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環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組
環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組
【申請公布號：CN108006162A；申請權(quán)利人：廣州城建職業(yè)學(xué)院;發(fā)明設(shè)計人：傅潔瓊; 李海林; 丘斯波;】
摘要：
本發(fā)明公開了環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，包括模組基座、電機座、驅(qū)動電機、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條，模組基座的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的長度方向和同步齒齒條的長度方向相平行，所述的電機座位于模組基座的上方，驅(qū)動電機安裝在電機座上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機的輸出軸和與電機座鎖緊的惰輪軸相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動電機能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條的長度方向向前或向后運動和做精確定位。
主權(quán)項：
環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座(12)、電機座(7)、驅(qū)動電機(8)、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座(12)的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條(6)，模組基座(12)的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌(14)，直線導(dǎo)軌(14)的長度方向和同步齒齒條(6)的長度方向相平行，所述的電機座(7)位于模組基座(12)的上方，驅(qū)動電機(8)安裝在電機座(7)上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機(8)的輸出軸以及電機座(7)相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條(6)相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座(7)相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌(14)上，所述驅(qū)動電機(8)能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條(6)的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
要求：
1.環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座(12)、電機座(7)、驅(qū)動電機(8)、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座(12)的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條(6)，模組基座(12)的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌(14)，直線導(dǎo)軌(14)的長度方向和同步齒齒條(6)的長度方向相平行，所述的電機座(7)位于模組基座(12)的上方，驅(qū)動電機(8)安裝在電機座(7)上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機(8)的輸出軸以及電機座(7)相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條(6)相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座(7)相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌(14)上，所述驅(qū)動電機(8)能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條(6)的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶(1)、同步帶主動輪(2)和同步帶惰輪(3)，所述的同步帶主動輪(2)套裝在驅(qū)動電機(8)的輸出軸上，同步帶惰輪(3)具有惰輪輪軸(5)，惰輪輪軸(5)固定安裝在電機座(7)上，同步帶惰輪(3)套裝惰輪輪軸(5)，并且能夠繞惰輪輪軸(5)轉(zhuǎn)動，所述的雙面齒同步帶(1)分別套裝同步帶主動輪(2)和同步帶惰輪(3)，并且雙面齒同步帶(1)還與同步齒齒條(6)相嚙合，所述驅(qū)動電機(8)通過輸出軸帶動同步帶主動輪(2)轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪(2)過程中通過同步帶惰輪(3)帶動雙面齒同步帶(1)轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪(2)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶(1)的直線運動；所述的導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板(16)以及安裝在移動板(16)下表面的直線導(dǎo)向滑塊(13)，電機座(7)安裝在移動板(16)上，直線導(dǎo)向滑塊(13)與所述的直線導(dǎo)軌(14)相適配，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：惰輪輪軸(5)具有惰輪軸固定螺釘(9)，惰輪軸固定螺釘(9)固定插裝在電機座(7)上，惰輪輪軸(5)緊固套裝所述惰輪軸固定螺釘(9)從而固定安裝在電機座(7)上，同步帶惰輪(3)與惰輪輪軸(5)之間還設(shè)有惰輪軸承(4)。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述惰輪軸固定螺釘(9)還具有張緊調(diào)節(jié)單元，所述張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘(10)，惰輪軸固定螺釘(9)安裝在電機座(7)的一端的端頭伸出電機座(7)，張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)卡裝惰輪軸固定螺釘(9)伸出電機座(7)的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘(10)與張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘(9)的端頭上，進一步對惰輪軸固定螺釘(9)進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
5.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述雙面齒同步帶(1)與同步齒齒條(6)相嚙合的齒數(shù)大于等于9齒。
6.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：電機座(7)通過鎖緊螺絲(15)安裝在移動板(16)上。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述驅(qū)動電機(8)為小型電機。
8.如權(quán)利要求7所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述驅(qū)動電機(8)為小型步進電機。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組直線運動的速度為大于等于2m/s的高速。
10.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述的模組基座(12)與同步齒齒條(6)為一體加工成型的。
環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及機械傳動運動設(shè)備，具體是指環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組。
背景技術(shù)
眾所周知，在機械結(jié)構(gòu)中，常用的直線運動模組的傳動方向有三種。
第一種是絲桿，如滾珠絲桿，其運動及定位精度較高，但其要求的安裝空間較大、速度上有局限，而且成本也較高。
第二種是同步帶傳動，其精度一般，但運動方向上需求安裝馬達和安裝座，需求一定的空間，行程過長或負載過大時，皮帶的張緊與彈性變形對運動限制了其運動精度與速度。
還有一種是齒輪齒條結(jié)構(gòu)，但其嚙合傳動齒面容易磨損，工作聲音大，精度與維護難度也較大。
在機械運動部件的小型化、高速化需求越來越高的今天，需求有更好的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，該運動模組結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，且高速小型化，能夠?qū)Ⅱ?qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動高效地轉(zhuǎn)換成直線運動。
本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座、電機座、驅(qū)動電機、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條，模組基座的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的長度方向和同步齒齒條的長度方向相平行，所述的電機座位于模組基座的上方，驅(qū)動電機安裝在電機座上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機的輸出軸以及電機座相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動電機能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
本發(fā)明中，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶、同步帶主動輪和同步帶惰輪，所述的同步帶主動輪套裝在驅(qū)動電機的輸出軸上，同步帶惰輪具有惰輪輪軸，惰輪輪軸固定安裝在電機座上，同步帶惰輪套裝惰輪輪軸，并且能夠繞惰輪輪軸轉(zhuǎn)動，所述的雙面齒同步帶分別套裝同步帶主動輪和同步帶惰輪，并且雙面齒同步帶還與同步齒齒條相嚙合，所述驅(qū)動電機通過輸出軸帶動同步帶主動輪轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪過程中通過同步帶惰輪帶動雙面齒同步帶轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶的直線運動；所述的導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板以及安裝在移動板下表面的直線導(dǎo)向滑塊，電機座安裝在移動板上，直線導(dǎo)向滑塊與所述的直線導(dǎo)軌相適配，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件。
本發(fā)明中，惰輪輪軸具有惰輪軸固定螺釘，惰輪軸固定螺釘固定插裝在電機座上，惰輪輪軸緊固套裝所述惰輪軸固定螺釘從而固定安裝在電機座上，同步帶惰輪與惰輪輪軸之間還設(shè)有惰輪軸承。
本發(fā)明中，所述惰輪軸固定螺釘還具有張緊調(diào)節(jié)單元，所述張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘，惰輪軸固定螺釘安裝在電機座的一端的端頭伸出電機座，張緊調(diào)節(jié)鎖塊卡裝惰輪軸固定螺釘伸出電機座的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘與張緊調(diào)節(jié)鎖塊螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘?shù)亩祟^上，進一步對惰輪軸固定螺釘進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
本發(fā)明中，所述雙面齒同步帶與同步齒齒條相嚙合的齒數(shù)大于等于9齒。如需要更多也可通過惰輪的設(shè)計很好的實現(xiàn)。
本發(fā)明中，電機座通過鎖緊螺絲安裝在移動板上。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為小型電機。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為小型步進電機
本發(fā)明中，所述運動模組直線運動的速度為大于等于2m/s的高速。
本發(fā)明中，所述的模組基座與同步齒齒條為一體加工成型的。
本發(fā)明中，移動板通過鎖緊螺絲安裝在電機座。而且螺絲孔設(shè)計為腰型孔，可對電機座的環(huán)形雙面齒傳動系統(tǒng)進行預(yù)壓性調(diào)節(jié)。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為步進電機或是伺服電機等旋轉(zhuǎn)運動元件。
如何減少直線運動模組的占用空間，將直線運動模組的空間利用率最大化，首先得將馬達及相關(guān)零件的空間節(jié)省出來，所以必須將動力元件-電機放置在中間或是運動平臺上。為了簡單可靠地實現(xiàn)這樣的傳動，又保證運動的精度與平穩(wěn)性，本發(fā)明專利靈活的利用雙面齒同步帶的柔性和雙面帶傳動齒的特性，雙面齒同步帶通過使用主動輪和惰輪的固定和張緊，會形式了環(huán)形節(jié)線，即是環(huán)形的轉(zhuǎn)動體。同時發(fā)明性地將雙面齒同步帶的一面的同步帶齒嚙合于主動同步帶輪和惰輪，保證形態(tài)的保證和動力的傳遞，而一面的同步帶齒嚙合于同步帶齒齒條，則將其轉(zhuǎn)換成直線運動。
因為利用了環(huán)形雙面齒同步帶的直線部分與同步帶齒進行嚙合，其參與嚙合傳動的同步齒達到了9齒甚至可以更多，從而保證動力的傳遞強度、運動精度和平穩(wěn)性，通過驅(qū)動電機直接驅(qū)動，此傳動系統(tǒng)最高的傳動速度可以達到2m/s，甚至更高，同時也可以保證長行程使用時的穩(wěn)定性與剛性，加上同步帶輪傳動具有減震、噪聲低、傳動效率高的特點，而且無需潤滑，維護保養(yǎng)成本低。要此環(huán)形雙面齒同步帶齒傳動系統(tǒng)之上，加上直線運動導(dǎo)向系統(tǒng)、馬達及位置感應(yīng)器等部件，就可以組成一個完整的、小型的能高速運動的直線運動模組。
本發(fā)明的運動模組適用于在生產(chǎn)、加工、檢測、制造過程中需求直線運動和定位的場合，自動化設(shè)備，直線運動模組等，其需求空間小、結(jié)構(gòu)簡單可靠，特別適合在自動化設(shè)備使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：
(1)本發(fā)明的運動模組利用雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)將驅(qū)動電機放置到中間的移動板上，省去了其需求安裝在模組兩端的空間，從而能將空間利用率最大化。
(2)本發(fā)明的運動模組利用利用雙面齒同步帶的柔性及雙面帶傳動齒的特點和主動同帶輪、同步帶惰輪的張緊和固定與雙面齒同步帶形成一個環(huán)形的運動軌跡，將馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成雙面齒同步帶的環(huán)形循環(huán)運動。
(3)本發(fā)明的運動模組通雙面齒同步帶與同步齒齒條嚙合，將雙面齒同步帶的環(huán)形循環(huán)運動轉(zhuǎn)換成模組直線運動。
(4)本發(fā)明的運動模組利用柔性同步齒與同步齒齒條嚙合，因其嚙合齒數(shù)多且可以進行預(yù)壓安裝，其傳動的強度、運動的精確性與平穩(wěn)性得到更好的保證，也能達到了更高的速度與精度，同時能保證其在長行程應(yīng)用的場合中都可以穩(wěn)定運行。
(5)本發(fā)明的運動模組使用的柔性的雙面齒同步帶和惰輪張緊、環(huán)形雙面齒傳動系統(tǒng)可拆可調(diào)的結(jié)構(gòu)，不僅具備無需潤滑，維護保養(yǎng)成本低的特點，而且也極大的方便了結(jié)構(gòu)調(diào)整與更換。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組中環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合的結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖4是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的直線驅(qū)動組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的直線驅(qū)動組件的剖面圖。
圖中：1雙面齒同步帶，2同步帶主動輪，3同步帶惰輪，4惰輪軸承，5惰輪輪軸，6同步齒齒條，7電機座，8驅(qū)動電機，9惰輪軸固定螺釘，10調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘，11張緊調(diào)節(jié)鎖塊，12模組基座，13直線導(dǎo)向滑塊，14直線導(dǎo)軌，15鎖緊螺絲，16移動板。
具體實施方式
如圖1至圖5所示的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，包括模組基座12、電機座7、驅(qū)動電機8、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，模組基座12的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條6，模組基座12與同步齒齒條6為一體加工成型的，模組基座12的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌14，直線導(dǎo)軌14的長度方向和同步齒齒條6的長度方向相平行，電機座7位于模組基座12的上方，驅(qū)動電機8安裝在電機座7上，環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機8的輸出軸以及電機座7相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條6相嚙合，導(dǎo)向機構(gòu)與電機座7相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌14上，驅(qū)動電機8能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條6的長度方向向前或向后運動和精確定位。
本實施例中，環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶1、同步帶主動輪2和同步帶惰輪3，同步帶主動輪2套裝在驅(qū)動電機8的輸出軸上，同步帶惰輪3具有惰輪輪軸5，惰輪輪軸5固定安裝在電機座7上，同步帶惰輪3套裝惰輪輪軸5，并且能夠繞惰輪輪軸5轉(zhuǎn)動，雙面齒同步帶1分別套裝同步帶主動輪2和同步帶惰輪3，并且雙面齒同步帶1還與同步齒齒條6相嚙合，雙面齒同步帶1與同步齒齒條6相嚙合多達9齒即可，驅(qū)動電機8通過輸出軸帶動同步帶主動輪2轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪2過程中通過同步帶惰輪3帶動雙面齒同步帶1轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶1的直線運動；導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板16以及安裝在移動板16下表面的直線導(dǎo)向滑塊13，電機座7通過鎖緊螺絲15安裝在移動板16上，直線導(dǎo)向滑塊13具有與直線導(dǎo)軌14相適配，兩者具有滾珠導(dǎo)向移動副，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件，保證模組直線運動的精度。
本實施例中，惰輪輪軸5具有惰輪軸固定螺釘9，惰輪軸固定螺釘9固定插裝在電機座7上，惰輪輪軸5緊固套裝惰輪軸固定螺釘9從而固定安裝在電機座7上，同步帶惰輪3與惰輪輪軸5之間還設(shè)有惰輪軸承4。
惰輪軸固定螺釘9還具有張緊調(diào)節(jié)單元，張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊11和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10，惰輪軸固定螺釘9安裝在電機座7的一端的端頭伸出電機座7，張緊調(diào)節(jié)鎖塊11卡裝惰輪軸固定螺釘9伸出電機座7的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10與張緊調(diào)節(jié)鎖塊11螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊11鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘9的端頭上，進一步對惰輪軸固定螺釘9進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
本實施例中，驅(qū)動電機8為小型的步進電機，也可以是伺服電機或是其它驅(qū)動電機，運動模組直線運動的速度可以達到2m/s的高速，甚至更高。
本實施例中，雙面齒同步帶1在同步帶主動輪2和同步帶惰輪3的作用下的，形成了一個環(huán)形的運動軌跡，而同步帶惰輪3則是通過惰輪軸承4限制在惰輪輪軸5上，即同步帶惰輪3可以繞著惰輪輪軸5自動旋轉(zhuǎn)，則雙面齒同步帶1的環(huán)形軌跡的直線部分則是與同步齒齒條6進行嚙合傳動，這樣，此環(huán)形雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)會將雙面齒同步帶1在同步帶主動輪2的帶轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)和同步帶惰輪3被動旋轉(zhuǎn)下，雙面齒同步帶1會自動進行旋轉(zhuǎn)，而雙面齒同步帶1又和同步齒齒條6相嚙合，這樣，雙面齒同步帶1就會像坦克的履帶一樣，向前或向后運動，從而實現(xiàn)了主動輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了環(huán)形雙面齒同步帶的直線運動。
驅(qū)動電機8固定到電機座7上，而環(huán)形雙面齒同步帶系統(tǒng)的同步帶主動輪2則是跟驅(qū)動電機8的動力輸出軸上，而在電機座7上設(shè)計有滑動槽，里面安裝有張緊調(diào)節(jié)鎖塊11，而惰輪軸固定螺釘9則是將環(huán)形雙面齒同步帶系統(tǒng)的同步帶惰輪3及惰輪輪軸5固定鎖定到張緊調(diào)節(jié)鎖塊11，這樣，同步帶的惰輪就可以實現(xiàn)左右方向的調(diào)整與鎖緊，也就實現(xiàn)了對雙面齒同步帶的張緊鎖定和更換維護等操作。而調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10則通過電機座7對張緊調(diào)節(jié)鎖塊11進行螺紋式的拉緊，也就實現(xiàn)了同步帶惰輪拉緊和防松。而在電機座7上設(shè)計了兩個鎖緊螺絲孔，方便了環(huán)形雙面齒同步帶驅(qū)動頭模組的安裝、調(diào)整與維護。
導(dǎo)向機構(gòu)的直線導(dǎo)向滑塊13則是固定在移動塊16上，而同步齒的齒條也設(shè)計在此基板上，其與導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝基準(zhǔn)位置和平行度有嚴格的形位公差，從而保證了傳動系統(tǒng)的精度，移動板16上與馬達固定板的螺絲孔上設(shè)計有腰形孔，以方便環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)的安裝、位置調(diào)整、張緊調(diào)整及驅(qū)動頭的維護更換。如此模件，配合上感應(yīng)器及電機的控制，即可實現(xiàn)模組的運動與定位等功能。
本發(fā)明的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組是一種創(chuàng)新型將電機的旋轉(zhuǎn)運動高效地轉(zhuǎn)化成直線運動定位的模組。在導(dǎo)向機構(gòu)的導(dǎo)向作用下，驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動通過環(huán)形雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成直線運動。而本發(fā)明的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)中，利用雙面齒同步帶的柔性和雙面帶傳動齒的特性，通過主動同步輪和惰輪的張緊固定，將雙面齒同步帶輪組成一個環(huán)形運動軌跡的轉(zhuǎn)動體，而此轉(zhuǎn)動體再與同步帶齒進行嚙合傳動，依靠直線導(dǎo)向組件，即可實現(xiàn)了運動的轉(zhuǎn)換。
因為雙面齒同步帶受主動帶輪和惰輪的拉緊和固定，其與同步帶輪條的嚙合齒數(shù)為9齒或者更多，與傳統(tǒng)的齒輪傳動比有更好的運動平穩(wěn)性、和更低的噪聲，可以達到2m/s或是更高的運動速度，且不需要潤滑、方便維護的特點，與同步帶平行傳動結(jié)構(gòu)相比，有更小的安裝空間需求，而且沒有同步帶張緊彈性的變化，其運動精度和高速性更佳，同時做長行程使用時運動的平衡性與剛性也得到保證。這種新型的小型化集成式高速直線運動模組非常適合自動化設(shè)備運動組件，機械設(shè)備組件的應(yīng)用，是新型設(shè)備的小型化和高速化的一種很好的技術(shù)方案。
本發(fā)明的上述實施例并不是對本發(fā)明保護范圍的限定，本發(fā)明的實施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，對本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【申請公布號：CN108006162A；申請權(quán)利人：廣州城建職業(yè)學(xué)院;發(fā)明設(shè)計人：傅潔瓊; 李海林; 丘斯波;】
摘要：
本發(fā)明公開了環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，包括模組基座、電機座、驅(qū)動電機、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條，模組基座的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的長度方向和同步齒齒條的長度方向相平行，所述的電機座位于模組基座的上方，驅(qū)動電機安裝在電機座上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機的輸出軸和與電機座鎖緊的惰輪軸相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動電機能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條的長度方向向前或向后運動和做精確定位。
主權(quán)項：
環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座(12)、電機座(7)、驅(qū)動電機(8)、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座(12)的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條(6)，模組基座(12)的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌(14)，直線導(dǎo)軌(14)的長度方向和同步齒齒條(6)的長度方向相平行，所述的電機座(7)位于模組基座(12)的上方，驅(qū)動電機(8)安裝在電機座(7)上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機(8)的輸出軸以及電機座(7)相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條(6)相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座(7)相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌(14)上，所述驅(qū)動電機(8)能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條(6)的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
要求：
1.環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座(12)、電機座(7)、驅(qū)動電機(8)、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座(12)的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條(6)，模組基座(12)的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌(14)，直線導(dǎo)軌(14)的長度方向和同步齒齒條(6)的長度方向相平行，所述的電機座(7)位于模組基座(12)的上方，驅(qū)動電機(8)安裝在電機座(7)上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機(8)的輸出軸以及電機座(7)相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條(6)相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座(7)相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌(14)上，所述驅(qū)動電機(8)能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條(6)的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶(1)、同步帶主動輪(2)和同步帶惰輪(3)，所述的同步帶主動輪(2)套裝在驅(qū)動電機(8)的輸出軸上，同步帶惰輪(3)具有惰輪輪軸(5)，惰輪輪軸(5)固定安裝在電機座(7)上，同步帶惰輪(3)套裝惰輪輪軸(5)，并且能夠繞惰輪輪軸(5)轉(zhuǎn)動，所述的雙面齒同步帶(1)分別套裝同步帶主動輪(2)和同步帶惰輪(3)，并且雙面齒同步帶(1)還與同步齒齒條(6)相嚙合，所述驅(qū)動電機(8)通過輸出軸帶動同步帶主動輪(2)轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪(2)過程中通過同步帶惰輪(3)帶動雙面齒同步帶(1)轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪(2)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶(1)的直線運動；所述的導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板(16)以及安裝在移動板(16)下表面的直線導(dǎo)向滑塊(13)，電機座(7)安裝在移動板(16)上，直線導(dǎo)向滑塊(13)與所述的直線導(dǎo)軌(14)相適配，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：惰輪輪軸(5)具有惰輪軸固定螺釘(9)，惰輪軸固定螺釘(9)固定插裝在電機座(7)上，惰輪輪軸(5)緊固套裝所述惰輪軸固定螺釘(9)從而固定安裝在電機座(7)上，同步帶惰輪(3)與惰輪輪軸(5)之間還設(shè)有惰輪軸承(4)。
4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述惰輪軸固定螺釘(9)還具有張緊調(diào)節(jié)單元，所述張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘(10)，惰輪軸固定螺釘(9)安裝在電機座(7)的一端的端頭伸出電機座(7)，張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)卡裝惰輪軸固定螺釘(9)伸出電機座(7)的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘(10)與張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊(11)鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘(9)的端頭上，進一步對惰輪軸固定螺釘(9)進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
5.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述雙面齒同步帶(1)與同步齒齒條(6)相嚙合的齒數(shù)大于等于9齒。
6.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：電機座(7)通過鎖緊螺絲(15)安裝在移動板(16)上。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述驅(qū)動電機(8)為小型電機。
8.如權(quán)利要求7所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述驅(qū)動電機(8)為小型步進電機。
9.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組直線運動的速度為大于等于2m/s的高速。
10.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述的模組基座(12)與同步齒齒條(6)為一體加工成型的。
環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及機械傳動運動設(shè)備，具體是指環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組。
背景技術(shù)
眾所周知，在機械結(jié)構(gòu)中，常用的直線運動模組的傳動方向有三種。
第一種是絲桿，如滾珠絲桿，其運動及定位精度較高，但其要求的安裝空間較大、速度上有局限，而且成本也較高。
第二種是同步帶傳動，其精度一般，但運動方向上需求安裝馬達和安裝座，需求一定的空間，行程過長或負載過大時，皮帶的張緊與彈性變形對運動限制了其運動精度與速度。
還有一種是齒輪齒條結(jié)構(gòu)，但其嚙合傳動齒面容易磨損，工作聲音大，精度與維護難度也較大。
在機械運動部件的小型化、高速化需求越來越高的今天，需求有更好的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，該運動模組結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，且高速小型化，能夠?qū)Ⅱ?qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動高效地轉(zhuǎn)換成直線運動。
本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，其特征在于：所述運動模組包括模組基座、電機座、驅(qū)動電機、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，所述模組基座的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條，模組基座的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的長度方向和同步齒齒條的長度方向相平行，所述的電機座位于模組基座的上方，驅(qū)動電機安裝在電機座上，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機的輸出軸以及電機座相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合，所述導(dǎo)向機構(gòu)與電機座相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動電機能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條的長度方向向前或向后運動和做精確的定位。
本發(fā)明中，所述的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶、同步帶主動輪和同步帶惰輪，所述的同步帶主動輪套裝在驅(qū)動電機的輸出軸上，同步帶惰輪具有惰輪輪軸，惰輪輪軸固定安裝在電機座上，同步帶惰輪套裝惰輪輪軸，并且能夠繞惰輪輪軸轉(zhuǎn)動，所述的雙面齒同步帶分別套裝同步帶主動輪和同步帶惰輪，并且雙面齒同步帶還與同步齒齒條相嚙合，所述驅(qū)動電機通過輸出軸帶動同步帶主動輪轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪過程中通過同步帶惰輪帶動雙面齒同步帶轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶的直線運動；所述的導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板以及安裝在移動板下表面的直線導(dǎo)向滑塊，電機座安裝在移動板上，直線導(dǎo)向滑塊與所述的直線導(dǎo)軌相適配，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件。
本發(fā)明中，惰輪輪軸具有惰輪軸固定螺釘，惰輪軸固定螺釘固定插裝在電機座上，惰輪輪軸緊固套裝所述惰輪軸固定螺釘從而固定安裝在電機座上，同步帶惰輪與惰輪輪軸之間還設(shè)有惰輪軸承。
本發(fā)明中，所述惰輪軸固定螺釘還具有張緊調(diào)節(jié)單元，所述張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘，惰輪軸固定螺釘安裝在電機座的一端的端頭伸出電機座，張緊調(diào)節(jié)鎖塊卡裝惰輪軸固定螺釘伸出電機座的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘與張緊調(diào)節(jié)鎖塊螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘?shù)亩祟^上，進一步對惰輪軸固定螺釘進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
本發(fā)明中，所述雙面齒同步帶與同步齒齒條相嚙合的齒數(shù)大于等于9齒。如需要更多也可通過惰輪的設(shè)計很好的實現(xiàn)。
本發(fā)明中，電機座通過鎖緊螺絲安裝在移動板上。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為小型電機。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為小型步進電機
本發(fā)明中，所述運動模組直線運動的速度為大于等于2m/s的高速。
本發(fā)明中，所述的模組基座與同步齒齒條為一體加工成型的。
本發(fā)明中，移動板通過鎖緊螺絲安裝在電機座。而且螺絲孔設(shè)計為腰型孔，可對電機座的環(huán)形雙面齒傳動系統(tǒng)進行預(yù)壓性調(diào)節(jié)。
本發(fā)明中，所述驅(qū)動電機為步進電機或是伺服電機等旋轉(zhuǎn)運動元件。
如何減少直線運動模組的占用空間，將直線運動模組的空間利用率最大化，首先得將馬達及相關(guān)零件的空間節(jié)省出來，所以必須將動力元件-電機放置在中間或是運動平臺上。為了簡單可靠地實現(xiàn)這樣的傳動，又保證運動的精度與平穩(wěn)性，本發(fā)明專利靈活的利用雙面齒同步帶的柔性和雙面帶傳動齒的特性，雙面齒同步帶通過使用主動輪和惰輪的固定和張緊，會形式了環(huán)形節(jié)線，即是環(huán)形的轉(zhuǎn)動體。同時發(fā)明性地將雙面齒同步帶的一面的同步帶齒嚙合于主動同步帶輪和惰輪，保證形態(tài)的保證和動力的傳遞，而一面的同步帶齒嚙合于同步帶齒齒條，則將其轉(zhuǎn)換成直線運動。
因為利用了環(huán)形雙面齒同步帶的直線部分與同步帶齒進行嚙合，其參與嚙合傳動的同步齒達到了9齒甚至可以更多，從而保證動力的傳遞強度、運動精度和平穩(wěn)性，通過驅(qū)動電機直接驅(qū)動，此傳動系統(tǒng)最高的傳動速度可以達到2m/s，甚至更高，同時也可以保證長行程使用時的穩(wěn)定性與剛性，加上同步帶輪傳動具有減震、噪聲低、傳動效率高的特點，而且無需潤滑，維護保養(yǎng)成本低。要此環(huán)形雙面齒同步帶齒傳動系統(tǒng)之上，加上直線運動導(dǎo)向系統(tǒng)、馬達及位置感應(yīng)器等部件，就可以組成一個完整的、小型的能高速運動的直線運動模組。
本發(fā)明的運動模組適用于在生產(chǎn)、加工、檢測、制造過程中需求直線運動和定位的場合，自動化設(shè)備，直線運動模組等，其需求空間小、結(jié)構(gòu)簡單可靠，特別適合在自動化設(shè)備使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：
(1)本發(fā)明的運動模組利用雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)將驅(qū)動電機放置到中間的移動板上，省去了其需求安裝在模組兩端的空間，從而能將空間利用率最大化。
(2)本發(fā)明的運動模組利用利用雙面齒同步帶的柔性及雙面帶傳動齒的特點和主動同帶輪、同步帶惰輪的張緊和固定與雙面齒同步帶形成一個環(huán)形的運動軌跡，將馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成雙面齒同步帶的環(huán)形循環(huán)運動。
(3)本發(fā)明的運動模組通雙面齒同步帶與同步齒齒條嚙合，將雙面齒同步帶的環(huán)形循環(huán)運動轉(zhuǎn)換成模組直線運動。
(4)本發(fā)明的運動模組利用柔性同步齒與同步齒齒條嚙合，因其嚙合齒數(shù)多且可以進行預(yù)壓安裝，其傳動的強度、運動的精確性與平穩(wěn)性得到更好的保證，也能達到了更高的速度與精度，同時能保證其在長行程應(yīng)用的場合中都可以穩(wěn)定運行。
(5)本發(fā)明的運動模組使用的柔性的雙面齒同步帶和惰輪張緊、環(huán)形雙面齒傳動系統(tǒng)可拆可調(diào)的結(jié)構(gòu)，不僅具備無需潤滑，維護保養(yǎng)成本低的特點，而且也極大的方便了結(jié)構(gòu)調(diào)整與更換。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。
圖1是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組中環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條相嚙合的結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖4是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的直線驅(qū)動組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組的直線驅(qū)動組件的剖面圖。
圖中：1雙面齒同步帶，2同步帶主動輪，3同步帶惰輪，4惰輪軸承，5惰輪輪軸，6同步齒齒條，7電機座，8驅(qū)動電機，9惰輪軸固定螺釘，10調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘，11張緊調(diào)節(jié)鎖塊，12模組基座，13直線導(dǎo)向滑塊，14直線導(dǎo)軌，15鎖緊螺絲，16移動板。
具體實施方式
如圖1至圖5所示的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組，包括模組基座12、電機座7、驅(qū)動電機8、環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)和導(dǎo)向機構(gòu)，模組基座12的側(cè)面具有直線形的同步齒齒條6，模組基座12與同步齒齒條6為一體加工成型的，模組基座12的上表面設(shè)置有直線導(dǎo)軌14，直線導(dǎo)軌14的長度方向和同步齒齒條6的長度方向相平行，電機座7位于模組基座12的上方，驅(qū)動電機8安裝在電機座7上，環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)分別與驅(qū)動電機8的輸出軸以及電機座7相連接，并且該環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)與同步齒齒條6相嚙合，導(dǎo)向機構(gòu)與電機座7相連接，并且卡裝在直線導(dǎo)軌14上，驅(qū)動電機8能夠驅(qū)動環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)沿同步齒齒條6的長度方向向前或向后運動和精確定位。
本實施例中，環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)包括雙面齒同步帶1、同步帶主動輪2和同步帶惰輪3，同步帶主動輪2套裝在驅(qū)動電機8的輸出軸上，同步帶惰輪3具有惰輪輪軸5，惰輪輪軸5固定安裝在電機座7上，同步帶惰輪3套裝惰輪輪軸5，并且能夠繞惰輪輪軸5轉(zhuǎn)動，雙面齒同步帶1分別套裝同步帶主動輪2和同步帶惰輪3，并且雙面齒同步帶1還與同步齒齒條6相嚙合，雙面齒同步帶1與同步齒齒條6相嚙合多達9齒即可，驅(qū)動電機8通過輸出軸帶動同步帶主動輪2轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪2過程中通過同步帶惰輪3帶動雙面齒同步帶1轉(zhuǎn)動，從而將同步帶主動輪2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了雙面齒同步帶1的直線運動；導(dǎo)向機構(gòu)包括移動板16以及安裝在移動板16下表面的直線導(dǎo)向滑塊13，電機座7通過鎖緊螺絲15安裝在移動板16上，直線導(dǎo)向滑塊13具有與直線導(dǎo)軌14相適配，兩者具有滾珠導(dǎo)向移動副，兩者構(gòu)成直線導(dǎo)軌組件，保證模組直線運動的精度。
本實施例中，惰輪輪軸5具有惰輪軸固定螺釘9，惰輪軸固定螺釘9固定插裝在電機座7上，惰輪輪軸5緊固套裝惰輪軸固定螺釘9從而固定安裝在電機座7上，同步帶惰輪3與惰輪輪軸5之間還設(shè)有惰輪軸承4。
惰輪軸固定螺釘9還具有張緊調(diào)節(jié)單元，張緊調(diào)節(jié)單元包括張緊調(diào)節(jié)鎖塊11和調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10，惰輪軸固定螺釘9安裝在電機座7的一端的端頭伸出電機座7，張緊調(diào)節(jié)鎖塊11卡裝惰輪軸固定螺釘9伸出電機座7的端頭，調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10與張緊調(diào)節(jié)鎖塊11螺紋緊固連接，將張緊調(diào)節(jié)鎖塊11鎖緊固定在惰輪軸固定螺釘9的端頭上，進一步對惰輪軸固定螺釘9進行固定，且具有張緊調(diào)節(jié)功能。
本實施例中，驅(qū)動電機8為小型的步進電機，也可以是伺服電機或是其它驅(qū)動電機，運動模組直線運動的速度可以達到2m/s的高速，甚至更高。
本實施例中，雙面齒同步帶1在同步帶主動輪2和同步帶惰輪3的作用下的，形成了一個環(huán)形的運動軌跡，而同步帶惰輪3則是通過惰輪軸承4限制在惰輪輪軸5上，即同步帶惰輪3可以繞著惰輪輪軸5自動旋轉(zhuǎn)，則雙面齒同步帶1的環(huán)形軌跡的直線部分則是與同步齒齒條6進行嚙合傳動，這樣，此環(huán)形雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)會將雙面齒同步帶1在同步帶主動輪2的帶轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)和同步帶惰輪3被動旋轉(zhuǎn)下，雙面齒同步帶1會自動進行旋轉(zhuǎn)，而雙面齒同步帶1又和同步齒齒條6相嚙合，這樣，雙面齒同步帶1就會像坦克的履帶一樣，向前或向后運動，從而實現(xiàn)了主動輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成了環(huán)形雙面齒同步帶的直線運動。
驅(qū)動電機8固定到電機座7上，而環(huán)形雙面齒同步帶系統(tǒng)的同步帶主動輪2則是跟驅(qū)動電機8的動力輸出軸上，而在電機座7上設(shè)計有滑動槽，里面安裝有張緊調(diào)節(jié)鎖塊11，而惰輪軸固定螺釘9則是將環(huán)形雙面齒同步帶系統(tǒng)的同步帶惰輪3及惰輪輪軸5固定鎖定到張緊調(diào)節(jié)鎖塊11，這樣，同步帶的惰輪就可以實現(xiàn)左右方向的調(diào)整與鎖緊，也就實現(xiàn)了對雙面齒同步帶的張緊鎖定和更換維護等操作。而調(diào)節(jié)塊拉緊螺釘10則通過電機座7對張緊調(diào)節(jié)鎖塊11進行螺紋式的拉緊，也就實現(xiàn)了同步帶惰輪拉緊和防松。而在電機座7上設(shè)計了兩個鎖緊螺絲孔，方便了環(huán)形雙面齒同步帶驅(qū)動頭模組的安裝、調(diào)整與維護。
導(dǎo)向機構(gòu)的直線導(dǎo)向滑塊13則是固定在移動塊16上，而同步齒的齒條也設(shè)計在此基板上，其與導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝基準(zhǔn)位置和平行度有嚴格的形位公差，從而保證了傳動系統(tǒng)的精度，移動板16上與馬達固定板的螺絲孔上設(shè)計有腰形孔，以方便環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)的安裝、位置調(diào)整、張緊調(diào)整及驅(qū)動頭的維護更換。如此模件，配合上感應(yīng)器及電機的控制，即可實現(xiàn)模組的運動與定位等功能。
本發(fā)明的環(huán)形雙面齒高速小型化驅(qū)動直線運動模組是一種創(chuàng)新型將電機的旋轉(zhuǎn)運動高效地轉(zhuǎn)化成直線運動定位的模組。在導(dǎo)向機構(gòu)的導(dǎo)向作用下，驅(qū)動電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動通過環(huán)形雙面齒同步帶傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成直線運動。而本發(fā)明的環(huán)形雙面齒同步帶傳動機構(gòu)中，利用雙面齒同步帶的柔性和雙面帶傳動齒的特性，通過主動同步輪和惰輪的張緊固定，將雙面齒同步帶輪組成一個環(huán)形運動軌跡的轉(zhuǎn)動體，而此轉(zhuǎn)動體再與同步帶齒進行嚙合傳動，依靠直線導(dǎo)向組件，即可實現(xiàn)了運動的轉(zhuǎn)換。
因為雙面齒同步帶受主動帶輪和惰輪的拉緊和固定，其與同步帶輪條的嚙合齒數(shù)為9齒或者更多，與傳統(tǒng)的齒輪傳動比有更好的運動平穩(wěn)性、和更低的噪聲，可以達到2m/s或是更高的運動速度，且不需要潤滑、方便維護的特點，與同步帶平行傳動結(jié)構(gòu)相比，有更小的安裝空間需求，而且沒有同步帶張緊彈性的變化，其運動精度和高速性更佳，同時做長行程使用時運動的平衡性與剛性也得到保證。這種新型的小型化集成式高速直線運動模組非常適合自動化設(shè)備運動組件，機械設(shè)備組件的應(yīng)用，是新型設(shè)備的小型化和高速化的一種很好的技術(shù)方案。
本發(fā)明的上述實施例并不是對本發(fā)明保護范圍的限定，本發(fā)明的實施方式不限于此，凡此種種根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，對本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
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