CN223549750U - 一种单轴复合式执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单轴复合式执行器，包括花键丝杆，花键丝杆划分为第一段和第二段，第一段的表面设置有与花键丝杆轴线平行的直线内花键，第二段的表面设置有环绕花键丝杆的螺旋内花键；还包括花键，花键设置有与直线内花键相适配的外花键，并旋转套设于花键丝杆的第一段，花键还连接有第一马达；还包括滚珠螺母，滚珠螺母设置有与螺旋内花键相适配的外花键，并旋转套设于花键丝杆的第二段，滚珠螺母还连接有第二马达；本实用新型通过在花键丝杆上分两段设置直线内花键和螺旋内花键，并通过花键和滚珠螺母进行适配连接，从而能够实现在花键丝杆上分别进行旋转运动、直线运动以及旋转直线运动。

Description

一种单轴复合式执行器

技术领域

本实用新型涉及集成式运动器件领域，尤其涉及一种单轴复合式执行器。

背景技术

复合式执行器，是指能够实现两组或两组以上基本运动（如线性运动、旋转运动、摆动等）的执行器。这种执行器通常结合了多种驱动技术，可以在一个装置提供复杂的运动模式，从而满足更广泛的应用需求。其中比较常见的复合式执行器是仅能够单独实现旋转运动、单独实现直线运动，还能同时实现旋转运动和直线运动，这种复合式执行器多用于精密机床中实现精密传递旋转和直线运动、在机械臂和机器人中利用旋转和直线运动的精确控制提高机器人的操作精度和效率等等。

在现有技术中，公开号为：CN209982257U的中国实用新型专利公开了一种直线运动和旋转运动复合式执行器，采用中空电机和滚珠花键配合实现旋转运动，利用滚珠丝杠电机实现直线运动，再利用连接块将滚珠花键和滚珠丝杠连接，实现直线运动时利用连接块带动滚珠花键做直线运动，虽然此结构能够实现直线运动和旋转运动，但是此结构中驱使其直线运动和旋转运动的杆是独立分开的，双轴的设计使得复合式执行器的结构冗余，占用体积大，因此亟需设计一种单轴复合式执行器以解决上述问题。

实用新型内容

针对上述技术中的双轴设计使得复合式执行器的结构冗余，占用体积大的问题，本实用新型提供一种单轴复合式执行器，包括花键丝杆，所述花键丝杆划分为第一段和第二段，所述第一段的表面设置有与所述花键丝杆轴线平行的直线内花键，所述第二段的表面设置有环绕所述花键丝杆的螺旋内花键；还包括花键，所述花键设置有与所述直线内花键相适配的外花键，并旋转套设于所述花键丝杆的第一段，所述花键还连接有第一马达；还包括滚珠螺母，所述滚珠螺母设置有与所述螺旋内花键相适配的外花键，并旋转套设于所述花键丝杆的第二段，所述滚珠螺母还连接有第二马达；所述第一马达启动使得所述花键丝杆进行直线往复运动，所述第二马达启动使得所述花键丝杆进行旋转且直线往复运动，所述第一马达和所述第二马达同时启动使得所述花键丝杆原地旋转。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述第一马达和所述第二马达均设置有中空的腔体，所述腔体以供所述花键丝杆穿过，所述第一马达和所述第二马达的输出端沿所述花键丝杆的轴线方向相背设置，所述第一马达和所述第二马达共用同一马达罩进行包裹。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述花键通过紧固件固定于花键夹块上，所述花键夹块与所述第一马达的输出端连接；所述滚珠螺母的外表面设置螺纹结构，并通过螺纹结构固定连接螺母连接块，所述螺母连接块与所述第二马达的输出端连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，还包括花键罩，所述花键罩内壁安装有第一轴承，并通过所述第一轴承套设所述花键夹块；还包括螺母罩，所述螺母罩内壁安装有第二轴承，并通过所述第二轴承套设所述螺母连接块；所述花键罩和所述螺母罩分别位于所述马达罩的两侧，并与所述马达罩固定连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，还包括感应器安装块，所述感应器安装块设置有通孔，并通过通孔穿过所述花键丝杆从而固定于所述花键罩远离所述第一马达的侧面上，所述感应器安装块安装有至少一个原点感应器。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述花键丝杆设置为空心轴，且所述花键丝杆的两端分别设置有吸嘴安装块和气管转接头，所述气管转接头安装有旋转气管接头。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述花键罩的表面还安装有铭牌。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的一种单轴复合式执行器，通过在花键丝杆上分两段设置直线内花键和螺旋内花键，并通过花键和滚珠螺母进行适配连接，在把花键和滚珠螺母分别连接第一马达和第二马达，从而能够实现在单轴上分别进行旋转运动、直线运动以及旋转直线运动。

附图说明

图1为本实用新型的整体图。

图2为本实用新型的爆炸图。

图3为本实用新型的内部结构图。

主要元件符号说明如下：

1、花键丝杆；11、直线内花键；12、螺旋内花键；13、花键；

131、花键夹块；132、花键罩；14、滚珠螺母；141、螺母连接块；

142、螺母罩；21、第一马达；22、第二马达；23、马达罩；31、第一轴承；

32、第二轴承；4、感应器安装块；41、原点感应器；5、吸嘴安装块；

6、气管转接头；61、旋转气管接头；7、铭牌。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本实用新型更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。

请参阅图1至图3，本实用新型的一种单轴复合式执行器，包括花键丝杆1，花键丝杆1划分为第一段和第二段，第一段的表面设置有与花键丝杆1轴线平行的直线内花键11，第二段的表面设置有环绕花键丝杆1的螺旋内花键12；还包括花键13，花键13设置有与直线内花键11相适配的外花键，并旋转套设于花键丝杆1的第一段，花键13还连接有第一马达21；还包括滚珠螺母14，滚珠螺母14设置有与螺旋内花键12相适配的外花键，并旋转套设于花键丝杆1的第二段，滚珠螺母14还连接有第二马达22。在此结构中，花键13的外花键通过滚珠与直线内花键11连接，滚珠螺母14的外花键也通过滚珠与螺旋内花键12连接，当仅有第一马达21启动时，花键13进行旋转，使得花键中外花键的滚珠沿着直线内花键11进行运动，从而驱动花键丝杆1进行直线往复运动，当仅有第二马达22启动时，滚珠螺母14进行旋转，使得滚珠螺母14中外花键的滚珠沿着螺旋内花键12进行运动，从而驱使花键丝杆1进行旋转的同时还进行直线往复运动，当第一马达21和第二马达22同时启动时，第一马达21和第二马达22驱动的旋转方向相反，从而使得花键丝杆1在原地进行旋转运动。

请参阅图2，第一马达21和第二马达22均设置有中空的腔体，腔体以供花键丝杆1穿过，第一马达21和第二马达22的输出端沿花键丝杆1的轴线方向相背设置，第一马达21和第二马达22共用同一马达罩23进行包裹。第一马达21和第二马达22设置有中空的腔体，且沿花键丝杆1的轴线方向并排设置，使花键丝杆1穿过第一马达21和第二马达22，能够尽可能的减少体积，同时使它们的输出端相背，分别位于第一马达21和第二马达22这一整体的两端，再通过马达罩23把第一马达21和第二马达22连接在一起以形成一个整体。

请参阅图图3，花键13通过紧固件固定于花键夹块131上，花键夹块131与第一马达21的输出端连接；滚珠螺母14的外表面设置螺纹结构，并通过螺纹结构固定连接螺母连接块141，螺母连接块141与第二马达22的输出端连接。在第一马达21和第二马达22形成的整体中，其左右两端分别连接花键夹块131和螺母连接块141，避免第一马达21和第二马达22的输出端直接与花键13和滚珠螺母14进行连接，而且第一马达21和第二马达22设置有中空的腔体，所以在此结构中能随时更换不同直径的花键丝杆1以及与花键丝杆1相适配的花键13和滚珠螺母14，所以在本实用新型中，可以根据不同的导程需求，选择不同直径的花键丝杆1。

请参阅图2，还包括花键罩132，花键罩132内壁安装有第一轴承31，并通过第一轴承31套设花键夹块131；还包括螺母罩142，螺母罩142内壁安装有第二轴承32，并通过第二轴承32套设螺母连接块141，花键罩132和螺母罩142分别位于马达罩23的两侧，并与马达罩23固定连接。在马达罩23两侧安装花键罩132和螺母罩142，使得马达罩23、花键罩132和螺母罩142形成一个封闭的区域，避免马达在进行工作的时候其他零件掉入其中从而影响执行器的工作，同时马达罩23、花键罩132和螺母罩142把内部结构进行包裹，使执行器更具美观。

请参阅图2和图3，还包括感应器安装块4，感应器安装块4设置有通孔，并通过通孔穿过花键丝杆1从而固定于花键罩132远离第一马达21的侧面上，感应器安装块4安装有至少一个原点感应器41。在本实用新型中，感应器安装块4上安装有两个原点感应器41，其分别用于校准花键丝杆1在花键13作用下行走的距离和在滚珠螺母14作用下行走的距离，以及确立原点位置，通过原点位置校准坐标系，确保运动或操作的精确度。

请参阅图2，花键丝杆1设置为空心轴，且花键丝杆1的两端分别设置有吸嘴安装块5和气管转接头6，气管转接头6安装有旋转气管接头61。此处的旋转气管接头61用于连接气管，吸嘴安装块5用于连接吸嘴，通过负压的气管从吸嘴处吸取气体以实现更多样化的功能，同时吸嘴安装块5和气管转接头6分别设置在花键丝杆1的两端，所以可以作为硬限位来使用，防止花键13和滚珠螺母14脱离花键丝杆1。

请参阅图2，花键罩132的表面还安装有铭牌7。通过铭牌7对执行器进行标识。

实施例

在本实施例中，各部件具体型号为：MDH（12）-4006-324KE型号的MTL马达、BSSP0812-117R140S247C5T型号的花键丝杆，因为在这些标准马达和花键丝杆型号的限制下，配件的型号也就相应被限制，所以不再赘述。

本实用新型的优势在于：

1、本实用新型的花键丝杆进行分两段设置，在不同段设置有直线内花键和螺旋内花键，并使得花键和滚珠螺母分别对直线内花键和螺旋内花键进行适配连接，把花键和滚珠螺母分别连接第一马达和第二马达，从而能够实现花键丝杆分别进行直线运动、旋转运动以及旋转直线运动。

2、本实用新型的第一马达和第二马达设置有中空的腔体，而且还设置有花键夹块和螺母连接块，通过上述结构能够适配不同直径的花键丝杆，可以根据不同的导程需求选择不同直径的花键丝杆。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种单轴复合式执行器，其特征在于，包括花键丝杆，所述花键丝杆划分为第一段和第二段，所述第一段的表面设置有与所述花键丝杆轴线平行的直线内花键，所述第二段的表面设置有环绕所述花键丝杆的螺旋内花键；

还包括花键，所述花键设置有与所述直线内花键相适配的外花键，并旋转套设于所述花键丝杆的第一段，所述花键还连接有第一马达；

还包括滚珠螺母，所述滚珠螺母设置有与所述螺旋内花键相适配的外花键，并旋转套设于所述花键丝杆的第二段，所述滚珠螺母还连接有第二马达；

所述第一马达启动使得所述花键丝杆进行直线往复运动，所述第二马达启动使得所述花键丝杆进行旋转且直线往复运动，所述第一马达和所述第二马达同时启动使得所述花键丝杆原地旋转。

2.根据权利要求1所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，所述第一马达和所述第二马达均设置有中空的腔体，所述腔体以供所述花键丝杆穿过，所述第一马达和所述第二马达的输出端沿所述花键丝杆的轴线方向相背设置，所述第一马达和所述第二马达共用同一马达罩进行包裹。

3.根据权利要求2所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，所述花键通过紧固件固定于花键夹块上，所述花键夹块与所述第一马达的输出端连接；所述滚珠螺母的外表面设置螺纹结构，并通过螺纹结构固定连接螺母连接块，所述螺母连接块与所述第二马达的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，还包括花键罩，所述花键罩内壁安装有第一轴承，并通过所述第一轴承套设所述花键夹块；还包括螺母罩，所述螺母罩内壁安装有第二轴承，并通过所述第二轴承套设所述螺母连接块；所述花键罩和所述螺母罩分别位于所述马达罩的两侧，并与所述马达罩固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，还包括感应器安装块，所述感应器安装块设置有通孔，并通过通孔穿过所述花键丝杆从而固定于所述花键罩远离所述第一马达的侧面上，所述感应器安装块安装有至少一个原点感应器。

6.根据权利要求1所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，所述花键丝杆设置为空心轴，且所述花键丝杆的两端分别设置有吸嘴安装块和气管转接头，所述气管转接头安装有旋转气管接头。

7.根据权利要求4所述的一种单轴复合式执行器，其特征在于，所述花键罩的表面还安装有铭牌。