申请/专利权人：南京理工大学;连云港斯克斯机器人科技有限公司

申请日：2017-08-02

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN107327552B

主分类号：F16H25/22

分类号：F16H25/22;F16H25/24;H02K7/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2017.12.01#实质审查的生效;2017.11.07#公开

摘要：本发明公开了一种大行程竖直丝杠进给系统，包括传动组件、升降组件。所述传动组件固连在基座上，通过主传动丝杠螺母与升降组件相连。通过电机旋转带动螺母运动，螺母带动升降组件完成升降运动，升降机构有导轨滑块，与固连在基座上的导轨成对使用，在升降运动时，起到导向作用。本发明实现一级升降的大行程竖直丝杠进给系统，高静音传动，传动效率高，运动精度高，结构简单，高承载能力，能实现输出端平稳运动。

主权项：1.一种大行程竖直丝杠进给系统，其特征在于，包括传动组件和升降组件，升降组件在传动组件的带动下运动，所述传动组件包括伺服电机1、基座2、电机挡圈3、丝杠套筒4、Ⅰ型轴承5、电机用键6、轴承外挡圈7、轴承内挡圈8、丝杠挡圈9、滚珠丝杠11、防撞块12、丝杠上基座13、Ⅱ型轴承14、丝杠端盖15、内支撑板18、滚动直线导轨19；升降组件包括滚珠丝杠螺母10、升降组件端盖16、外支撑板17、滚动直线导轨滑块20、升降基座21、升降支撑板22；基座2上端面的横截面为六边形结构，基座2内部固连丝杠套筒4，丝杠套筒4与伺服电机1中间安装电机挡圈3，伺服电机1固连在基座2上；丝杠套筒4内部安装四个同轴设置的Ⅰ型轴承5，每两个轴承为一组，两组轴承中间设置轴承外挡圈7和轴承内挡圈8，远离电机1的轴承末端设置丝杠挡圈9，丝杠挡圈9与滚珠丝杠11配合；滚珠丝杠11靠近伺服电机1的一端通过电机用键6与电机1配合，在电机1的驱动下旋转，滚珠丝杠11远离伺服电机1的轴端安装两个同轴设置的Ⅱ型轴承14，该两个Ⅱ型轴承14安装在丝杠上基座13里，丝杠上基座13靠近伺服电机1方固连防撞块12，丝杠上基座13远离伺服电机1的一端固连丝杠端盖15；升降基座21的横截面为六边形结构，升降基座21靠近伺服电机1方固连三个均布的升降支撑板22，升降支撑板22与滚珠丝杠螺母10固连，升降基座21内侧三面固连有六个滚动直线导轨滑块20，每面固连两个滚动直线导轨滑块20，每面上的两个滚动直线导轨滑块20与对应的一根滚动直线导轨19配合，整个装置共三根滚动直线导轨19，滚动直线导轨19固连在对应的内支撑板18上，三根均布的滚动直线导轨19实现升降的导向，每个内支撑板18一端均与基座2固连，另一端均与丝杠上基座13固连，升降基座21内侧另外三面与三个外支撑板17固连，外支撑板17远离伺服电机1方与升降组件端盖16固连。

全文数据：一种大行程竖直丝杠进给系统技术领域[0001]本发明属于机械传动技术领域，特别是一种大行程竖直丝杠进给系统。背景技术[0002]电动推杆机构是一种将电机旋转运动转变为丝杠直线往复运动的驱动装置，可用于各种形式的工艺流程中作为执行机构使用，以实现远距离控制，集中控制或自动控制。电动推杆广泛应用于机械传动、平台升降以及重物起重等领域，推杆机构有众多形式，包括气动、液压、手动、以及电动等等，相比之下，电动推杆机构优势明显，具有噪声小、传动效率高、结构简单、安全和易控制等优点。[0003]随着科技的发展，电动推杆中电动缸的发展己经逐渐成熟，已经由单级升降向多级升降发展，应用范围不断扩展。但现今市场上的电动缸普遍存在着一个弱点，电动缸在运动时噪声过大且刺耳，这不适合运用在演播室这种对声音要求很高的场合;另外，为实现演播室摄影录像自动化和演播室特需的工作环境。目前还很少有能实现小尺寸、自动控制、末端位置及速度精确可控的电动推杆机构。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种在较小的外形尺寸下实现高静音传动、高承载能力、高运动精度、大行程的一级升降竖直丝杠进给系统。[0005]实现本发明目的的技术解决方案为:一种大行程竖直丝杠进给系统，包括传动组件和升降组件，升降组件在传动组件的带动下运动，所述传动组件包括伺服电机、基座、电机挡圈、丝杠套筒、I型轴承、电机用键、轴承外挡圈、轴承内挡圈、丝杠挡圈、滚珠丝杠、防撞块、丝杠上基座、n型轴承、丝杠端盖、内支撑板、滚动直线导轨;升降组件包括滚珠丝杠螺母、升降组件端盖、外支撑板、滚动直线导轨滑块、升降基座、升降支撑板；[0006]基座上端面的横截面为六边形结构，基座内部固连丝杠套筒，丝杠套筒与伺服电机中间安装电机挡圈，伺服电机固连在基座上;丝杠套筒内部安装四个同轴设置的I型轴承，每两个轴承为一组，两组轴承中间设置轴承外挡圈和轴承内挡圈，远离电机的轴承末端设置丝杠挡圈，丝杠挡圈与滚珠丝杠配合;滚珠丝杠靠近伺服电机的一端通过键与电机配合，在电机的驱动下旋转，滚珠丝杠远离伺服电机的轴端安装两个同轴设置的n型轴承，该两个n型轴承安装在丝杠上基座里，丝杠上基座靠近伺服电机方固连防撞块，丝杠上基座远离伺服电机的一端固连丝杠端盖；[0007]升降基座的横截面为六边形结构，升降基座靠近伺服电机方固连三个均布的升降支撑板，升降支撑板与滚珠丝杠螺母固连，升降基座内侧三面固连有六个滚动直线导轨滑块，每面固连两个滚动直线导轨滑块，每面上的两个滚动直线导轨滑块与对应的一根滚动直线导轨配合，整个装置共三根滚动直线导轨，滚动直线导轨固连在对应的内支撑板上，三根均布的滚动直线导轨实现升降的导向，每个内支撑板一端均与基座固连，另一端均与丝杠上基座固连，升降基座内侧另外三面与三个外支撑板固连，外支撑板远离伺服电机方与升降组件端盖固连。[0008]本发明与现有技术相比，其显著优点为：1本发明只利用一级升降机构，可实现较小尺寸下的大行程传动;2本发明采用滚珠丝杠与伺服电机直连传动以实现升降运动，具有结构简单，尺寸小等特点;3本发明利用三根均布的滚动直线导轨实现升降的导向功能，刚性强，足以满足机床、高精度传动控制等场合;4本发明传动部分利用大导程的滚珠丝杠副传动，且可实现高精度、高重复定位精度传动控制；5本发明采用电动推杆机构，通过电动驱动、伸缩杆件等结构设计实现大行程、末端位置精确可控等优点。附图说明[0009]图1是本发明的一种大行程竖直丝杠进给系统的总体结构剖面图。[0CM0]图2是本发明的一种大行程竖直丝杠进给系统的传动组件剖面图。[0011]图3是本发明的一种大行程竖直丝杠进给系统的升降组件剖面图。具体实施方式[0012]结合附图，本发明的一种大行程竖直丝杠进给系统，包括传动组件和升降组件，升降组件在传动组件的带动下运动，所述传动组件包括伺服电机1、基座2、电机挡圈3、丝杠套筒4、1型轴承5、电机用键6、轴承外挡圈7、轴承内挡圈8、丝杠挡圈9、滚珠丝杠11、防撞块12、丝杠上基座13、II型轴承14、丝杠端盖15、内支撑板18、滚动直线导轨19;升降组件包括滚珠丝杠螺母10、升降组件端盖16、外支撑板17、滚动直线导轨滑块20、升降基座21、升降支撑板22；[0013]基座2上端面的横截面为六边形结构，基座2内部固连丝杠套筒4,丝杠套筒4与伺服电机1中间安装电机挡圈3,伺服电机1固连在基座2上;丝杠套筒4内部安装四个同轴设置的I型轴承5,每两个轴承为一组，两组轴承中间设置轴承外挡圈7和轴承内挡圈8,远离电机1的轴承末端设置丝杠挡圈9，丝杠挡圈9与滚珠丝杠11配合;滚珠丝杠11靠近伺服电机1的一端通过键6与电机1配合，在电机1的驱动下旋转，滚珠丝杠11远离伺服电机1的轴端安装两个同轴设置的n型轴承14，该两个n型轴承14安装在丝杠上基座13里，丝杠上基座13靠近伺服电机1方固连防撞块12,丝杠上基座13远离伺服电机1的一端固连丝杠端盖15;[0014]升降基座21的横截面为六边形结构，升降基座21靠近伺服电机1方固连三个均布的升降支撑板22,升降支撑板22与滚珠丝杠螺母10固连，升降基座21内侧三面固连有六个滚动直线导轨滑块20,每面固连两个滚动直线导轨滑块20,每面上的两个滚动直线导轨滑块20与对应的一根滚动直线导轨19配合，整个装置共三根滚动直线导轨19,滚动直线导轨19固连在对应的内支撑板18上，三根均布的滚动直线导轨19实现升降的导向，每个内支撑板18—端均与基座2固连，另一端均与丝杠上基座13固连，升降基座21内侧另外三面与三个外支撑板17固连，外支撑板17远离伺服电机1方与升降组件端盖16固连。[0015]所述滚珠丝杠11与伺服电机1直连，在伺服电机1的带动下实现升降。[0016]所述基座2、升降组件端盖16、外支撑板17、内支撑板18的材料均为铝。[0017]所述滚珠丝杠11采用大导程滚珠丝杠副。[0018]本发明采用滚珠丝杠与伺服电机直连传动以实现升降运动，具有结构简单，尺寸小等特点;本发明利用三根均布的滚动直线导轨实现升降的导向功能，刚性强，足以满足机床、咼精度传动控制等场合。[0019]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。[0020]实施例[0021]结合图1〜图3，本发明的一种大行程竖直丝杠进给系统，包括伺服电机1、基座2、电机挡圈3、丝杠套筒4、I型轴承5、电机用键6、轴承外挡圈7、轴承内挡圈8、丝杠挡圈9、滚珠丝杠螺母10、滚珠丝杠11、防撞块12、丝杠上基座13、n型轴承14、丝杠端盖15、升降组件端盖16、外支撑板17、内支撑板18、滚动直线导轨19、滚动直线导轨滑块20、升降基座21、升降支撑板22;[0022]基座2上端面的横截面为六边形结构，基座2内部固连丝杠套筒4,丝杠套筒4与伺服电机1中间安装电机挡圈3,伺服电机1固连在基座2上;丝杠套筒4内部安装四个同轴设置的I型轴承5,每两个轴承为一组，两组轴承中间设置轴承外挡圈7和轴承内挡圈8,远离电机1的轴承末端设置丝杠挡圈9,丝杠挡圈9与滚珠丝杠11配合;滚珠丝杠11靠近伺服电机1的一端通过键6与电机1配合，在电机1的驱动下旋转，滚珠丝杠11远离伺服电机1的轴端安装两个同轴设置的n型轴承14，该两个n型轴承14安装在丝杠上基座13里，丝杠上基座13靠近伺服电机1方固连防撞块12,丝杠上基座13远离伺服电机1的一端固连丝杠端盖15;[0023]升降基座21的横截面为六边形结构，升降基座21靠近伺服电机1方固连三个均布的升降支撑板22,升降支撑板22与滚珠丝杠螺母10固连，升降基座21内侧三面固连有六个滚动直线导轨滑块20,每面固连两个滚动直线导轨滑块20,每面上的两个滚动直线导轨滑块20与对应的一根滚动直线导轨19配合，整个装置共三根滚动直线导轨19,滚动直线导轨19固连在对应的内支撑板18上，三根均布的滚动直线导轨19实现升降的导向，每个内支撑板18—端均与基座2固连，另一端均与丝杠上基座13固连，升降基座21内侧另外三面与三个外支撑板17固连，外支撑板17远离伺服电机1方与升降组件端盖16固连；[0024]所述的滚珠丝杠11与伺服电机1直连，并采用伺服电机1带动滚珠丝杠11以实现升降运动。[0025]所述的基座2、升降组件端盖16、外支撑板17、内支撑板18的材料均为铝。[0026]所述的滚珠丝杠11是采用大导程滚柱丝杠副。[0027]伺服电机1启动，伺服电机1通过电机用键6带动传动滚珠丝杠丨丨转动，滚珠丝杠丄丄转动使滚珠丝杠螺母10远离或者靠近伺服电机，滚珠丝杠螺母10带动升降支撑板22,升降支撑板22带动升降基座21升降运动，升降基座21固连的滚动直线导轨滑块20沿着固连在内支撑板18上的滚动直线导轨19运动，实现导向作用，固连在升降基座21上的外支撑板17板最终带动固连在升降组件端盖16上的末端输出装置完成升降运动。[0028]本发明只利用一级升降机构，即可实现较小尺寸下的大行程传动。

权利要求：1.一种大行程竖直丝杠进给系统，其特征在于，包括传动组件和升降组件，升降组件在传动组件的带动下运动，所述传动组件包括伺服电机[1]、基座[2]、电机挡圈[3]、丝杠套筒[4]、1型轴承[5]、电机用键[6]、轴承外挡圈[7]、轴承内挡圈[8]、丝杠挡圈[9]、滚珠丝杠[11]、防撞块[12]、丝杠上基座[13]、n型轴承[14]、丝杠端盖[15]、内支撑板[18]、滚动直线导轨[19];升降组件包括滚珠丝杠螺母[10]、升降组件端盖[16]、外支撑板[17]、滚动直线导轨滑块[20]、升降基座[21]、升降支撑板[22];基座[2]上端面的横截面为六边形结构，基座[2]内部固连丝杠套筒[4]，丝杠套筒[4]与伺服电机[1]中间安装电机挡圈[3]，伺服电机[1]固连在基座[2]上;丝杠套筒[4]内部安装四个同轴设置的I型轴承[5]，每两个轴承为一组，两组轴承中间设置轴承外挡圈[7]和轴承内挡圈[8]，远离电机[1]的轴承末端设置丝杠挡圈[9]，丝杠挡圈[9]与滚珠丝杠[11]配合;滚珠丝杠[11]靠近伺服电机[1]的一端通过键[6]与电机[1]配合，在电机[1]的驱动下旋转，滚珠丝杠[11]远离伺服电机[1]的轴端安装两个同轴设置的n型轴承[14]，该两个n型轴承[14]安装在丝杠上基座[13]里，丝杠上基座[13]靠近伺服电机[1]方固连防撞块[12]，丝杠上基座[13]远离伺服电机[1]的一端固连丝杠端盖[15];升降基座[21]的横截面为六边形结构，升降基座[21]靠近伺服电机[1]方固连三个均布的升降支撑板[22]，升降支撑板[22]与滚珠丝杠螺母[1〇]固连，升降基座[21]内侧三面固连有六个滚动直线导轨滑块[20]，每面固连两个滚动直线导轨滑块[20]，每面上的两个滚动直线导轨滑块[20]与对应的一根滚动直线导轨[19]配合，整个装置共三根滚动直线导轨[I9]，滚动直线导轨[19]固连在对应的内支撑板[18]上，三根均布的滚动直线导轨[19]实现升降的导向，每个内支撑板[18]—端均与基座[2]固连，另一端均与丝杠上基座[13]固连，升降基座[21]内侧另外三面与三个外支撑板[17]固连，外支撑板[17]远离伺服电机[：1]方与升降组件端盖[16]固连。2.根据权利要求1所述的一种大行程竖直丝杠进给系统，其特征在于，滚珠丝杠[丨幻与伺服电机[1]直连，在伺服电机[1]的带动下实现升降。3.根据权利要求1所述的一种大行程竖直丝杠进给系统，其特征在于，基座[2]、升降组件端盖[I6]、外支撑板[I7]、内支撑板[18]的材料均为铝。4.根据权利要求1所述的一种大行程竖直丝杠进给系统，其特征在于，滚珠丝杠[丨丨]采用大导程滚珠丝杠副。

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