本發(fā)明涉及一種應用于三坐標測量機或二維幾何測量儀等精密儀器中負載低、重復定位精度要求高的傳動場合的摩擦桿傳動裝置。

背景技術：

三坐標測量機主機架構由三軸組成，在控制器作用下，各軸沿各自方向運動，在傳動過程中，由于機床本身慣性及零件加工精度上的誤差，使得三坐標測量機在三個方向上存在二十一項誤差：即三個方向的位置度；沿三個方向運動時的六個直線度；沿三個方向運動時自傳、俯仰、方向九個角擺；各軸間三個垂直度。而二十一項誤差最終都可以歸結為三個運動軸的運動精度，所以提高各個方向的運動精度，可以顯著提高三坐標測量機的精度。

三坐標測量機三軸運動精度取決于三軸本身誤差、控制器及軟件補償，閉環(huán)控制系統(tǒng)總能使三軸運動時“定點停車”，軟件補償后，可以使測量數(shù)據(jù)無限接近零件行為尺寸的真實值。但如果三軸本身加工誤差大，甚至各軸轉動方式在設計原理上存在缺陷，則三軸運動到定點時刻，總是不斷震蕩，控制效果下降，所以提高三軸運動精度，首先在原理上選擇較優(yōu)的傳動方式，而后在結構上，使機構在運動時非常穩(wěn)定，重復定位精度高。

目前市面上用在三坐標測量機用到最多的傳動方式有齒輪齒條傳動，滾珠絲桿傳動，皮帶傳動及無牙螺桿傳動，摩擦桿與摩擦方傳動。各種傳動方式各有長處；齒輪齒條傳動負載大、可無限延長，但返程間隙很難消除且成本高；滾珠絲桿傳動往復運動無間隙，重復定位精度高，但重力方向，絲桿本身變形大，行程不能太長；皮帶傳動價格便宜，但行程不能太長，能量轉化效率低；摩檫桿傳動返程無間隙，噪音低，但負載不能太高。本發(fā)明涉及一種摩擦桿傳動裝置，且用在負載不高的三坐標測量機中的兩個軸，以克服摩擦桿傳動，本身不能高負載的缺陷。

摩擦桿傳動為一夾緊部件與光桿相互擠壓產(chǎn)生靜摩擦，給運動部件提供動力，夾緊部件的好壞直接決定摩擦桿傳動的整個傳動效率及穩(wěn)定性，光桿自身的安裝方式不當，會使得夾緊部件與光桿擠壓時因受力不均導致光桿過早出現(xiàn)剝落，扭曲等疲勞失效，降低摩擦桿傳動的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種摩擦桿傳動裝置，可以提高摩擦桿傳動的整個傳動效率及穩(wěn)定性，同時，增加摩擦桿的使用壽命。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種摩擦桿傳動裝置，包括箱體以及安裝于所述箱體上的v型輪組件、摩擦桿組件、壓緊輪組件和伺服電機，所述伺服電機設于所述箱體下端并與所述v型輪組件傳動連接，所述壓緊輪組件設于所述箱體上端并與所述v型輪組件夾緊所述摩擦桿組件，所述伺服電機帶動所述v型輪組件轉動，所述v型輪組件進而與所述摩擦桿組件產(chǎn)生靜摩擦力，靜摩擦力對所述摩擦桿組件產(chǎn)生向前的推力，推動摩擦桿組件向前運動，當摩擦桿組件運動到指定位置時，產(chǎn)生相反方向的作用力，迫使摩擦桿組件停下來，從而完成整個運動過程。

優(yōu)選地，所述摩擦桿組件包括桿庫、光桿、桿端關節(jié)軸承以及關節(jié)座，所述桿庫與桿端關節(jié)軸承分別設于所述光桿的兩端，所述關節(jié)座與所述桿端關節(jié)軸承柔性連接，使光桿能繞關節(jié)座有一定幅度的旋轉，所述光桿設于所述箱體上端并用所述壓緊輪組件與所述v型輪組件夾緊。

優(yōu)選地，所述摩擦桿組件還包括o型圈，所述o型圈設于所述桿庫的末端與光桿連接處的間隙中，使所述桿庫與光桿的剛性連接轉為彈性連接。

優(yōu)選地，所述v型輪組件包括從動輪、v型輪、深溝球軸承以及翻邊含油軸承，所述從動輪設于所述v型輪的長軸一端，所述從動輪與所述v型輪之間的長軸上設有深溝球軸承和翻邊含油軸承，所述深溝球軸承與翻邊含油軸承構成v型輪的滾動支撐并設于所述箱體內，使所述從動輪和v型輪分別活動設于所述箱體的下端和上端，所述從動輪通過同步帶與所述伺服電機軸上設置的主動輪傳動連接，所述v型輪與所述壓緊輪組件夾緊所述光桿；其中所述翻邊含油軸承通過擠壓的方式嵌入所述箱體，確保所述v型輪在與所述光桿擠壓的過程中，不會有相對所述v型輪徑向方向跳動。

優(yōu)選地，所述v型輪組件還包括漲緊套，所述漲緊套內裝于所述從動輪，所述漲緊套的內圈與所述v型輪的長軸接觸，所述漲緊套的外圈與所述從動輪接觸配合，在相對于所述漲緊套軸向方向施加力的作用時，所述漲緊套的外圈相對內圈作軸向滑動，從而將所述v型輪與從動輪抱死。

優(yōu)選地，所述壓緊輪組件包括框架以及設于所述框架上的軸承座、雙列角接觸球軸承、蝶形彈簧、導向銷和定位銷，所述框架設于所述箱體上端，所述軸承座通過所述導向銷活動安裝于所述框架上，所述蝶形彈簧套設于所述定位銷上并置于所述軸承座上的內孔中，所述軸承座上通過芯軸裝配所述雙列角接觸球軸承，所述雙列角接觸球軸承與所述v型輪相對并夾緊所述光桿。

優(yōu)選地，所述軸承座下端內側與所述雙列角接觸球軸承之間設有墊片，所述墊片用于調節(jié)雙列角接觸球軸承的中心位置，使得雙列角接觸球軸承的側面中心線與光桿的軸心線垂直且處于同一平面內。

優(yōu)選地，所述箱體下端還設有箱體框架，所述箱體框架底部設有可活動的電機座，所述伺服電機安裝于所述電機座上，可以通過調節(jié)所述電機座的位置來調節(jié)所述同步帶的松緊度。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明中用壓緊輪組件與v型輪組件夾緊摩擦桿組件，使v型輪與摩擦桿組件上的摩擦桿始終緊密接觸，通過伺服電機帶動v型輪組件轉動，v型輪組件進而與摩擦桿組件產(chǎn)生靜摩擦力，靜摩擦力對摩擦桿組件產(chǎn)生向前的推力，推動摩擦桿組件向前運動，當摩擦桿組件運動到指定位置時，產(chǎn)生沿相反方向作用力，相反方向作用力大于靜摩擦力時，迫使摩擦桿組件停下來，而這時v型輪組件則過載打滑，從而完成整個運動過程，摩擦桿傳動裝置依靠組件之間的靜滾動摩擦傳遞動力，往復運動無間隙、噪音低，能有效提高摩擦桿傳動的整個傳動效率及穩(wěn)定性；壓緊輪組件中的雙列角接觸球軸承的側面中心線與摩擦桿的軸心線垂直且處于同一平面內，從而減少內力矩且使光桿在受到擠壓時的受力均勻，防止光桿過早出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象，并且在v型輪并沒有完全沿軸向運動而是在徑向方向存在跳動時，由于桿庫與光桿為彈性連接，使光桿能有輕微幅度的抖動，從而減少光桿因局部應力過度集中而造成疲勞破壞的現(xiàn)象，進而增加了摩擦桿的使用壽命。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的不當限定，在附圖中：

圖1為實施例摩擦桿傳動裝置的示意圖；

圖2為實施例摩擦桿傳動裝置另一視角的示意圖；

圖3為實施例摩擦桿傳動裝置除伺服電機外的剖視圖；

圖4為實施例摩擦桿組件的主視圖；

圖5為圖4中c-c的剖視圖。

圖6為圖5中i的結構放大圖；

圖7為實施例v型輪組件的示意圖；

圖8為實施例v型輪組件的主視圖；

圖9為圖8中e-e的剖視圖；

圖10為實施例壓緊輪組件的示意圖；

圖11為實施例壓緊輪組件另一視角的示意圖；

圖12為實施例壓緊輪組件的主視圖；

圖13為圖12中b-b的剖視圖。

圖中：1、箱體框架，2、壓緊輪組件，3、v型輪組件，4、摩擦桿組件，5、伺服電機，6、電機座，7、凹頭螺釘，8、鎖緊螺母，9、箱體，10、從動輪，11、桿庫，12、光桿，13、桿端關節(jié)軸承，14、關節(jié)座，15、同步帶，16、漲緊套，17、v型輪，18、深溝球軸承，19、翻邊含油軸承，20、框架，21、軸承座，22、雙列角接觸球軸承，23、芯軸，24、定位銷，25、墊片，26、o型圈，27、蝶形彈簧,28、導向銷。

具體實施方式

為了更充分的理解本發(fā)明的技術內容，下面將結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步介紹和說明。

實施例

如圖1至圖3所示，本實施例所示的一種摩擦桿傳動裝置，包括箱體9以及安裝于箱體9上的v型輪組件3、摩擦桿組件4、壓緊輪組件2和伺服電機5，伺服電機5設于箱體9下端并與v型輪組件3傳動連接，壓緊輪組件2設于箱體9上端并與v型輪組件3夾緊摩擦桿組件4，通過伺服電機5帶動v型輪組件3轉動，v型輪組件3進而與摩擦桿組件4產(chǎn)生靜摩擦力，靜摩擦力對摩擦桿組件4產(chǎn)生向前的推力，推動摩擦桿組件4向前運動，當摩擦桿組件4運動到指定位置時，產(chǎn)生相反方向的作用力，迫使摩擦桿組件4停下來，從而完成整個運動過程。

如圖4至圖6所示，摩擦桿組件4包括桿庫11、光桿12、桿端關節(jié)軸承13以及關節(jié)座14，桿庫11與桿端關節(jié)軸承13分別設于光桿12的兩端，關節(jié)座14與桿端關節(jié)軸承13柔性連接，使光桿12能繞關節(jié)座14有一定幅度的旋轉，光桿12設于箱體1上端并用壓緊輪組件2與v型輪組件3夾緊；桿庫11的末端與光桿12連接處存在0.2mm的間隙，在間隙中設有o型圈26支撐，使桿庫11與光桿12的剛性連接轉為彈性連接。

如圖7至圖9所示，v型輪組件3包括從動輪10、v型輪17、漲緊套16、深溝球軸承18以及翻邊含油軸承19，從動輪10設于v型輪17的長軸末端，從動輪10與v型輪17之間的長軸上設有深溝球軸承18和翻邊含油軸承19，深溝球軸承18與翻邊含油軸承19構成v型輪17的滾動支撐并設于箱體1內，使從動輪10和v型輪17分別活動設于箱體1的下端和上端，從動輪10通過同步帶15與伺服電機5軸上設置的主動輪傳動連接，v型輪17與壓緊輪組件2夾緊光桿12；其中，翻邊含油軸承19通過擠壓的方式嵌入箱體9，使v型輪17在整個轉動過程中，沒有徑向運動間隙，確保v型輪17在與光桿12擠壓的過程中，不會有相對v型輪17徑向方向跳動；v型輪17擠壓光桿時，兩者緊密接觸，當整個傳動部件因加工或裝配造成v型輪17并沒有完全沿軸向運動而是在徑向方向存在跳動時，由于桿庫11與光桿12為彈性連接，使光桿12能有輕微幅度的抖動，從而減少光桿12因應力集中而造成疲勞破壞的現(xiàn)象。

漲緊套16內裝于從動輪10外側，漲緊套16的內圈與v型輪17的長軸接觸，漲緊套16的外圈與從動輪10接觸配合，在相對于漲緊套16軸向方向施加力的作用時，漲緊套16的外圈相對內圈作軸向滑動，從而將v型輪17與從動輪10抱死。

如圖10至圖13所示，壓緊輪組件2包括框架20以及設于框架20上的軸承座21、雙列角接觸球軸承22、蝶形彈簧27、導向銷28和定位銷24，框架20設于箱體9上端，軸承座21通過導向銷28和框架20內側的導向槽活動安裝于框架20上，導向銷28一端與框架20過盈連接，另一端與軸承座21成線接觸配合，使得軸承座21在移動過程中，始終沿定位銷24軸向移動，沒有偏擺，此外，導向槽與定位銷21位于同一加工方向，車床加工一次加工成型；蝶形彈簧27套設于定位銷24上并置于軸承座21上的內孔中，軸承座21上通過芯軸23裝配雙列角接觸球軸承22，雙列角接觸球軸承22與v型輪17相對并夾緊光桿12；當雙列角接觸球軸承22存在沿光桿12徑向方向的跳動時，軸承座21沿定位銷22軸線方向擠壓蝶形彈簧27，使蝶形彈簧27沿軸線方向彈性變形，在外力作用終止時，彈性變形恢復，進而使雙列角接觸球軸承22回到原始位置。

軸承座21下端內側與雙列角接觸球軸承22之間設有墊片25，通過更換不同厚度的墊片25來調整雙列角接觸球軸承22的中心位置，使得雙列角接觸球軸承22的側面中心線與光桿12的軸心線垂直且處于同一平面內，從而減少內力矩。

如圖2所示，箱體9下端還設有箱體框架1，箱體框架1底部設有可活動的電機座6，伺服電機5安裝于電機座6上，電機座6上設有凹頭螺釘7，凹頭螺釘7用來調節(jié)電機座6的位置，通過調節(jié)電機座6的位置來調節(jié)主動輪與從動輪10上同步帶15的松緊度，同步帶15的松緊度在合適范圍時，用凹頭螺釘7上的鎖緊螺母8固定電機座6；使得同步帶15在整個工作過程中，不會因主動輪和從動輪10的抖動而松脫；同步帶15與從動輪10加上與伺服電機5相連的主動輪組成摩擦桿傳動裝置的減速器組件，起到降低電機轉速和提高輸出扭矩的作用。

本發(fā)明中箱體可實現(xiàn)減速器組件與整機部件的隔離，只要設計一轉接板，就可將減速器組件安裝在任何用摩擦桿傳動方式的傳動軸中，這樣可提高減速器組件的通用性，便于安裝在不同的機器中，為大規(guī)模生產(chǎn)提供可能。

以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。