本發(fā)明涉及電動機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)。

背景技術(shù)：

為滿足產(chǎn)業(yè)對旋轉(zhuǎn)與直線運動兼具的需求，公知技術(shù)中披露了將旋轉(zhuǎn)馬達與線性馬達彼此同軸串接，實現(xiàn)在同一出力軸上輸出旋轉(zhuǎn)及直線的運動，具體的技術(shù)內(nèi)容如圖1所示的線性旋轉(zhuǎn)裝置，該裝置中旋轉(zhuǎn)馬達1的心軸2借助聯(lián)軸器3與線性馬達4的棒狀動子5同軸聯(lián)接，用于將該旋轉(zhuǎn)馬達1提供的旋轉(zhuǎn)動作和由該線性馬達4提供的直線動作，借助同軸設(shè)置的傳動部6向外傳遞，使其滿足產(chǎn)業(yè)的需求。

其中，為允許該心軸2能夠隨該棒狀動子5的動作而相對于該旋轉(zhuǎn)馬達1進行軸向上的相對位移，且維持該心軸2與該旋轉(zhuǎn)馬達1的轉(zhuǎn)子之間在徑向上的嚙合，于是就在該心軸2上沿軸向延伸有適當長度的鍵槽7，并將具有鍵條8的傳動環(huán)9同軸套裝于該心軸2上，而使該鍵條8滑設(shè)于該鍵槽7中，容許該心軸2進行軸向往復運動的同時，仍可借助彼此嵌接的鍵槽7與鍵條8，維持該心軸2與該旋轉(zhuǎn)馬達1的轉(zhuǎn)子之間的徑向嚙合，通過該旋轉(zhuǎn)馬達1能使該心軸2進行旋轉(zhuǎn)運動。

正是因為該心軸2兼具旋轉(zhuǎn)及軸向的傳動與滑接構(gòu)造，所以達成上述目的與功效，但是該心軸2借助鍵槽7與鍵條8之間的滑接并保持徑向間嚙合的技術(shù)內(nèi)容，除會使心軸2在受到旋轉(zhuǎn)施力時容易出現(xiàn)應力過度集中的缺陷外，在制造加工上的要求也非常高，再加上其欠缺適當?shù)臐櫥瑱C制，也容易使該心軸2在持續(xù)的軸向往復滑動過程中產(chǎn)生過度的磨損，以致影響動作的精度，使其所應用的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域受到負面的影響。為此，需要提出一種旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)，該機構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動部的第一軸孔與棒狀軸部之間同軸穿套滑接，該第一軸孔的形狀與該棒狀軸部的形狀為彼此互補的非圓形的幾何形狀，既使該軸部可沿該第一軸孔往復移 動外，又可借助彼此互補的幾何形狀相互約束，使該軸部與該第一軸孔之間沿徑向上彼此卡接。

本發(fā)明的目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)，包括：

身部；

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，設(shè)于該身部中，設(shè)有第一軸孔；

直線驅(qū)動部，設(shè)于該身部中，設(shè)有與該第一軸孔同軸對應的第二軸孔；

軸部，同軸穿伸滑接于該第一軸孔與該第二軸孔中，至少一軸端伸出該身部外；

該第一軸孔呈圓形以外的幾何形狀；

該軸部穿伸滑接于該第一軸孔對應軸身部位的徑向斷面形狀與該第一軸孔互補的幾何形狀；

至少一環(huán)狀的滑接部，同軸于該第一軸孔穿套滑接于該軸部互補于該第一軸孔幾何形狀的軸身部位上，并定位固設(shè)于該身部中。

進一步的，該第一軸孔與該軸部彼此互補的幾何形狀可為多邊形或橢圓形等彼此卡接的形狀，更進一步，多邊形可為四方形。

進一步的，為減少該軸部相對于該第一軸孔做往復移動時的接觸摩擦，該軸部的多邊形軸身部位的周側(cè)端面與該第一軸孔的孔壁之間相隔開來，形成氣隙空間。進而降低彼此間相對滑動時產(chǎn)生的磨損。

進一步的，還設(shè)有用于連接該氣隙空間與該身部的外部的連接氣道。借助上述桿周與孔壁彼此相隔開的空間型態(tài)，于該軸部周側(cè)與該第一軸孔孔壁之間形成氣隙空間，借助連接氣道引入外部高壓流體進入氣隙空間中，可以輔助維持軸部與第一軸孔彼此之間的同軸對應狀態(tài)。

其中，為便于將外部高壓流體導入該氣隙空間中，由適當設(shè)置的連接氣道，以連通該氣隙空間與該身部的外部，更進一步來說，該連接氣道可被設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部中，幷在該第一軸孔孔壁上形成開口，也可被設(shè)置于該軸部中，在該軸部的桿側(cè)形成開口。

另外，為提高冷卻功效以促進電動機的效率，該旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)包括有冷卻模組，被設(shè)置在該身部中，且與該直線驅(qū)動部鄰接。

再者，為提高軸移位置控制的精度，該旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)包括位置偵測 模組，在該直線驅(qū)動部與該軸部之間。

其中，該位置偵測模組為光學尺或磁性尺偵測技術(shù)，具有量測基準，固設(shè)于該軸部上，量測部，固設(shè)于該身部上，用于感測該量測基準的位置。

進一步的，該滑接部為自潤軸承(self lubricating bearing)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明中第一軸孔的形狀與棒狀軸部的形狀為彼此互補的非圓形的幾何形狀，一方面，使軸部所受的轉(zhuǎn)動力較公知技術(shù)更為均衡，從而避免應力過度集中所導致的缺失，幾何形狀的構(gòu)造在加工上也容易；另一方面，當該軸部借助滑接部提供適當?shù)闹С?，避免該軸部受到磨損而影響工作的精度。

2、本發(fā)明中的軸部的幾何形狀的軸身部位的周側(cè)端面與第一軸孔的孔壁之間相隔開來，形成氣隙空間。減少該軸部相對于該第一軸孔做往復移動時的接觸摩擦，進而降低彼此間相對滑動時產(chǎn)生的磨損。

3、本發(fā)明中設(shè)有用于連接該氣隙空間與該身部的外部的連接氣道，通過連接氣道引入外部高壓流體進入氣隙空間中，可以輔助維持軸部與第一軸孔彼此之間的同軸對應狀態(tài)。

4、本發(fā)明中設(shè)有冷卻模組，冷卻模組能夠發(fā)揮更好的冷卻功效，提高電動機的效率。

5、本發(fā)明中的直線驅(qū)動部與軸部間設(shè)有位置偵測模組，通過位置偵測模組可以控制軸向移動位置的精度。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳盡說明。

附圖說明

圖1是公知技術(shù)的剖視圖；

圖2是本發(fā)明較佳實施例的拆解圖；

圖3是本發(fā)明較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明圖3的4-4剖視圖；

圖5是本發(fā)明圖4的5-5剖視圖；

圖6是本發(fā)明圖4的6-6剖視圖。

具體實施方式

參見圖2至圖6，本發(fā)明較佳實施例中所提供的旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)10，實 現(xiàn)同一出力軸具有旋轉(zhuǎn)運動和直線往復運動的功能，滿足產(chǎn)業(yè)的需要，但是關(guān)于其用以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動與直線驅(qū)動的電動機技術(shù)，屬于公知技術(shù)的范疇，并非本發(fā)明的主要技術(shù)特征，因此，在具體實施方式的說明中將不再贅述。

具體地，該旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)10主要包括身部20、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30、直線驅(qū)動部40、軸部50、滑接部60、冷卻模組70以及位置偵測模組80，其中：

該身部20呈圓柱狀，作為其他構(gòu)成元件的基座，使各構(gòu)成元件得以有所依附。

該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30為公知的旋轉(zhuǎn)電動機技術(shù)，用于將電能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動的機械能輸出，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30呈柱狀并同軸設(shè)置在該身部20內(nèi)側(cè)的一端部，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30具有適當長度的管狀旋轉(zhuǎn)鐵心31，呈四方形的第一軸孔32設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)鐵心31上。該第一軸孔與該軸部彼此互補之幾何形狀可為多邊形或橢圓形等可以彼此卡接的形狀。更進一步來說，是等多邊形，可為四方形。

該直線驅(qū)動部40則為公知的線性馬達技術(shù)，用于將電能轉(zhuǎn)換為直線往復運動的機械能輸出，該直線驅(qū)動部40呈柱狀并同軸設(shè)置在該身部20內(nèi)側(cè)的另一端部，該直線驅(qū)動部40與該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30相隔開來，該直線驅(qū)動部40具有與該第一軸孔32同軸對應的第二軸孔41。

該軸部50呈直桿柱狀的同軸滑設(shè)于該第一軸孔32與該第二軸孔41中，該軸部具有一柱狀的直線傳動段51，由公知線性馬達具有多數(shù)磁區(qū)的棒狀動子所構(gòu)成的，而與該第二軸孔41對應滑接，使得與該直線驅(qū)動部40的磁場相互作用，從而使該直線傳動段51能夠軸向的往復直線移動，帶動該軸部50的整體同步移動，桿狀的旋轉(zhuǎn)傳動段52，一端與該直線傳動段51的一端同軸固接，并同軸穿伸于該第一軸孔32中，徑向斷面的形狀與該第一軸孔32的方形互補的方形，且使周側(cè)端面與該第一軸孔32的相向孔壁之間相隔開來，形成管狀的氣隙空間S，桿狀的延伸段53同軸穿伸于該旋轉(zhuǎn)鐵心31的管孔中，并以一端與該旋轉(zhuǎn)傳動段52的另端同軸相接，且以另端伸出該身部20之外。

該滑接部60為環(huán)狀的自潤滑軸承，同軸于該第一軸孔32并受定位的設(shè)于該身部20之中，位于該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30與該直線驅(qū)動部40之間，并穿套滑接于該旋轉(zhuǎn)傳動段52上，且使該旋轉(zhuǎn)傳動段52方形的四角的部位與該滑接部60內(nèi)側(cè)環(huán)面滑接。如圖5所示。

所述身部20中設(shè)有冷卻模組70，該冷卻模組與該直線驅(qū)動部40鄰接。該冷 卻模組70采用公知應用流體對流進行散熱的冷卻技術(shù)，具有冷卻板71，貼接于該直線驅(qū)動部40的一側(cè)，使得將該直線驅(qū)動部40做功時所產(chǎn)生的熱能予以散失，以維持其較佳的工作效率。

所述直線驅(qū)動部40與該軸部50間設(shè)有位置偵測模組80。該位置偵測模組可為光學尺或磁性尺偵測技術(shù)，具有固設(shè)于該軸部上的量測基準和固設(shè)于該身部上的量測部，用以感測該量測基準之位置。該位置偵測模組80以偵測直線移動的位置為目的，設(shè)有光學尺的量測基準81，量測基準平行于該第二軸孔41的一側(cè)，一端與該軸部50的直線傳動段51固接，光學尺讀頭的量測部82固設(shè)于該身部20上，用以感測該量測基準81，據(jù)以精確地偵測該直線傳動段51的移動位置。

借助上述構(gòu)件的組成，該旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)10得以該直線驅(qū)動部40對該軸部50提供一軸向上往復直線移動施力，以及由該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30對該軸部50提供徑向上旋轉(zhuǎn)移動的施力，所以獲得與公知技術(shù)相同的驅(qū)動能力，以供產(chǎn)業(yè)上的需求，更進一步的，該旋轉(zhuǎn)及直線運動機構(gòu)10在進行旋轉(zhuǎn)移動的時候，借助由形狀上為方形互補的該第一軸孔32與該旋轉(zhuǎn)傳動段52間的均勻咬合，使該軸部50所受的轉(zhuǎn)動施力較公知技術(shù)更為平均，從而得以避免應力過度集中所導致的缺失，同時其所為基本幾何形狀的構(gòu)造，在加工上亦屬便利。

當該軸部50受該直線驅(qū)動部40驅(qū)動而為軸向位移的情況，可借助該旋轉(zhuǎn)傳動段52與該第一軸孔32間所存在的氣隙空間S，降低其彼此間因滑動所產(chǎn)生的磨損，并借助該滑接部60提供適當?shù)闹С?，并容許該軸部50與其彼此間之摩擦力盡可能的降至最低，避免該軸部50受到磨損而影響工作的精度；所述旋轉(zhuǎn)傳動段52指軸部50的幾何形狀的軸身部位。

同時，并可借助于該氣隙空間S內(nèi)注入適當壓力的流體，以維持該軸部50軸移的穩(wěn)定性，是等將外部高壓流體導入該氣隙空間S內(nèi)的技術(shù)內(nèi)容可為于適當位置設(shè)置連接氣道(圖中未顯示)以達成連接該氣隙空間S與位于該身部20外部的壓力氣源，其具體地，可將該連接氣道設(shè)于該軸部50中，并于該旋轉(zhuǎn)傳動段52的桿周側(cè)上形成開口，以與該氣隙空間S連通，或可將該連接氣道設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部30上，而于該第一軸孔32的孔壁上形成開口，亦可與該氣隙空間S連通，以遂行將外部高壓流體導入該氣隙空間S內(nèi)，維持該軸部50軸移時的穩(wěn)定性。

實施例的內(nèi)容僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。