本發(fā)明涉及直線位移裝置，特別涉及一種高功率密度的直線位移裝置。

背景技術(shù)：

1、直線位移裝置是一種驅(qū)動(dòng)相應(yīng)部件直線運(yùn)動(dòng)的裝置，常見的直線位置裝置有絲杠模組、電缸等。一些微小空間、高精度、高功率密度的使用場景，比如人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)執(zhí)行器、機(jī)械手的手指驅(qū)動(dòng)器、醫(yī)療設(shè)備、電子貼片設(shè)備、機(jī)床打磨、新能源鋰電池涂布機(jī)的涂布頭等。在這類使用場景中，對(duì)直線位移裝置的承載能力、位移速度、位移精度等以及直線位移裝置自身外形、體積等都有比較高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高功率密度的直線位移裝置，旨在結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧的同時(shí)還兼顧更好的承載能力、位移速度、位移精度，更符合微小空間、高精度、高功率密度的使用場景的要求。

2、本申請(qǐng)中，提供一種高功率密度的直線位移裝置，包括：

3、外殼，呈長方體狀；內(nèi)設(shè)：輸入腔、輸出腔和第二減速腔；輸入腔和輸出腔并列；輸入腔分為：在第一側(cè)的第一減速腔和在第二側(cè)的安裝腔；輸出腔的第二側(cè)腔壁設(shè)置有穿出口；第二減速腔連接輸入腔的第一側(cè)和輸出腔的第一側(cè)；

4、電機(jī)，安裝于安裝腔，提供初始的轉(zhuǎn)動(dòng)輸入；

5、行星齒輪減速單元，安裝于第一減速腔；齒圈固定，太陽輪連接所述電機(jī)的輸出軸，

6、圓柱齒輪減速單元，設(shè)置于第二減速腔；輸入齒輪連接所述行星齒輪減速單元的行星架；

7、反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠，安裝于輸出腔；螺母滾筒連接于所述圓柱齒輪減速單元的輸出齒輪；總螺桿被限制轉(zhuǎn)動(dòng)，其第二側(cè)部分為最終的位移輸出，從穿出口穿出；

8、光柵尺，標(biāo)尺安裝于總螺桿，讀數(shù)頭安裝于所述外殼。

9、一些實(shí)施方式中，所述外殼包括：主框架、前蓋、行星減速殼和尾座；

10、所述電機(jī)安裝于主框架的第二側(cè)和前蓋的第一側(cè)之間；

11、所述行星齒輪減速單元安裝于主框架的第一側(cè)和行星減速殼的第二側(cè)之間；

12、所述圓柱齒輪減速單元除輸出齒輪外的其他齒輪安裝于行星減速殼的第一側(cè)和尾座的第二側(cè)之間；

13、所述反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠和所述圓柱齒輪減速單元的輸出齒輪形成一組組件，安裝于主框架的第一側(cè)和尾座的第二側(cè)之間。

14、一些實(shí)施方式中，總螺桿的中間部分靠近第二側(cè)部分的位置固定連接有直線位移架；總螺桿被限制轉(zhuǎn)動(dòng)的方式：通過直線位移架；標(biāo)尺的安裝位置為：直線位移架。

15、一些實(shí)施方式中，所述外殼還包括：光柵尺殼；反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠在電機(jī)和讀數(shù)頭之間；光柵尺殼覆蓋讀數(shù)頭，且在讀數(shù)頭的第一側(cè)留出有空腔；主框架還設(shè)置有連通安裝腔和空腔的穿線槽。

16、一些實(shí)施方式中，所述外殼還包括：后蓋；后蓋固定連接于尾座的第一側(cè)；尾座的第一側(cè)和后蓋的第二側(cè)之間安裝有供輸出齒輪連接的第四軸承。

17、一些實(shí)施方式中，總螺桿的中間部分可拆卸地固定連接于第二側(cè)部分，直線位移架的固定連接方式：被固定于兩者之間。

18、一些實(shí)施方式中，所述圓柱齒輪減速單元的減速比為：2.5到3.5；包括：作為輸入齒輪的小齒輪、作為輸出齒輪的大齒輪、嚙合于兩者之間的中齒輪。

19、一些實(shí)施方式中，所述行星齒輪減速單元為一級(jí)、兩級(jí)或者三級(jí)。

20、綜上所述，本申請(qǐng)中，一種高功率密度的直線位移裝置，包括：外殼、電機(jī)、行星齒輪減速單元、圓柱齒輪減速單元、反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠和光柵尺。電機(jī)輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)，先經(jīng)過行星齒輪減速單元減速，再經(jīng)過圓柱齒輪減速單元減速，帶動(dòng)反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠的螺母滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，總螺桿被架限制了轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)總螺桿直線位移為最終的輸出。光柵尺的標(biāo)尺和總螺桿一起直線位移，光柵尺的讀數(shù)頭讀取的位移，從而確定總螺桿的直線位移距離。

21、具有的有益效果：1、減速單元采用了行星齒輪減速加小齒輪嚙合中齒輪，中齒輪嚙合大齒輪從而帶動(dòng)螺母滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，具有體積小減速比大的優(yōu)點(diǎn)，并且可以根據(jù)不同使用情況增加行星齒輪減速的級(jí)數(shù)，從而擴(kuò)大減速比。2、相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)行星滾柱絲杠，由于反向式行星滾柱行星滾柱的排列方向反轉(zhuǎn)，使得螺母滾筒上的徑向載荷被部分抵消，從而提高了直線位移裝置的承載能力；由于行星滾柱數(shù)量可以減少，因此其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，有利于提高螺母滾筒的轉(zhuǎn)速，提高直線位移裝置的位移速度；由于行星滾柱與螺母滾筒和中心螺桿的接觸角更小，因此耐磨性更好；由于行星滾柱與螺母滾筒和中心螺桿的接觸點(diǎn)在軸向較為分散，因此反轉(zhuǎn)式滾柱絲杠的剛度較高；綜合本直線位移裝置采用反轉(zhuǎn)式行星滾柱作為直線傳動(dòng)裝置，相對(duì)于采用標(biāo)準(zhǔn)行星滾柱絲杠，具有高承載能力、高速性能、耐磨性和高剛度的優(yōu)點(diǎn)。3、光柵尺位移測距單元巧妙地將光柵刻度尺固定在直線位移架上，即可以限制中心螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成總螺桿的直線位移，還可以通過光柵尺讀頭實(shí)時(shí)精確測量總螺桿的位移距離。

22、本發(fā)明的減速單元的行星齒輪減速加圓柱齒減速，具有體積小、減速比大、減速比可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)；本直線位移裝置采用反轉(zhuǎn)式行星滾柱作為直線傳動(dòng)裝置，相比于標(biāo)準(zhǔn)行星滾柱絲杠具有高承載能力、高速性能、耐磨性和高剛度的優(yōu)點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了本裝置微小體積、高負(fù)載、高精度、高功率密度特點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，所述外殼(1)包括：主框架(1-1)、前蓋(1-2)、行星減速殼(1-3)和尾座(1-4)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，總螺桿(5-2)的中間部分靠近第二側(cè)部分的位置固定連接有直線位移架（7）；總螺桿(5-2)被限制轉(zhuǎn)動(dòng)的方式：通過直線位移架（7）；標(biāo)尺(6-1)的安裝位置為：直線位移架（7）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，所述外殼(1)還包括：光柵尺殼(1-6)；反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠(5)在電機(jī)(2)和讀數(shù)頭(6-2)之間；光柵尺殼(1-6)覆蓋讀數(shù)頭(6-2)，且在讀數(shù)頭(6-2)的第一側(cè)留出有空腔(1m)；主框架(1-1)還設(shè)置有連通安裝腔(1a-2)和空腔(1m)的穿線槽(1l)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，所述外殼(1)還包括：后蓋(1-5)；后蓋(1-5)固定連接于尾座(1-4)的第一側(cè)；尾座(1-4)的第一側(cè)和后蓋(1-5)的第二側(cè)之間安裝有供輸出齒輪連接的第四軸承（12）。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，總螺桿(5-2)的中間部分可拆卸地固定連接于第二側(cè)部分，直線位移架（7）的固定連接方式：被固定于兩者之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，所述圓柱齒輪減速單元(4)的減速比為：2.5到3.5；包括：作為輸入齒輪的小齒輪(4-1)、作為輸出齒輪的大齒輪(4-3)、嚙合于兩者之間的中齒輪(4-2)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率密度的直線位移裝置，其特征在于，所述行星齒輪減速單元(3)為一級(jí)、兩級(jí)或者三級(jí)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高功率密度的直線位移裝置，包括：外殼、電機(jī)、行星齒輪減速單元、圓柱齒輪減速單元、反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠和光柵尺。電機(jī)輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)，先經(jīng)過行星齒輪減速單元減速，再經(jīng)過圓柱齒輪減速單元減速，帶動(dòng)反轉(zhuǎn)式行星滾柱絲杠的螺母滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，總螺桿被架限制了轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)總螺桿直線位移為最終的輸出。光柵尺的標(biāo)尺和總螺桿一起直線位移，光柵尺的讀數(shù)頭讀取的位移，從而確定總螺桿的直線位移距離。本發(fā)明的減速單元具有體積小、減速比大、減速比可調(diào)的優(yōu)點(diǎn),采用反轉(zhuǎn)式行星滾柱作為直線傳動(dòng)裝置，相比于標(biāo)準(zhǔn)行星滾柱絲杠具有高承載能力、高速性能、耐磨性和高剛度的優(yōu)點(diǎn)。從而實(shí)現(xiàn)了微小體積、高負(fù)載、高精度、高功率密度特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：田闊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江捷牛智能裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6