征在于，包括：螺杆，其外表面具有第一沟槽﹔两螺帽，其内表面具有第二沟槽﹔其中，所述螺杆沿轴线的轴向延伸，所述两螺帽套设于所述螺杆上，以使所述两螺帽可沿所述轴向移动；管道，由所述第一沟槽与相应的所述第二沟槽所构成，多个滚珠，配置于所述管道中；以及倾斜侦测器，设置于所述两螺帽之间用以侦测所述二螺帽的倾斜角，包含:受力元件，包含：至少一环状结构，具有二平面，所述至少一环状结构所在的第一切面上的法向量与所述轴向平行，所述第一切面与所述轴线相交于第一交点；至少一第一应变传感器；至少一第二应变传感器；至少一参考应变传感器；至少一温度传感器；其中，所述二平面相互平行且所述二平面分别与所述两螺帽接触，所述至少一环状结构为以所述第一交点为第一对称点的点对称结构，所述至少一第一应变传感器及所述至少一第二应变传感器设置于所述受力元件的高应变区，所述至少一参考应变传感器及所述至少一温度传感器设置于所述受力元件的低应变区。15.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志远，苏中源，林志哲，黄肇达，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71