二元运动机构.pdf

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摘要
申请专利号:

CN93105318.8

申请日:

1993.05.12

公开号:

CN1078777A

公开日:

1993.11.24

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2000.1.5|||授权||||||公开

IPC分类号:

F16H37/00

主分类号:

F16H37/00

申请人:

柳沢健;

发明人:

柳沢健

地址:

日本长野县

优先权:

1992.05.12 JP 146654/92

专利代理机构:

上海专利事务所

代理人:

王树俦

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内容摘要

本发明驱动多个移动体的二元运动机构包括X轴导轨和第1、第2Y轴导轨,平行于X轴导轨、分别和一对第1、第2Y轴导轨相连的第1、第2X轴,平行于第1、第2Y轴导轨、和一对X轴导轨相连的Y轴,第1移动体经常位于第1X轴和Y轴相交位置上、能在第1X轴和Y轴上移动,第2移动体经常位于第2X轴和Y轴相交位置上、能在第2X轴和Y轴上移动,以及1X轴、Y轴驱动机构,具有结构简单、制造成本低的优点。

权利要求书

1: 使第1、第2移动体沿X轴方向和垂直于该X轴方向的Y轴方向移动的二元运动机构,包括平行于上述X轴方向配置的一对X轴导轨,平行于上述Y轴方向配置的一对第1Y轴导轨,平行于上述第1Y轴导轨配置的一对第2Y轴导轨,平行于上述X轴导轨配置、其端部分别和上述一对第1Y轴导轨相连、能沿第1Y轴导轨移动的第1X轴,平行于上述X轴导轨配置、其各端分别与上述一对第2Y轴导轨相连、能沿第2Y轴导轨移动的第2X轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置、其各端分别和上述一对X轴导轨相连、能沿X轴导轨移动的Y轴,使上述Y轴沿上述X轴导轨移动的1X轴驱动机构,使上述第1X轴沿上述第2Y轴导轨移动的1第1Y轴驱动机构,使上述第2X轴沿上述第2Y轴导轨移动的1第2Y轴驱动机构,能使上述第1移动体经常位于上述第1X轴和Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和Y轴上移动,能使上述第2移动体经常位于上述第2X轴和Y轴的相交位置上的同时,能在第2X轴和Y轴上移动。
2: 根据权利要求1所述的机构,其特征在于所述的X轴导轨、第1Y轴导轨和第2Y轴导轨为滚珠丝杆,分别使所述第1X轴、第2X轴以及Y轴的端部和其相拧合,所述X轴驱动机构,第1Y轴驱动机构以及第2Y轴驱动机构分别包含使上述滚珠丝杆回转的伺服电动机。
3: 根据权利要求2所述的机构,其特征在于上述X轴驱动机构,第1Y轴驱动机构以及第2Y轴驱动机构用上述伺服电动机直接使一方的滚珠丝杆回转,通过由金属轴和伞齿轮机构组成的 传动机构使另一方的滚珠丝杆回转。
4: 根据权利要求2所述的机构,其特征在于分别将上述第1X轴、第2X轴和Y轴的各端部固定在和上述滚珠丝杆相拧合的移动块状体上。
5: 使第1、第2、第3和第4移动体沿X轴方向和与该X轴垂直的Y轴方向移动的二元运动机构包括平行于上述X轴方向配置的一对第1X轴导轨,平行于该第1X轴导轨配置的一对第2X轴导轨,平行于上述Y轴方向配置的一对第1Y轴导轨,平行于上述第1Y轴导轨配置的一对第2Y轴导轨,平行于上述第1X轴导轨和第2X轴导轨配置、分别使其各端部和上述一对第1Y轴导轨相连接、能沿第1Y轴导轨移动的第1X轴,平行于上述第1X轴导轨和第2X轴导轨配置、分别使其各端部和上述一对第2Y轴导轨相连接、能沿第2Y轴导轨移动的第2X轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置、分别使其各端部和上述一对第1X轴导轨相连接、能沿第1X轴导轨移动的第1Y轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置、使其各端部分别和上述一对第2X轴导轨相连、能沿第2X轴导轨移动的第2Y轴,为使上述第1Y轴沿上述第1X轴导轨移动的1第1X轴驱动机构,为使上述第2Y轴沿上述第2X轴导轨移动的1第2X轴驱动机构,为使上述第1X轴沿上述第1Y轴导轨移动的1第1Y轴驱动机构,为使上述第2X轴沿上述第2Y轴导轨移动的第2Y轴驱动机构,上述第1移动体能经常位于上述第1X轴和第1Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和第1Y轴上移动,上述第2移动体能经常位于上述第1X轴和第2Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和第2Y轴移动,上述第3移动体能经常位于上述第2X轴和第1Y轴相交位置上的同时,能在第2X轴和第1Y轴上移动,上述第4移动体 能经常位于上述第2X轴和第2Y轴相交位置上的同时,能第2X轴和第2Y轴上移动。
6: 根据权利要求5所述机构,其特征在于所述第1X轴导轨、第2X轴导轨、第1Y轴导轨、第2Y轴导轨分别为滚珠丝杆,且分别与上述第1X轴、第2X轴、第1Y轴和第2Y轴的端部相拧合,上述第1X轴驱动机构、第2X轴驱动机构、第1Y轴驱动机构和第2Y轴驱动机分别包含使上述滚珠丝杆回转的伺服电动机。
7: 根据权利要求6所述的机构,其特征在于所述的第1X轴驱动机构、第2X轴驱动机构、第1Y轴驱动机构和第2Y轴驱动机构分别为用上述伺服电动机直接使一边的滚珠丝杆进行回转,而通过由金属轴和伞齿轮机构组成的传动机构使另一边的滚珠丝杆进行回转。
8: 根据权利要求6所述的机构,其特征在于分别将上述第1X轴、第2X轴、第1Y轴和第2Y轴的各端部固定在和上述滚珠丝杆拧合的移动块状体上。

说明书


本发明有关二元运动机构,确切地说有关使多个移动体进行二元运动的二元运动机构。

    作为使多个移动体进行二元运动的二元运动机构的一例,有由本申请发明者早先申请、在特开平3-213233号公报上揭示的连设型运动机构。

    此连设型机构是将多个使一移动体在一平面内移动的二元运动机构大致连设在一平面内形成的运动机构。对于二元运动机构,包含使移动体向X轴方向移动的X轴驱动机构和使该移动体向Y轴方向移动的Y轴驱动机构,能分别用X轴驱动机构和Y轴驱动机构独立驱动各移动体。

    然而,上述传统的连设型运动机构有以下的问题。

    例如,在驱动4个移动体的场合,虽然,能有效地使各移动体独立移动,然而有必要对各移动体分别设置X轴驱动机构和Y轴驱动机构,由于需合计设置8个驱动机构,而使机构复杂的同时,使制造成本提高。

    此外,在现实使用状态,例如使4个移动体完全独立,同时被驱动的情况很少,即使暂时使移动体的驱动控制多少受约束,但这在实际上也不成问题,因此,实用上要求提供容许移动体的驱动控制多少受约束,从而能使制造成本降低的具有多个移动体的二元运动机构。

    因此,本发明目的在于提供构造简单、能驱动多个移动体的二元运动机构。

    为达到上述目的的本发明包括以下基本组成部分,就是,

    使第1移动体和第2移动体向X轴方向和与该X轴方向垂直的Y轴方向移动的二元运动机构包括平行于上述X轴方向配置的一对X轴导轨,平行于上述Y轴方向配置的一对第1Y轴导轨,平行于上述第1Y轴导轨配置的一对第2Y轴导轨,平行于上述X轴导轨配置地、其各端部分别和上述一对第1Y轴导轨相连、能沿第1Y轴导轨移动的第1X轴,平行于上述X轴导轨配置、其各端部分别和上述一对第2Y轴导轨相连、能沿第2Y轴导轨移动的第2X轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置、其各端部分别和上述一对X轴导轨相连、能沿X轴导轨移动的Y轴,为使上述Y轴沿X轴导轨移动的1X轴驱动机构,为使上述第1X轴沿上述第1Y轴导轨移动的1第1Y轴驱动机构,为使上述第2X轴沿上述第2Y轴导轨移动的1第2Y轴驱动机构,上述第1移动体经常位于上述第1X轴和Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和Y轴上移动,上述第2移动体经常位于上述第2X轴和Y轴相交位置上的同时,能在第2X轴和Y轴上移动。

    尤其在设置4个移动体的场合,

    使第1、第2、第3和第4移动体向X轴方向以及向和该X方向垂直的Y轴方向移动的二元运动机构,包括平行于上述X轴方向配置的一对第1X轴导轨,平行于该第1X轴导轨配置的一对第2X轴导轨,平行于上述Y轴方向配置的一对第1Y轴导轨,平行于上述第1Y轴导轨配置的一对第2Y轴导轨,平行于上述第1X轴导轨和第2X轴导轨配置、其各端部分别和上述一对第1Y轴导轨相连、能沿第1Y轴导轨移动的第1X轴,平行于上述第1X轴导轨和第2X轴导轨配置、其各端部分别和上述一对第2Y轴导轨相连、能沿第2Y轴导轨移动的第2X轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置,其各端部分别和上述一对第1X轴导轨相连、能沿第1X轴导轨移动的第1Y轴,平行于上述第1Y轴导轨和第2Y轴导轨配置、其各端分别和上述一对第2X轴导轨相连、能沿第2X轴导轨移动的第2Y轴,为使上述第1Y轴沿上述第1X轴导轨移动的1第1X轴驱动机构,为使上述第2Y轴沿上述第2X轴导轨移动的1第2X轴驱动机构,为使上述第1X轴沿上述第1Y轴导轨移动的1第1Y轴驱动机构,为使上述第2X轴沿上述第2Y轴导轨移动的1第2Y轴驱动机构,能使上述第1移动体经常位于上述第1X轴和第1Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和第1Y轴上移动,能使上述第2移动体能经常位于上述第1X轴和第2Y轴相交位置上的同时,能在第1X轴和第2Y轴上移动,能使上述第3移动体经常位于上述第2X轴和第1Y轴的相交位置上的同时,能在第2X轴和第1Y轴上移动,能使上述第4移动体能经常位于上述第2X轴和第2Y轴上移动。

    当利用本发明的二元运动机构,由于设计成能使多个移动体在一根轴上移动,从而能用使该轴移动的1驱动机构使多个移动体向同方向移动,由于只需要4个用来驱动例如4个移动体的驱动机构就可以,因而和传统的连设型运动机构相比较,具有能使机构简单的同时,使制造成本降低的显著效果。

    对附图的简单说明。

    图1示意表示有关本发明二元动作机构实施例的立体图;

    图2为上述实施例的俯视剖面图。

    以下,参照附图对本发明实施例作详细说明。

    图中,10为框架,构成将其中间部分挖去的框形状。

    12a、12b为作为第2X轴导轨一例的X轴滚珠丝杆。X轴滚珠丝杆12a、12b位于框架10上,沿平行于X轴方向配置。

    12c、12d为作为第2X轴导轨一例的X轴滚珠丝杆。X轴滚珠丝杆12c、12d位于框架10上,沿平行于X轴滚珠丝杆12a、12b配置。

    14a、14b作为第1Y轴导轨一例的Y轴滚珠丝杆,Y轴滚珠丝杆14a、14b位于框架10上,沿平行于和X轴方向垂直的Y轴方向配置。

    14c、14d为作为第2Y轴一例的Y轴滚珠丝杆。Y轴滚珠丝杆14c、14d位于框架10上,沿平行于Y轴滚珠丝杆14a、14b配置。

    16a为作为第1X轴的一根轴,沿平行于X轴滚珠丝杆12a、12b、12c、12d配置。分别将轴16a的各端部固定在分别和Y轴滚珠丝杆14a、14b相拧合移动的作为调节块一例的桥形移动体上,因此,当Y轴滚珠丝杆14a、14b以其轴线为中心以相同转速沿同方向回转时,桥形滑块18a、18b沿Y轴滚珠丝杆、向Y轴方向移动。

    16a是作为第1X轴的一根轴,沿平行于X轴滚珠丝杆12a、12b、12c、12d配置。分别将轴16a的各端部固定在分别和Y轴滚珠丝杆14a、14b相拧合移动的作为调节块一例的桥形移动体上。因此,当Y轴滚珠丝杆14a、14b以其轴线为中心以相同转速,沿同方向回转时,桥形滑块18a、18b沿Y轴滚珠丝杆、向Y轴方向移动。

    16b是作为第2X轴的一根轴、平行于X轴滚珠丝杆12a、12b、12c、12d配置分别将轴16b的各端部固定在分别和Y轴滚珠丝杆14c、14d相拧合移动的作为调节块一例的桥形滑块上。因此,当Y轴滚珠丝杆14c、14d以其轴线为中心,以相同转速、沿同方向回转时,桥式滑块18c、18d沿Y轴滚珠丝杆14c、14d向Y轴方向移动。此外,Y轴滚珠丝杆14a、14b以非接触方式插通在桥形滑块18c、18d内。

    20a是作为第1Y轴一例的一根轴,平行于Y轴滚珠丝杆14a、14b、14c和14d配置。分别将轴20a的各端固定在和X轴滚珠丝杆12a、12b拧合,作为移动块一例的桥形滑块22a、22b上,因此,当X轴滚珠丝杆12a、12b以其轴线为中心以相同转速,向同方向回转时,桥形滑块22a、22b沿X轴滚珠丝杆12a、12b向X轴方向移动。

    20b是作为第2Y轴一例的一根轴,平行于Y轴滚珠丝杆14a、14b、14c和14d配置。分别将轴20b的各端固定在分别和X轴滚珠丝杆12c、12d相拧合、作为移动滑块一例的桥形滑块22c、22d上。因此,当X轴滚珠丝杆12c、12d以其轴线为中心、以相同转速、向同方向回转时,桥形滑块22c、22d沿X轴滚珠丝杆12c、12d向X轴方向移动。此外,X轴滚珠丝杆12a、12b以非按能方式插通在桥形滑块22c、22d内。

    24是作为第1移动体一例的滑块,轴16a和轴20a从其中插通。在滑块24上可以载放工具、遥控器头、计测器和工件等。滑块24经常位于轴16a和轴20a的相交位置上的同时,经常能在轴16a和轴20a上滑动。

    26是作为第2移动体一例的滑块,轴16a和轴20a从其中插通。在滑块26上能载放工具、遥控器头、计测器和工件等。使滑块26经常位于轴16a和轴20b的交点上的同时,能在轴16a和轴20b上滑动。

    28是作为第3移动体一侧的滑块,轴16b和轴20a从其中插通。在滑块28上能载放工具、遥控器头、计测器和工亻等。滑块28经常位于轴16b和轴20a的相交位置上的同时,能在轴16b和轴20a上滑动。

    30是作为第4移动体一例的移动体,轴16b和轴20b在其上插通。在移动体30上可载放工具、遥控器头、计测器、工件等、移动体30经常位于轴16b和轴20b的相交位置上的同时,能在轴16b和轴20b上滑动。

    32a为伺服电动机,通过伞齿轮机构34和金属轴36使X轴滚珠丝杆12a、12b以相同转速、向同方向回转。用此伺服电动机32a、伞齿轮机构34和金属轴36构成为使轴20a沿X轴滚珠丝杆12a、12b移动的一组第1X轴驱动机构。用此组成使X轴滚珠丝杆12a受电动机32a直接驱动,使X轴滚珠丝杆12b通过伞齿轮机构34和金属轴36被驱动。

    32b为伺服电动机,通过伞齿轮机构38和金属轴40使X轴滚珠丝杆12e、12d以相同转速向同方向回转。用此伺服电动机32b、伞齿轮机构38和金属轴40,构成为使轴20b沿X轴滚珠丝杆12c、12d移动的一组第2X轴驱动机构。用此机构使X轴滚珠丝杆12d受电动机32b直接驱动,使X轴滚珠丝杆12c通过伞齿轮机构38和金属轴40被驱动。

    42a为伺服电动机,通过伞齿轮机构44和金属轴46使Y轴滚珠丝杆14a、14b以相同转速,向同方向回转。用此伺服电动机42a、伞齿轮机构44和金属轴46构成为使轴16a沿Y轴滚珠丝杆14a、14b移动的一组第1Y轴驱动机构。用此机构使Y轴滚珠丝杆受电动机42a直接驱动,Y轴滚珠丝杆14b通过伞齿轮机构44和金属轴46被驱动。

    42b为伺服电动机,通过伞齿轮机构48和金属轴50使Y轴滚珠丝杆14c、14d以相同转速,向同方向回转。用此伺服电动机42b、伞齿轮机构48和金属轴50构成为使轴16b沿Y轴滚珠丝杆14c、14d移动的一组第2Y轴驱动机构。用此机构使Y轴滚珠丝杆14d受电动机42b直接驱动,Y轴滚珠丝杆14c通过伞齿轮机构48和金属轴50被驱动。

    此外,分别将各伞齿轮机构34、38、44、48安装在位于框架10的各拐角处的齿轮箱52内。分别将各滚珠丝杆12a、12b、12c、12d、14a、14b、14c、14d以及金属轴36、40、40、50的各端部可转动地支承在齿轮箱52上。此外,如图1所示,通过分别将伺服电动机32a、32b、42a、42b配置在框架盖54的上方,和配设在皮带箱56内的定时环形线路(未图示)构成使各滚珠丝杆12a、12b、12c、12d、14a、14b、14c、14d以及金属轴36、40、46和50等被驱动的机构。

    在本实施例的二元动作机构中,用上述构成,通过驱动电动机32a、42a能使滑块24作X-Y方向运动。

    通过驱动电动机32b、42a能使滑块26作X-Y方向运动。

    通过驱动电动机32a、42b能使滑块28作X-Y方向运动。

    通过驱动电动机32a、42b能使滑块30作X-Y方向运动。

    通过组合驱动电动机32a、32b、42a和42b,能使滑块24,26,28和30的X-Y方向的位置作任意改变或移动。此移动控制能用未图示的微型计算机系统具有的控制装置来进行。

    在上述实施例中,是使用滚珠丝杆12a、12b、12c、12d、14a、14b、14c和14d作为第1X轴导轨、第2X轴导轨、第1Y轴导轨、第2Y轴导轨,然而也可以代之采用定时环形线路或气缸机构,使轴16a、16b、20a和20b等向X轴或Y轴方向移动的方式。

    此外,在本实施例中,移动体(滑块)的数目为4,然而,也可以任意构成为2(不用滑块24和30,或不用滑块26和28)、或构成为3。此外,也可以将本发明的组成构成多重,将滑块的数目构成为5以上。

    以上对本发明的实施例作了种种叙述,然而本发明不限于上述实施例,例如移动体形状不限于立方体块状,也可以为框状、十字状,插通在移动体上的轴也可以不是一根而是多根等,不用说只要在本发明构思范围内,实施时能有多种改变。

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本发明驱动多个移动体的二元运动机构包括X轴导轨和第1、第2Y轴导轨,平行于X轴导轨、分别和一对第1、第2Y轴导轨相连的第1、第2X轴,平行于第1、第2Y轴导轨、和一对X轴导轨相连的Y轴,第1移动体经常位于第1X轴和Y轴相交位置上、能在第1X轴和Y轴上移动,第2移动体经常位于第2X轴和Y轴相交位置上、能在第2X轴和Y轴上移动,以及1X轴、Y轴驱动机构,具有结构简单、制造成本低的优点。 。

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