本發(fā)明總體地涉及線性傳動(dòng)裝置，更具體地涉及用于運(yùn)動(dòng)模擬的線性傳動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

在視頻、電影、游戲等產(chǎn)業(yè)中，為了增強(qiáng)觀眾或游戲參與者的體驗(yàn)，除了圖像和聲音外，還可以向其提供運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)、氣味體驗(yàn)、濕度體驗(yàn)等各種體驗(yàn)。在提供運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)時(shí)，一般通過(guò)使得觀眾坐著的椅子、賽車(chē)等產(chǎn)生與圖像、聲音序列同步的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這種運(yùn)動(dòng)模擬中，一般需要使用線性傳動(dòng)器，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，下文中將電機(jī)部分稱(chēng)為主動(dòng)部分，將接受主動(dòng)部分傳遞的運(yùn)動(dòng)的部分稱(chēng)為從動(dòng)部分，人們希望主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間的連接、所涉及的軸承的支撐能夠容易拆卸、而且節(jié)省零部件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種線性傳動(dòng)裝置，可以包括：電機(jī)，具有能夠雙向旋轉(zhuǎn)的輸出軸；絲桿；電機(jī)聯(lián)軸器和絲桿聯(lián)軸器，用于聯(lián)接電機(jī)的輸出軸和絲桿，以將電機(jī)的輸出軸的雙向旋轉(zhuǎn)傳遞給絲桿；軸承，用于支撐絲桿；外殼，所述外殼具有內(nèi)腔，所述絲桿容納在所述外殼的內(nèi)腔中，所述外殼包括能夠軸向拆開(kāi)的第一部分和第二部分，第一部分與電機(jī)連接，軸承被固定在第一部分與第二部分相銜接的部分；彼此剛性連接在一起的同軸絲桿螺母和滑動(dòng)管，絲桿螺母具有位于滑動(dòng)管內(nèi)的部分和位于滑動(dòng)管外的凸緣，凸緣與滑動(dòng)管緊固在一起，絲桿螺母能夠與絲桿嚙合，從而將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母的平移，從而帶動(dòng)滑動(dòng)管相對(duì)于所述外殼的內(nèi)腔進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)；以及防撞圈，布置于絲桿前端，位于絲桿殼體部分和軸承外圈中間，從而當(dāng)滑動(dòng)管撞到防撞圈時(shí)，因?yàn)榉雷踩κ枪潭ǖ亩瑒?dòng)管是垂直撞擊的，所以?xún)烧卟粫?huì)造成預(yù)緊。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，還可以包括：防撞墊片(13)，固定于絲杠末端，直徑大于絲桿直徑，且與絲桿螺母配合，用于防止絲桿螺母從絲桿脫落。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，其中所述防撞墊片材質(zhì)可以為彈簧鋼。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，所述墊片的厚度可以為2.5～3.2毫米，外徑大于絲桿螺母的內(nèi)孔直徑且小于滑動(dòng)管的內(nèi)孔直徑。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，所述墊片的厚度為2.9-3.1毫米，絲桿螺母的內(nèi)孔直徑為12毫米，滑動(dòng)管的內(nèi)孔直徑為20毫米，墊片的外徑為17.5～19.5毫米。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種線性傳動(dòng)裝置，可以包括：電機(jī)，具有能夠雙向旋轉(zhuǎn)的輸出軸；絲桿；電機(jī)聯(lián)軸器和絲桿聯(lián)軸器，用于聯(lián)接電機(jī)的輸出軸和絲桿，以將電機(jī)的輸出軸的雙向旋轉(zhuǎn)傳遞給絲桿；軸承，用于支撐絲桿；外殼，所述外殼具有內(nèi)腔，所述絲桿容納在所述外殼的內(nèi)腔中，所述外殼包括能夠軸向拆開(kāi)的第一部分和第二部分，第一部分與電機(jī)連接，軸承被固定在第一部分與第二部分相銜接的部分；以及彼此剛性連接在一起的同軸絲桿螺母和滑動(dòng)管，絲桿螺母具有位于滑動(dòng)管內(nèi)的部分和位于滑動(dòng)管外的凸緣，凸緣與滑動(dòng)管緊固在一起，絲桿螺母能夠與絲桿嚙合，從而將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母的平移，從而帶動(dòng)滑動(dòng)管相對(duì)于所述外殼的內(nèi)腔進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，第一部分可以具有臺(tái)階孔，臺(tái)階孔的周面與軸承的周面結(jié)合，臺(tái)階孔的臺(tái)階面與軸承的外圈的第一側(cè)面結(jié)合，第二部分具有圓環(huán)形的凸出端部，該凸出端部的端面頂住軸承的外圈的第二側(cè)面，該凸出端部的外圓周面與第一部分的臺(tái)階孔的周面緊密配合。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，絲桿聯(lián)軸器可以具有凸緣，凸緣的側(cè)面中遠(yuǎn)離電機(jī)的側(cè)面頂住軸承的內(nèi)圈的第一側(cè)面，軸承的內(nèi)圈的第二側(cè)面通過(guò)螺母來(lái)固定。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，外殼部分可以具有孔，適于作為排氣孔和扳手著力點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，滑動(dòng)管上可以具有凹槽，外殼上可以具有引導(dǎo)部件，引導(dǎo)部件可以容納在所述凹槽內(nèi)，以阻止所述滑動(dòng)管的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，電機(jī)聯(lián)軸器和絲桿聯(lián)軸器可以均具有一對(duì)凸出的指狀物，線性傳動(dòng)裝置還可以包括十字形耦接件，電機(jī)聯(lián)軸器的一對(duì)凸出的指狀物和絲桿聯(lián)軸器的一對(duì)凸出的指狀物均插入十字形耦接件，形成三者的彼此緊固連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，第一部分可以具有方形外形，第二部分可以具有圓形外形。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置，滑動(dòng)管遠(yuǎn)離電機(jī)的一端可以安裝有加油蓋，用于給絲桿添加潤(rùn)滑油。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置將外殼分為電機(jī)座部分和絲桿殼體部分，使得便于裝配，而且電機(jī)座部分和絲桿殼體部分可以限定軸承；另外螺母部分位于滑動(dòng)管外，具有凸緣，易于裝配，節(jié)省零件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于拆卸線性傳動(dòng)裝置的方法，可以包括：拆除將電機(jī)與外殼的第一部分連接的連接部件；拆除電機(jī)；拆除第一部分；從外殼接近電機(jī)的一端、從第二部分的內(nèi)腔中整體地拉出從動(dòng)部分，從動(dòng)部分包括彼此互連的至少一軸承、絲桿、絲桿螺母以及滑動(dòng)管。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的拆卸線性傳動(dòng)裝置的方法能夠比較容易地拆下從動(dòng)部分，便于維修和更換。

附圖說(shuō)明

從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更容易理解，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的分解圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的剖面圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的分解圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的分解圖。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置100的分解圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置100的剖面圖。

線性傳動(dòng)裝置100適合于安裝例如在地面和座椅之間，接收運(yùn)動(dòng)信號(hào)代碼(例如表示向某個(gè)方向移動(dòng)某個(gè)距離的信號(hào))，在運(yùn)動(dòng)控制器的控制下，驅(qū)動(dòng)線性傳動(dòng)裝置100的電機(jī)，線性傳動(dòng)裝置100產(chǎn)生沿著軸向方向的平移。這里的運(yùn)動(dòng)信號(hào)代碼旨在與圖像和/或聲音同步地移動(dòng)線性傳動(dòng)裝置，進(jìn)而移動(dòng)座椅，給座椅上的觀眾帶來(lái)運(yùn)動(dòng)感體驗(yàn)。

線性傳動(dòng)裝置100包括電機(jī)1、絲桿9、電機(jī)聯(lián)軸器3和絲桿聯(lián)軸器6、軸承7、外殼的第一部分5和第二部分20、同軸的絲桿螺母11和滑動(dòng)管12。

電機(jī)1接收電運(yùn)動(dòng)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)方向的旋轉(zhuǎn)輸出。電機(jī)1具有能夠雙向旋轉(zhuǎn)的輸出軸101。

電機(jī)的輸出軸101和絲桿9通過(guò)電機(jī)聯(lián)軸器3和絲桿聯(lián)軸器6聯(lián)接起來(lái)，以將電機(jī)1的輸出軸的雙向旋轉(zhuǎn)傳遞給絲桿9。

在圖示示例中，電機(jī)聯(lián)軸器3和絲桿聯(lián)軸器6通過(guò)十字形接合器4連接在一起。電機(jī)聯(lián)軸器3和絲桿聯(lián)軸器6均具有兩個(gè)突出的指狀物，用于嵌合到十字形接合器4中。十字形接合器4的材質(zhì)可以為彈性材料。不過(guò)這僅為示例，電機(jī)聯(lián)軸器3和絲桿聯(lián)軸器6可以通過(guò)其他方式連接在一起。

絲桿聯(lián)軸器6為凸臺(tái)形式，與絲桿9緊密配合，其突出端部具有突出的指狀物。

在本示例中，外殼包括能夠軸向拆開(kāi)的第一部分5和第二部分20，下文中稱(chēng)第一部分5為電機(jī)座5，稱(chēng)第二部分為絲桿殼體。電機(jī)座與電機(jī)連接，例如通過(guò)用螺栓2連接電機(jī)1的凸臺(tái)上的螺紋孔和電機(jī)座上的對(duì)應(yīng)螺紋孔102；絲桿主要容納在絲桿殼體20中。在圖1所示示例中，電機(jī)座5具有方形外形，絲桿殼體20具有圓形外形。

下文中，所有部件靠近電機(jī)的一端稱(chēng)為近端，遠(yuǎn)離電機(jī)的一端稱(chēng)為遠(yuǎn)端。

軸承7用于支撐絲桿9。軸承7套在絲桿聯(lián)軸器6上。軸承7的近端由電機(jī)座5的遠(yuǎn)端的內(nèi)腔肩部限定，軸承7的遠(yuǎn)端由絲桿殼體20的近端的內(nèi)腔的肩部限定。此外，軸承7的遠(yuǎn)端還采用圓螺母8固定。換句話說(shuō)，電機(jī)座5的遠(yuǎn)端具有臺(tái)階孔，臺(tái)階孔的臺(tái)階面(端面)與軸承7的外圈的近端的側(cè)面貼合，絲桿殼體20的近端具有圓環(huán)形的凸出端部，該凸出端部的端面頂住軸承的外圈的遠(yuǎn)端的側(cè)面，該凸出端部的外圓周面與電機(jī)座5的臺(tái)階孔的周面緊密配合。絲桿聯(lián)軸器6具有凸緣61，凸緣的側(cè)面中遠(yuǎn)離電機(jī)的側(cè)面頂住軸承的內(nèi)圈的第一側(cè)面，軸承的內(nèi)圈的第二側(cè)面通過(guò)螺母來(lái)固定。

軸承7的形式?jīng)]有限制，可以采用滾珠軸承等任何合適類(lèi)型的軸承。

線性傳動(dòng)裝置還具有彼此剛性連接在一起的同軸絲桿螺母11和滑動(dòng)管12。絲桿螺母11具有位于滑動(dòng)管12內(nèi)的部分111和位于滑動(dòng)管13外的凸緣112。凸緣112與滑動(dòng)管12緊固在一起，例如通過(guò)螺栓10。絲桿螺母11能夠與絲桿9螺紋嚙合，從而將絲桿9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成絲桿螺母11的平移，從而帶動(dòng)滑動(dòng)管12相對(duì)于所述外殼的內(nèi)腔進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)。

在圖1所示示例中，外殼的絲桿殼體部分20上具有銷(xiāo)釘15，該銷(xiāo)釘15裝配時(shí)容納于滑動(dòng)管12的滑動(dòng)腔121中，以防止滑動(dòng)管12的轉(zhuǎn)動(dòng)，也就防止了絲桿螺母11的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證了絲桿螺母11連同滑動(dòng)管12的平移運(yùn)動(dòng)。

在圖1所示示例中，標(biāo)號(hào)13指示防撞墊片，標(biāo)號(hào)14指示內(nèi)六角沉頭螺釘。防撞墊片13和沉頭螺釘14的作用是防止絲桿螺母和絲桿在運(yùn)動(dòng)到末端時(shí)脫離。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的大墊圈A級(jí)(GB/T96.1-2002)其厚度為1.1毫米，內(nèi)部直徑(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)徑)為5.3毫米，外部直徑(簡(jiǎn)稱(chēng)外徑)為15毫米，材質(zhì)為鋼。

經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人將防撞墊片的材質(zhì)確定為彈簧鋼：彈簧鋼具有優(yōu)良的綜合性能，如力學(xué)性能(特別是彈性極限、強(qiáng)度極限、屈強(qiáng)比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能，又稱(chēng)抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。彈簧鋼在規(guī)定的范圍之內(nèi)，彈性變形的能力使其承受一定的載荷，在載荷去除之后不出現(xiàn)永久變形。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)明人確定了彈簧鋼墊片的優(yōu)選參數(shù)為：墊片的厚度為2.5～3.2毫米，更優(yōu)選為2.9-3.1毫米；墊片外徑大于絲桿螺母的內(nèi)孔直徑且小于滑動(dòng)管的內(nèi)孔直徑，例如在一個(gè)示例中，絲桿螺母的內(nèi)孔直徑為12毫米，滑動(dòng)管的內(nèi)孔直徑為20毫米，墊片的外徑為17.5～19.5毫米，再例如優(yōu)選將墊片厚度設(shè)置為3mm，直徑設(shè)置為φ18.6mm。相比于國(guó)標(biāo)的墊片，本發(fā)明實(shí)施例的彈簧鋼墊片的彈性變形的能力和強(qiáng)度大大增強(qiáng)。

在圖1所示示例中，標(biāo)號(hào)17指示缸體內(nèi)套，缸體內(nèi)套17由耐磨材料做成，鑲嵌在絲桿殼體20上，與滑動(dòng)管12相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

在圖1所示示例中，絲桿殼體20具有孔15，適于作為排氣孔和扳手著力點(diǎn)，通過(guò)排氣使得絲桿殼體20內(nèi)部為正壓，以及作為扳手著力點(diǎn)使得便于操作，易于安裝、拆卸和調(diào)整。

在圖1所示示例中，絲桿殼體20末端連接有蓋子18，圖示中通過(guò)螺釘10將蓋子18固定到絲桿殼體20。

上述圖1所示的線性傳動(dòng)裝置中，將外殼分為電機(jī)座部分和絲桿殼體部分，使得便于裝配，而且電機(jī)座部分和絲桿殼體部分可以限定軸承；另外螺母部分位于滑動(dòng)管外，具有凸緣，易于裝配，節(jié)省零件。

下面結(jié)合圖3和圖4描述根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的具有防預(yù)緊卡死功能的線性傳動(dòng)裝置。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的分解圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置的分解圖。

如圖3和圖4所示，相比于圖1和圖2，多了防撞圈21，防撞圈21布置于絲桿9的前端，位于滑動(dòng)管12和軸承7的外圈中間，防撞圈21被軸承7和殼體部分20壓緊(頂緊)，所以防撞圈是固定的。

在沒(méi)有增加防撞圈21前:滑動(dòng)管12在絲桿螺母11旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下一起沿絲杠9軸向方向移動(dòng)，當(dāng)絲桿螺母11和圓螺母8相接觸后，圓螺母8和軸承7內(nèi)圈在絲桿螺母11的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下一起轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿螺母和絲桿會(huì)造成旋轉(zhuǎn)預(yù)緊而出現(xiàn)卡死。

相對(duì)比，本發(fā)明實(shí)施例的線性傳動(dòng)裝置設(shè)置了防撞圈21，滑動(dòng)管12在絲桿螺母11旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下一起沿絲杠9軸向方向移動(dòng)，當(dāng)絲桿螺母11和防撞圈21相接觸后，絲桿螺母11在自身旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下就會(huì)垂直撞擊防撞圈21(因?yàn)榉雷踩?1是固定的，所以不會(huì)隨絲桿螺母11的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下一起轉(zhuǎn)動(dòng))，最終將絲桿螺母11的旋轉(zhuǎn)慣性力抵消，所以絲桿螺母和絲桿不會(huì)造成旋轉(zhuǎn)預(yù)緊而出現(xiàn)卡死。防撞圈21的材質(zhì)例如可以為45鋼。

下面描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的拆卸線性傳動(dòng)裝置的方法，可以包括：

首先，拆除將電機(jī)1與外殼的第一部分連接的連接部件，例如拆除螺絲2。

接下來(lái)，拆除電機(jī)1。

然后拆除電機(jī)座部分5。

最后從外殼的第二部分，即絲桿殼體部分20的內(nèi)腔中整體地拉出從動(dòng)部分，所述從動(dòng)部分包括彼此互連的至少一軸承7、絲桿9、絲桿螺母11以及滑動(dòng)管12。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的拆卸線性傳動(dòng)裝置的方法能夠比較容易地拆下從動(dòng)部分，便于維修和更換。

上面的示例性描述中，多次以螺絲作為連接部件的例子，不過(guò)這僅為示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇其它連接部件。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。