CN108772718A - 直线运动平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线运动平台，包括：基座；第一运动座与基座导向配合，且第一运动座能够相对基座沿第一轴线方向往复运动；第二运动座设置于第一运动座上方，第二运动座与第一运动座导向配合，且第二运动座能够相对第一运动座沿第二轴线方向往复运动，第二轴线方向与第一轴线方向呈夹角设置；相互导向配合的第一导向件和第二导向件，第一导向件固设于第二运动座上，且第二导向件沿第一轴线方向设置；第一动子与第一运动座连接，且第一动子能够沿第一轴线方向往复运动；第二动子与第二导向件连接，且第二动子能够沿第二轴线方向往复运动。本发明的直线运动平台，第一驱动机构的动子与第二驱动机构的动子能够互不干涉，控制精度高。

Description

直线运动平台

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，具体涉及一种直线运动平台。

背景技术

随着机械加工过程中对加工精度的要求不断提高，对运动平台的控制精度要求也在不断的提高。

传统的直线运动平台中，第一驱动机构的动子在沿第一轴线方向运动的过程中，会使得第二驱动机构的动子也会沿着第一轴线方向运动，导致第一驱动机构的负载变大，影响控制精度。

发明内容

基于此，有必要提供一种直线运动平台，第一驱动机构的动子与第二驱动机构的动子能够互不干涉，控制精度高。

其技术方案如下：

一种直线运动平台，包括：基座；第一运动座，所述第一运动座与所述基座导向配合，且所述第一运动座能够相对所述基座沿第一轴线方向往复运动；第二运动座，所述第二运动座设置于所述第一运动座上方，所述第二运动座与所述第一运动座导向配合，且所述第二运动座能够相对所述第一运动座沿第二轴线方向往复运动，所述第二轴线方向与所述第一轴线方向呈夹角设置；连接组件，所述连接组件包括相互导向配合的第一导向件和第二导向件，所述第一导向件固设于所述第二运动座上，且所述第二导向件沿所述第一轴线方向设置；第一驱动机构，所述第一驱动机构包括第一动子，所述第一动子与所述第一运动座连接，且所述第一动子能够沿所述第一轴线方向往复运动；及第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二动子，所述第二动子与所述第二导向件连接，且所述第二动子能够沿所述第二轴线方向往复运动。

上述直线运动平台使用时，第一驱动机构驱动第一动子沿第一轴线方向往复运动，从而带动第一运动座相对基座沿第一轴线方向往复运动，进而带动第二运动座沿第一轴线方向往复运动；由于第一导向件固设于第二运动座上且第一导向件与第二导向件导向配合，当第二运动座沿第一轴线方向往复运动时，仅仅带动第一导向件沿第二导向件的轨迹往复运动，而第二驱动机构的第二动子不会沿着第一轴线方向往复运动；只有当第二驱动机构驱动第二动子沿第二轴线方向往复运动时，才会带动第二运动座相对第一运动座沿第二轴线方向往复运动。本发明实施例的直线运动平台，第一动子沿第一轴线方向往复运动时，第二动子不会随之沿第一轴线方向运动，使得第一动子的运动与第二动子的运动互不干涉，提高了控制精度；同时，由于第二动子不会随着第一动子的运动而沿着第一轴线方向往复运动，可以大大的缩小第二驱动机构的尺寸，降低了成本，也降低了第一动子的负载，使得第一动子能够输出更大的加速度，提升了工作周期。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述第二导向件上设有第一安装部，所述第二动子上设有能够与所述第一安装部相配合的第二安装部，且所述第二安装部与所述第一安装部至少设有两个配合固定位置。使得第一动子与第二动子之间的移动更加灵活方便。

在其中一个实施例中，所述基座上设有沿所述第一轴线方向设置的第三导向件，所述第一运动座包括第一导向面，所述第一导向面上设有能够与所述第三导向件导向配合的第四导向件。利用第三导向件与第四导向件之间的导向配合，使得第一运动座在第一动子的带动下能够相对基板沿第一轴线方向往复运动。

在其中一个实施例中，所述第一运动座还包括第二导向面，所述第二导向面与所述第一导向面相对间隔设置，所述第二导向面上设有第五导向件，所述第二运动座上设有能够与所述第五导向件导向配合的第六导向件。利用第五导向件与第六导向件之间的导向配合，使得第二运动座在第二动子的带动下能够相对第一运动座沿第二轴线方向往复运动。

在其中一个实施例中，所述第一驱动机构包括第一直线电机，所述第一直线电机上设有所述第一动子；所述第二驱动机构包括第二直线电机，所述第二直线电机上设有所述第二动子。使得直线运动平台能够平稳的运行，加速度大且控制精度和重复精度高，满足了设备对高精度的使用需求。

在其中一个实施例中，直线运动平台还包括第一标尺光栅和第一光栅读数头，所述第一标尺光栅设置于所述第一运动座上，所述第一光栅读数头设置于所述基座上，且所述第一光栅读数头与所述第一标尺光栅相对间隔设置，用于对所述第一运动座在所述第一轴线方向上的直线位移进行检测。利用第一标尺光栅和第一光栅读数头形成的闭环控制，能够准确的对第一运动座在第一轴线方向上的直线位移进行检测，提高了控制精度。

在其中一个实施例中，直线运动平台还包括第二标尺光栅和第二光栅读数头，所述第二标尺光栅设置于所述第二运动座上，所述第二光栅读数头设置于所述第一运动座上，且所述第二光栅读数头与所述第二标尺光栅相对间隔设置，用于对所述第二运动座在所述第二轴线方向上的直线位移进行检测。利用第二标尺光栅和第二光栅读数头形成的闭环控制，能够准确的对第二运动座在第二轴线方向上的直线位移进行检测，提高了控制精度。

在其中一个实施例中，直线运动平台还包括第一辅助导向件和第二辅助导向件，所述第一辅助导向件与所述第一动子导向配合，所述第二辅助导向件与所述第二动子导向配合。如此，避免第一动子和第二动子在运动的过程中发生震动，保证了运行精度。

在其中一个实施例中，直线运动平台还包括第一散热装置和第二散热装置，所述第一散热装置用于对所述第一直线电机进行散热，所述第二散热装置用于对所述第二直线电机进行散热。保证了第一直线电机和第二直线电机在合适温度下正常工作。

在其中一个实施例中，所述第一动子及所述第二动子均设置为永磁体；所述第一直线电机的第一定子及所述第二直线电机的第二定子均设置为线圈。可以避免电线随第一动子或第二动子的运动而运动，从而不会影响其他部件的正常工作，也使得第一动子或第二动子在运行过程中的阻力可控，控制精度高。

附图说明

图1为一个实施例的直线运动平台一视角下的结构示意图；

图2为图1的直线运动平台的主视图；

图3为图1的直线运动平台的俯视图；

图4为图3的直线运动平台的A-A方向的剖视图；

图5为图1的直线运动平台的连接组件的结构示意图；

图6为图1的直线运动平台的***示意图。

附图标记说明：

10、直线运动平台，110、基座，111、第三导向件，120、第一运动座，121、第五导向件，130、第二运动座，140、连接组件，141、第一导向件，142、第二导向件，150、第一驱动机构，151、第一动子，152、第一定子，160、第二驱动机构，161、第二动子，171、第一标尺光栅，172、第一光栅读数头，181、第二标尺光栅，182、第二光栅读数头，191、第一辅助导向件，192、第一散热装置，193、第二散热装置，1421、第一安装部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”、“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“固设于”另一个元件，或与另一个元件“固定连接”，它们之间可以是可拆卸固定方式也可以是不可拆卸的固定方式。当一个元件被认为是“连接”、“密封连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于约束本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”等类似用语不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图3所示，本发明的一个实施例公开了一种直线运动平台10，包括：基座110；第一运动座120，第一运动座120与基座110导向配合，且第一运动座120能够相对基座110沿第一轴线方向往复运动；第二运动座130，第二运动座130设置于第一运动座120上方，第二运动座130与第一运动座120导向配合，且第二运动座130能够相对第一运动座120沿第二轴线方向往复运动，第二轴线方向与第一轴线方向呈夹角设置；连接组件140，连接组件140包括相互导向配合的第一导向件141和第二导向件142，第一导向件141固设于第二运动座130上，且第二导向件142沿第一轴线方向设置；第一驱动机构150，第一驱动机构150包括第一动子151，第一动子151与第一运动座120连接，且第一动子151能够沿第一轴线方向往复运动；及第二驱动机构160，第二驱动机构160包括第二动子161，第二动子161与第二导向件142连接，且第二动子161能够沿第二轴线方向往复运动。

上述实施例的直线运动平台10使用时，第一驱动机构驱动第一动子151沿第一轴线方向往复运动，从而带动第一运动座120相对基座110沿第一轴线方向往复运动，进而带动第二运动座130沿第一轴线方向往复运动；由于第一导向件141固设于第二运动座130上且第一导向件141与第二导向件142导向配合，当第二运动座130沿第一轴线方向往复运动时，仅仅带动第一导向件141沿第二导向件142的轨迹往复运动，而第二驱动机构的第二动子161不会沿着第一轴线方向往复运动；只有当第二驱动机构驱动第二动子161沿第二轴线方向往复运动时，才会带动第二运动座130相对第一运动座120沿第二轴线方向往复运动。本发明实施例的直线运动平台10，第一动子151沿第一轴线方向往复运动时，第二动子161不会随之沿第一轴线方向运动，使得第一动子151的运动与第二动子161的运动互不干涉，提高了控制精度；同时，由于第二动子161不会随着第一动子151的运动而沿着第一轴线方向往复运动，可以大大的缩小第二驱动机构的尺寸，降低了成本，也降低了第一动子151的负载，使得第一动子151能够输出更大的加速度，提升了工作周期。

需要进行说明的是，第一轴线方向与第二轴线方向之间的夹角为其中，

如图2及图3所示，在一个实施例中，第一导向件141设置为滑块，第二导向件142设置为能够与滑块导向配合的滑轨，滑块能够沿滑轨的长度方向往复运动。由第一动子151沿第一轴线方向往复运动，带动第二运动座130沿第一轴线方向往复运动，滑块沿滑轨的长度方向往复运动，即第一轴线方向往复运动，而与导轨连接的第二动子161保持静止，不会随第一动子151的运动而沿第一轴线方向运动。

在其他实施例中，第一导向件141与第二导向件142之间的导向配合还可以是通过滚动配合的方式实现，例如通过导轨与滚轮的配合实现，只需满足能够使得第一导向件141能够沿第一轴线方向往复运动，即沿第二导向件142的长度方向往复运动即可。

可选地，第二导向件142上设有第一安装部1421，第二动子161上设有能够与第一安装部1421相配合的第二安装部(未示出)，且第二安装部与第一安装部1421至少设有两个配合固定位置。通过第一安装部1421与第二安装部的配合从而实现第二导向件142与第二动子161的连接，进一步的，第二安装部与第一安装部1421至少设有两个配合固定位置，使得第二导向件142可以相对第二动子161在第一轴线方向上进行移动之后再进行安装固定，从而可以根据需要灵活的设置第一导向件141在第一轴线方向上的位移量，使得第一动子151与第二动子161之间的移动更加灵活方便。本发明实施例的第一安装部1421与第二安装部，可以是第一安装部1421为第一安装孔，第二安装部为沿第一轴线方向延伸的直槽，也可以是第一安装部1421为第二安装孔，第二安装部为至少两个沿第一轴线方向间隔设置的能够与第二安装孔相匹配的第三安装孔，只需满足使得第二导向件142安装时能够相对第二动子151在第一轴线方向上移动，移动到合适位置时能够进行相对固定即可。

在一个实施例中，基座110上设有沿第一轴线方向设置的第三导向件111，第一运动座120包括第一导向面，第一导向面上设有能够与第三导向件111导向配合的第四导向件(未示出)。其中，第一导向面正对基座110设置，利用第三导向件111与第四导向件之间的导向配合，使得第一运动座120在第一动子151的带动下能够相对基板沿第一轴线方向往复运动。本发明实施例的第三导向件111与第四导向件之间的导向配合，可以是滑动配合的方式实现，例如通过滑轨与滑块的配合实现，也可以是通过滚动配合的方式实现，例如通过导轨与滚轮的配合实现，只需满足能够使得第一运动座120能够相对基座110沿第一轴线方向往复运动即可。

在一个实施例中，第一运动座120还包括第二导向面，第二导向面与第一导向面相对间隔设置，第二导向面上设有第五导向件121，第二运动座130上设有能够与第五导向件121导向配合的第六导向件(未示出)。其中，第二导向面正对第二运动座130设置，利用第五导向件121与第六导向件之间的导向配合，使得第二运动座130在第二动子161的带动下能够相对第一运动座120沿第二轴线方向往复运动。本发明实施例的第五导向件121与第六导向件之间的导向配合，可以是滑动配合的方式实现，例如通过滑轨与滑块的配合实现，也可以是通过滚动配合的方式实现，例如通过导轨与滚轮的配合实现，只需满足能够使得第二运动座130能够相对第一运动座120沿第二轴线方向往复运动即可。

在上述任一实施例的基础上，第一驱动机构150包括第一直线电机，第一直线电机上设有第一动子151；第二驱动机构160包括第二直线电机，第二直线电机上设有第二动子161。因此，使得直线运动平台10能够平稳的运行，加速度大且控制精度和重复精度高，满足了设备对高精度的使用需求，同时，结构简单，体积较小，使得直线运动平台10能够朝向小型化和集成化方向发展。本发明实施例的第一直线电机和第二直线电机，优选为音圈电机，其控制精度高。

在一个实施例中，直线运动平台10还包括第一标尺光栅171和第一光栅读数头172，第一标尺光栅171设置于第一运动座120上，第一光栅读数头172设置于基座110上，且第一光栅读数头172与第一标尺光栅171相对间隔设置，用于对第一运动座120在第一轴线方向上的直线位移进行检测。利用第一标尺光栅171和第一光栅读数头172形成的闭环控制，能够准确的对第一运动座120在第一轴线方向上的直线位移进行检测，提高了控制精度，也使得第一运动座120在第一轴线方向上的位移更加准确。

在一个实施例中，直线运动平台10还包括第二标尺光栅181和第二光栅读数头182，第二标尺光栅181设置于第二运动座130上，第二光栅读数头182设置于第一运动座120上，且第二光栅读数头182与第二标尺光栅181相对间隔设置，用于对第二运动座130在第二轴线方向上的直线位移进行检测。利用第二标尺光栅181和第二光栅读数头182形成的闭环控制，能够准确的对第二运动座130在第二轴线方向上的直线位移进行检测，提高了控制精度，也使得第二运动座130在第二轴线方向上的位移更加准确。

在一个实施例中，直线运动平台10还包括第一辅助导向件191和第二辅助导向件(未示出)，第一辅助导向件191与第一动子151导向配合，第二辅助导向件与第二动子161导向配合。利用第一辅助导向件191对第一动子151起到辅助支撑的作用，大大提升了第一动子151的刚性，避免第一动子151在运动的过程中发生震动，保证了第一动子151的运行精度；利用第二辅助导向件对第二动子161起到辅助支撑的作用，大大提升了第二动子161的刚性，避免第二动子161在运动的过程中发生震动，保证了第二动子161的运行精度。本发明实施例的第一辅助导向件191和第二辅助导向件，可以是导轨或滑轨，只需满足能够对第一动子151和第二动子161进行导向与支撑即可。

在一个实施例中，直线运动平台10还包括第一散热装置192和第二散热装置193，第一散热装置192用于对第一直线电机进行散热，第二散热装置193用于对第二直线电机进行散热。利用第一散热装置192和第二散热装置193能够分别对第一直线电机和第二直线电机进行散热，保证第一直线电机和第二直线电机能够正常工作。本发明实施例的第一散热装置192和第二散热装置193可以是散热风扇、散热管或其他能够进行散热的装置。

在一个实施例中，第一动子151及第二动子161均设置为永磁体；第一直线电机的第一定子152及第二直线电机的第二定子(未示出)均设置为线圈。如此，可以避免电线随第一动子151或第二动子161的运动而运动，从而不会影响其他部件的正常工作，也使得第一动子151或第二动子161在运行过程中的阻力可控，控制精度高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种直线运动平台，其特征在于，包括：

基座；

第一运动座，所述第一运动座与所述基座导向配合，且所述第一运动座能够相对所述基座沿第一轴线方向往复运动；

第二运动座，所述第二运动座设置于所述第一运动座上方，所述第二运动座与所述第一运动座导向配合，且所述第二运动座能够相对所述第一运动座沿第二轴线方向往复运动，所述第二轴线方向与所述第一轴线方向呈夹角设置；

连接组件，所述连接组件包括相互导向配合的第一导向件和第二导向件，所述第一导向件固设于所述第二运动座上，且所述第二导向件沿所述第一轴线方向设置；

第一驱动机构，所述第一驱动机构包括第一动子，所述第一动子与所述第一运动座连接，且所述第一动子能够沿所述第一轴线方向往复运动；及

第二驱动机构，所述第二驱动机构包括第二动子，所述第二动子与所述第二导向件连接，且所述第二动子能够沿所述第二轴线方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的直线运动平台，其特征在于，所述第二导向件上设有第一安装部，所述第二动子上设有能够与所述第一安装部相配合的第二安装部，且所述第二安装部与所述第一安装部至少设有两个配合固定位置。

3.根据权利要求1所述的直线运动平台，其特征在于，所述基座上设有沿所述第一轴线方向设置的第三导向件，所述第一运动座包括第一导向面，所述第一导向面上设有能够与所述第三导向件导向配合的第四导向件。

4.根据权利要求3所述的直线运动平台，其特征在于，所述第一运动座还包括第二导向面，所述第二导向面与所述第一导向面相对间隔设置，所述第二导向面上设有第五导向件，所述第二运动座上设有能够与所述第五导向件导向配合的第六导向件。

5.根据权利要求1至4任一项所述的直线运动平台，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一直线电机，所述第一直线电机上设有所述第一动子；所述第二驱动机构包括第二直线电机，所述第二直线电机上设有所述第二动子。

6.根据权利要求5所述的直线运动平台，其特征在于，还包括第一标尺光栅和第一光栅读数头，所述第一标尺光栅设置于所述第一运动座上，所述第一光栅读数头设置于所述基座上，且所述第一光栅读数头与所述第一标尺光栅相对间隔设置，用于对所述第一运动座在所述第一轴线方向上的直线位移进行检测。

7.根据权利要求5所述的直线运动平台，其特征在于，还包括第二标尺光栅和第二光栅读数头，所述第二标尺光栅设置于所述第二运动座上，所述第二光栅读数头设置于所述第一运动座上，且所述第二光栅读数头与所述第二标尺光栅相对间隔设置，用于对所述第二运动座在所述第二轴线方向上的直线位移进行检测。

8.根据权利要求5所述的直线运动平台，其特征在于，还包括第一辅助导向件和第二辅助导向件，所述第一辅助导向件与所述第一动子导向配合，所述第二辅助导向件与所述第二动子导向配合。

9.根据权利要求5所述的直线运动平台，其特征在于，还包括第一散热装置和第二散热装置，所述第一散热装置用于对所述第一直线电机进行散热，所述第二散热装置用于对所述第二直线电机进行散热。

10.根据权利要求5所述的直线运动平台，其特征在于，所述第一动子及所述第二动子均设置为永磁体；所述第一直线电机的第一定子及所述第二直线电机的第二定子均设置为线圈。