CN104132109A - 一种电动直线运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动直线运动装置，所述装置在电机(8)与螺杆之间加入了减速箱(7)，使得装置满足驱动力大的前提下，不增大整体结构，避免结构大导致的偏载大，***不稳定等问题，提高了装置的运动精度。进一步的，所述减速箱(7)通过换向组件与螺杆连接，具体的，减速箱(7)连接十字连接杆(4)和执行杆(3)，执行杆(3)上设有槽，使得执行杆(3)可相对十字连接杆(4)轴向运动，同时避免执行杆(3)与十字连接杆(4)之间安装时不同轴带来的不利后果，并且当电机(8)传递转矩过大时，十字连接杆(4)和执行杆(3)可起到过载保护的作用。可广泛应用于自动光学镜架和其他技术领域的直线运动机构中。

Description

一种电动直线运动装置

技术领域

本发明涉及一种直线运动装置，尤其涉及一种基于减速箱的电动直线运动装置。

背景技术

现有直线运动装置是有带螺杆的电机和运动法兰组成，由电机驱动器和控制器可组成直线运动***，广泛应用于光学镜架自动调整、直线运动等。如图1所示，现有直线运动装置有带螺杆的电机和运动法兰组成，电机转动旋转运动，通过螺杆螺母运动，运动法兰将旋转运动转换成直线运动。运动法兰与光学镜架或直线运动机构移动部分连接，实现直线运动。

光学镜架或直线运动机构通常有较大的负载，结合图1，如果负载过大，就要求较大的带螺杆的电机功率，而光学镜架或直线运动机构通常要求结构小的直线运动装置，尺寸大，会导致大的偏载，引起光学镜架***的不稳定。

进一步的，电机的螺杆和运动法兰的螺母构成的螺杆螺母副，其导程不可能做到很小，因此，难以满足高精密的直线运动需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是如何提供一种结构小同时驱动力大的电动直线运动装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动直线运动装置，包括电机、螺杆、螺母，其特征在于，所述电动直线运动装置在电机与螺杆之间设有减速箱。

优选地，所述减速箱通过换向组件与螺杆连接，所述螺杆与螺母配合，与之构成螺杆螺母副；

所述换向组件传递转矩，保证电机经过减速箱后带动螺杆转动；且所述换向组件保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给；

所述电动直线运动装置还包括固定装置，所述螺母固定在所述固定装置上，保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给时，所述螺母保持固定不动。

优选地，所述电动直线运动装置还包括联轴器、十字连接杆、执行杆；

所述电机的转轴套入所述减速箱内并固定；

所述减速箱，通过所述联轴器，与所述十字连接杆连接；

所述十字连接杆，与所述执行杆一端上设有的槽配合，可沿槽的开口轴向运动，并带动所述执行杆周向转动；

所述执行杆另一端为设有螺纹的螺杆；

所述螺母，与所述执行杆上螺杆配合，与之构成螺杆螺母副；

所述电机、减速箱、联轴器、十字连接杆、执行杆、螺母组成的运动装置固定在固定装置上。

优选地，所述电动直线运动装置还包括限位控制装置；

所述限位控制装置，对所述执行杆的直线运动范围进行限定，避免所述执行杆运动到极限位置，造成装置的损坏。

优选地，所述限位控制装置包括限位开关，限位开关上设有轴向前后两个接触柱；

限位块，设置于执行杆上，所述执行杆运动到极限位置或接近极限位置时，限位块与所述限位开关的接触柱接触，触发开关信号；

信号接头，所述开关信号进入所述信号接头；

控制器，所述开关信号通过信号接头后进入所述控制器；

所述限位块为固定在所述执行杆上槽与螺杆之间的法兰。

优选地，所述信号接头固定在所述固定装置的一端；

所述信号接头与电机连接；

所述螺母与所述固定装置另一端固定。

优选地，所述信号接头由安装挡片和第二紧固螺钉固定在固定装置上；

减速箱由第一紧固螺钉与固定装置固定；

所述螺母外侧为螺纹，通过螺纹与固定装置上的螺纹固定配合，并在螺纹螺母配合的基础上通过紧定螺钉紧固或螺纹胶紧固。

优选地，所述电机为步进电机或者直流电机。

优选地，所述固定装置包括底座和可拆卸的外盖，所述外盖与底座固定时，密封运动装置；

所述外盖通过第三紧固螺钉与底座固定。

优选地，所述螺母为细牙螺母；

执行杆上螺杆的螺纹为细牙螺纹。

(三)有益效果

本发明的电动直线运动装置，在电机与螺杆之间加入了减速箱，使得装置满足驱动力大的前提下，不增大整体结构，避免结构大导致的偏载大，***不稳定等问题，提高了装置的运动精度。进一步的，所述减速箱通过换向组件与螺杆连接，具体的，减速箱连接十字连接杆和执行杆，执行杆上设有槽，使得执行杆可相对十字连接杆做轴向运动，避免执行杆与十字连接杆之间安装时不同轴，例如范围小于0.1mm时带来的不利后果，并且当电机传递转矩过大时，十字连接杆和执行杆先损坏，避免毁损电机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1：现有技术公开的一种直线运动装置的结构示意图；

图2：本发明公开的一种电动直线运动装置的结构示意图；

图3：本发明公开的一种电动直线运动装置的组成部分结构示意图；

图4：本发明公开的一种电动直线运动装置的剖面示意图。

图中：1、底座；2、螺母；3、执行杆；4、十字连接杆；5、联轴器；6、第一紧固螺钉；7、减速箱；8、电机；9、信号接头；10、安装挡片；11、第二紧固螺钉；12、限位开关；13、外盖；14、第三紧固螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图2所示，本实施例提供一种电动直线运动装置，包括电机8、螺杆、螺母2，所述电动直线运动装置在电机8与螺杆之间设有减速箱7。

所述减速箱7通过换向组件与螺杆连接，所述螺杆与螺母2配合，与之构成螺杆螺母副；

所述换向组件传递转矩，保证电机8经过减速箱7后带动螺杆转动；且所述换向组件保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给；

所述电动直线运动装置还包括固定装置，所述螺母2固定在所述固定装置上，保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给时，所述螺母2保持固定不动。

本实施例中，螺杆螺母副由螺母2与执行杆3的螺杆端配合形成。执行杆3除了有螺杆端以外，还作为换向组件的一部分，具体的换向组件还包括联轴器5、十字连接杆4、执行杆3；

电机8的转轴套入减速箱7内并固定；

减速箱7，通过联轴器5，与十字连接杆4连接；

十字连接杆4，与执行杆3一端上设有的槽配合，可沿槽的开口轴向运动，并带动执行杆3周向转动；

执行杆3另一端为设有螺纹的螺杆；

螺母2，与执行杆3上螺杆配合，与之构成螺杆螺母副；

所述电机8、减速箱7、联轴器5、十字连接杆4、执行杆3、螺母2组成的运动装置固定在固定装置上。此处的固定要灵活去理解，最终要使得运动装置达到传递直线运动的目的，因此这里要保证螺母2与固定装置之间是刚性的固定连接，保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给时，所述螺母2保持固定不动。而且电机也应当是固定在固定装置上，最终电机8转动带动、减速箱通过联轴器5带动十字连接杆4转动，进而带动执行杆3转动，在执行杆3与螺母2构成的螺杆螺母副的作用下，由于螺母2是固定的，执行杆3会沿着轴向做直线运动，该直线运动受到执行杆3上的槽的限定。

跟减速箱7直接与螺杆连接的结构相比，本实施中采用了十字连接杆4和执行杆3，其中执行杆3包括了螺杆部分和开口槽。十字连接杆4套入执行杆3，在带动执行杆3转动的同时，也可实现前后直线运动。在安装时，如果十字连接杆4与执行杆3装配不精确，存在不同轴的现象，例如不同轴范围小于0.1mm，那么执行杆3可相对十字连接杆4沿着槽进行轴向运动，从而保证转矩传递。并且，若电机的转矩过大，则十字连接杆4与执行杆3可以起到过载保护的作用。当然本发明的轴向传递并不局限于十字连接杆和槽的装配关系，例如键与键槽的配合在一定情况下也能达到同样的目的，因此其他在不需要创造性劳动能达到相同效果的方法都应当包含在本发明当中。

本实施例还提供限位控制装置，对执行杆3的运动范围进行限定，避免执行杆3运动到极限位置，造成装置的损坏；

限位控制的方法有很多中，本实施例中，不进行一一描述，仅描述以下一种。

本实施例中，限位控制装置包括限位开关12、控制器、信号接头9；

限位开关12包括轴向前后两个接触柱；

执行杆3上设有限位块，运动到极限位置时，限位块与限位开关12的接触柱接触，触发开关信号；

开关信号通过信号接头9进入控制器，控制器控制电机停止运转。

执行杆3轴向前后运动的时候，其限位块接触到限位开关12的接触柱，触发开关信号，通过信号接头9进入控制器，表示已经运动到极限位置，必须停止，否则损坏装置，控制器控制电机停止运转。

本实施例中，所述限位块为法兰，固定在执行杆3上槽与螺杆之间，从而保证足够的操作空间。当然所述限位块并不局限于法兰，其他结构只要能起到同样作用应当包含在本发明当中，并且限位块也可以固定在其他位置，只要能满足限位作用。

本实施例中，所述固定装置一端固定信号接头9，信号接头9与电机8连接；

螺母2与固定装置另一端固定。

所述信号接头9由安装挡片10和第二紧固螺钉11固定在固定装置上；

减速箱7由第一紧固螺钉6与固定装置固定；

所述螺母2外侧为螺纹，通过螺纹与固定装置上的螺纹固定配合，然后再通过紧定螺钉紧固或螺纹胶紧固在底座1上。

本实施例中固定方法都是可拆卸的固定连接，可拆卸的固定连接方法当然不局限于螺钉螺纹的配合，并且不排除一些工况下采用不可拆卸的固定连接方式，例如焊接。

本实施例中固定装置包括底座1和外盖13，外盖13通过第三紧固螺钉14与底座1固定，密封运动装置，得到如图3所示的结构图。

本实施例中减速箱7采用精密的减速箱，满足空载时齿轮回差小于3度，输出轴径向串动小于0.02mm，输出轴轴向串动小于0.05mm。

螺母和螺杆之间通过细牙螺纹配合，从而保证装置的高精度。

图4是本实施提供的一种电动直线运动装置的剖视图。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电动直线运动装置，包括电机(8)、螺杆、螺母(2)，其特征在于，所述电动直线运动装置在电机(8)与螺杆之间设有减速箱(7)。

2.根据权利要求1所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述减速箱(7)通过换向组件与螺杆连接，所述螺杆与螺母(2)配合，与之构成螺杆螺母副；

所述换向组件传递转矩，保证电机(8)经过减速箱(7)后带动螺杆转动；且所述换向组件保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给；

所述电动直线运动装置还包括固定装置，所述螺母(2)固定在所述固定装置上，保证螺杆在螺杆螺母副作用下轴向直线进给时，所述螺母(2)保持固定不动。

3.根据权利要求2所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述电动直线运动装置还包括联轴器(5)、十字连接杆(4)、执行杆(3)；

所述电机(8)的转轴套入所述减速箱(7)内并固定；

所述减速箱(7)，通过所述联轴器(5)，与所述十字连接杆(4)连接；

所述十字连接杆(4)，与所述执行杆(3)一端上设有的槽配合，可沿槽的开口轴向运动，并带动所述执行杆(3)周向转动；

所述执行杆(3)另一端为设有螺纹的螺杆；

所述螺母(2)，与所述执行杆(3)上螺杆配合，与之构成螺杆螺母副；

所述电机(8)、减速箱(7)、联轴器(5)、十字连接杆(4)、执行杆(3)、螺母(2)组成的运动装置固定在固定装置上。

4.根据权利要求3所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述电动直线运动装置还包括限位控制装置；

所述限位控制装置，对所述执行杆(3)的直线运动范围进行限定，避免所述执行杆(3)运动到极限位置，造成装置的损坏。

5.根据权利要求4所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述限位控制装置包括限位开关(12)，限位开关(12)上设有轴向前后两个接触柱；

限位块，设置于执行杆(3)上，所述执行杆(3)运动到极限位置或接近极限位置时，限位块与所述限位开关(12)的接触柱接触，触发开关信号；

信号接头(9)，所述开关信号进入所述信号接头(9)；

控制器，所述开关信号通过信号接头(9)后进入所述控制器；

所述限位块为固定在所述执行杆(3)上槽与螺杆之间的法兰。

6.根据权利要求5所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述信号接头(9)固定在所述固定装置的一端；

所述信号接头(9)与电机(8)连接；

所述螺母(2)与所述固定装置另一端固定。

7.根据权利要求6所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述信号接头(9)由安装挡片(10)和第二紧固螺钉(11)固定在固定装置上；

减速箱(7)由第一紧固螺钉(6)与固定装置固定；

所述螺母(2)外侧为螺纹，通过螺纹与固定装置上的螺纹固定配合，并在螺纹螺母配合的基础上通过紧定螺钉紧固或螺纹胶紧固。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述电机(8)为步进电机或者直流电机。

9.根据权利要求2至7中任意一项所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述固定装置包括底座(1)和可拆卸的外盖(13)，所述外盖(13)与底座(1)固定时，密封运动装置；

所述外盖(13)通过第三紧固螺钉(14)与底座(1)固定。

10.根据权利要求2至7中任意一项所述的电动直线运动装置，其特征在于，所述螺母(2)为细牙螺母；

执行杆(3)上螺杆的螺纹为细牙螺纹。