新型雙自由度機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)，包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置。直線電機(jī)包括直線電機(jī)定子、直線電機(jī)動(dòng)子和自潤滑銅套，直線電機(jī)動(dòng)子通過自潤滑銅套與直線電機(jī)定子配合。旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子和旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子。傳動(dòng)裝置括安裝結(jié)構(gòu)、直線運(yùn)動(dòng)滾針排和預(yù)緊結(jié)構(gòu)，安裝結(jié)構(gòu)連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子，直線運(yùn)動(dòng)滾針排連接于直線電機(jī)動(dòng)子。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，體積小，提高了精度和效率。
【專利說明】新型雙自由度機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及精密儀器設(shè)備的傳動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)和直線兩自由度運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)在機(jī)器人、SMT行業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域占有極其重要的地位。雙自由度機(jī)構(gòu)的定位精度和行程直接影響生產(chǎn)精度和生產(chǎn)能力，同時(shí)機(jī)構(gòu)的速度和加速度直接影響生產(chǎn)效率，成為判斷系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)。
[0003]傳統(tǒng)的兩自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是運(yùn)用兩個(gè)伺服電機(jī)、絲桿和同步輪等實(shí)現(xiàn)的。其中一個(gè)伺服電機(jī)通過絲桿實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)伺服電機(jī)通過同步輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于中間環(huán)節(jié)絲杠和同步輪有最大轉(zhuǎn)速限制和反向間隙，且體積大、結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，安裝不便，很難實(shí)現(xiàn)聞速聞精度定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的問題，提供一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，體積小，提高了精度和效率。
[0005]一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)，包括殼體及設(shè)于所述殼體內(nèi)的直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置；所述直線電機(jī)包括直線電機(jī)定子、直線電機(jī)動(dòng)子和自潤滑銅套，所述直線電機(jī)定子設(shè)于所述殼體內(nèi)側(cè)，所述直線電機(jī)動(dòng)子通過自潤滑銅套與直線電機(jī)定子配合；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子和旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子設(shè)于所述殼體內(nèi)側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子連接于所述傳動(dòng)裝置；所述傳動(dòng)裝置包括安裝結(jié)構(gòu)、直線運(yùn)動(dòng)滾針排和預(yù)緊結(jié)構(gòu)，所述安裝結(jié)構(gòu)連接所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子，所述直線運(yùn)動(dòng)滾針排設(shè)于安裝結(jié)構(gòu)上，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)設(shè)于直線運(yùn)動(dòng)滾針排外側(cè)部，所述直線運(yùn)動(dòng)滾針排連接于所述直線電機(jī)動(dòng)子。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述直線電機(jī)定子通過端蓋固定在所述殼體上，所述直線電機(jī)定子上設(shè)有直線編碼器，所述直線編碼器與所述直線電機(jī)動(dòng)子間隙配合；所述直線電機(jī)動(dòng)子內(nèi)設(shè)有永磁體。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的端部設(shè)有軸承座，所述軸承座將旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子固定于所述殼體上。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)上設(shè)有軸承，所述軸承的端部設(shè)有用以固定所述軸承的軸承端蓋。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)連接有旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0010]上述新型雙自由度機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，利用直線運(yùn)動(dòng)滾針排對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦，使得直線運(yùn)動(dòng)直接由直線電機(jī)提供，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接由旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供，消除了中間環(huán)節(jié)同步輪和絲桿，減小了體積和質(zhì)量，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)很緊湊，安裝方便，提高了精度和加速度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型剖視圖及局部放大圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體圖。
[0013]以下是本實(shí)用新型零部件符號(hào)標(biāo)記說明:
[0014]殼體10、端蓋11、軸承座12、軸承13、軸承端蓋14、直線電機(jī)定子20、直線電機(jī)動(dòng)子21、自潤滑銅套22、直線編碼器23、旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30、旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31、旋轉(zhuǎn)編碼器32、安裝結(jié)構(gòu)40、直線運(yùn)動(dòng)滾針排41、預(yù)緊結(jié)構(gòu)42。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征、技術(shù)手段以及所達(dá)到的具體目的、功能，解析本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神，藉由以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型的詳述得到進(jìn)一步的了解。
[0016]一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)，包括殼體10及設(shè)于殼體10內(nèi)的直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置。直線電機(jī)包括直線電機(jī)定子20、直線電機(jī)動(dòng)子21和自潤滑銅套22。直線電機(jī)定子20設(shè)于殼體10內(nèi)側(cè)，直線電機(jī)動(dòng)子21通過自潤滑銅套22與直線電機(jī)定子20配合。該自潤滑銅套22起定位導(dǎo)向的作用，直線電機(jī)動(dòng)子21在自潤滑銅套22上來回直線運(yùn)動(dòng)。
[0017]旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30和旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31，旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30設(shè)于殼體10內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31連接于傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置包括安裝結(jié)構(gòu)40、直線運(yùn)動(dòng)滾針排41和預(yù)緊結(jié)構(gòu)42。該安裝結(jié)構(gòu)40連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31，直線運(yùn)動(dòng)滾針排41設(shè)于安裝結(jié)構(gòu)40上，預(yù)緊結(jié)構(gòu)42設(shè)于直線運(yùn)動(dòng)滾針排41外側(cè)部，直線運(yùn)動(dòng)滾針排41連接于直線電機(jī)動(dòng)子21。該直線運(yùn)動(dòng)滾針排41既起直線導(dǎo)向作用，也可以將旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31上的力矩傳遞到直線電機(jī)動(dòng)子21，使直線電機(jī)動(dòng)子21既可以來回直線運(yùn)動(dòng)又可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且兩種運(yùn)動(dòng)互不干擾。
[0018]直線電機(jī)定子20通過端蓋11固定在殼體10上，直線電機(jī)定子20上設(shè)有直線編碼器23，直線編碼器23與直線電機(jī)動(dòng)子21間隙配合。直線電機(jī)動(dòng)子21內(nèi)設(shè)有永磁體。直線電機(jī)定子20通電后,永磁體產(chǎn)生的磁場和電流產(chǎn)生的磁場相互作用，產(chǎn)生推力，使直線電機(jī)動(dòng)子21來回直線運(yùn)動(dòng)。
[0019]旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30的端部設(shè)有軸承座12，軸承座12將旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30固定于殼體10上。預(yù)緊結(jié)構(gòu)42上設(shè)有軸承13，軸承13的端部設(shè)有用以固定軸承13的軸承端蓋14。預(yù)緊結(jié)構(gòu)42連接有旋轉(zhuǎn)編碼器32。
[0020]在使用本實(shí)用新型時(shí)，所述直線電機(jī)定子20通電后，所述直線動(dòng)子由于本身永磁體產(chǎn)生的磁場與流產(chǎn)生的磁場的相互作用，產(chǎn)生推力，使直線電機(jī)動(dòng)子21直線來回運(yùn)動(dòng)。所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子30通電后產(chǎn)生磁場與旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31上永磁體產(chǎn)生的磁場相互作用，并推動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子31通過直線運(yùn)動(dòng)滾針排41把力矩傳遞到直線電機(jī)動(dòng)子21上，使其能夠自由旋轉(zhuǎn)。最終，直線電機(jī)動(dòng)子21既可以來回直線運(yùn)動(dòng)又可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且兩種運(yùn)動(dòng)互不干擾。
[0021]綜上所述，上述新型雙自由度機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，利用直線運(yùn)動(dòng)滾針排41對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦，使得直線運(yùn)動(dòng)直接由直線電機(jī)提供，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直接由旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供，消除了中間環(huán)節(jié)同步輪和絲桿，減小了體積和質(zhì)量，使整個(gè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)很緊湊，安裝方便，提高了精度和加速度。
[0022]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型雙自由度機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括殼體及設(shè)于所述殼體內(nèi)的直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及傳動(dòng)裝置；所述直線電機(jī)包括直線電機(jī)定子、直線電機(jī)動(dòng)子和自潤滑銅套，所述直線電機(jī)定子設(shè)于所述殼體內(nèi)側(cè)，所述直線電機(jī)動(dòng)子通過自潤滑銅套與直線電機(jī)定子配合；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子和旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子設(shè)于所述殼體內(nèi)側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子連接于所述傳動(dòng)裝置；所述傳動(dòng)裝置包括安裝結(jié)構(gòu)、直線運(yùn)動(dòng)滾針排和預(yù)緊結(jié)構(gòu)，所述安裝結(jié)構(gòu)連接所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)子，所述直線運(yùn)動(dòng)滾針排設(shè)于安裝結(jié)構(gòu)上，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)設(shè)于直線運(yùn)動(dòng)滾針排外側(cè)部，所述直線運(yùn)動(dòng)滾針排連接于所述直線電機(jī)動(dòng)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙自由度機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述直線電機(jī)定子通過端蓋固定在所述殼體上，所述直線電機(jī)定子上設(shè)有直線編碼器，所述直線編碼器與所述直線電機(jī)動(dòng)子間隙配合；所述直線電機(jī)動(dòng)子內(nèi)設(shè)有永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙自由度機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子的端部設(shè)有軸承座，所述軸承座將旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子固定于所述殼體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙自由度機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)上設(shè)有軸承，所述軸承的端部設(shè)有用以固定所述軸承的軸承端蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型雙自由度機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)緊結(jié)構(gòu)連接有旋轉(zhuǎn)編碼器。
【文檔編號(hào)】B25J9/12GK203579294SQ201320679241
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】吳宏, 禹新路, 尹告民 申請(qǐng)人:東莞固高自動(dòng)化技術(shù)有限公司