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一种直线往复运动驱动装置发明专利

更新时间:2024-07-01
一种直线往复运动驱动装置发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:浙江-绍兴;
源自:绍兴高价值专利检索信息库;

专利名称:一种直线往复运动驱动装置

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202211208098.0

专利申请(专利权)人:浙江康立自控科技有限公司
权利人地址:浙江省绍兴市新昌县七星街道丽江路283号

专利发明(设计)人:梁汇江,徐郁山,石路宏,梁亮,丁春高,吕彬,马惠东

专利摘要:本发明公开了一种直线往复运动驱动装置,包括固定架、第一驱动机构、第一皮带轮、第二皮带轮、同步带圈、移动件和第二驱动机构,同步带圈套设在第一皮带轮和第二皮带轮上形成两段同步带移动段,移动件与其中一段同步带移动段连接,第一驱动机构的输出端与第一皮带轮传动连接以驱动第一皮带轮转动,所述第二驱动机构的输出端与第二皮带轮传动连接以驱动第二皮带轮转动,所述第二驱动机构驱动第二皮带轮转动时,移动件向第二皮带轮一侧移动,所述第一驱动机构驱动第一皮带轮转动时,移动件向第一皮带轮一侧移动。本发明提供了一种直线往复运动驱动装置,可以减小同步带圈松紧度不一致程度,减小移动件直线移动过程中的跳动和速度波动。

主权利要求:
1.一种直线往复运动驱动装置,包括固定架、第一驱动机构、第一皮带轮、第二皮带轮、同步带圈和移动件,所述第一皮带轮和第二皮带轮分别与固定架转动连接,同步带圈设在第一皮带轮和第二皮带轮上形成两段同步带移动段,移动件与其中一段同步带移动段连接,移动件与固定架滑动连接,第一驱动机构与固定架连接,第一驱动机构的输出端与第一皮带轮传动连接以驱动第一皮带轮转动,其特征是,所述直线往复运动驱动装置还包括第二驱动机构,所述第二驱动机构与固定架连接,第二驱动机构的输出端与第二皮带轮传动连接以驱动第二皮带轮转动,所述第二驱动机构驱动第二皮带轮转动时,移动件向第二皮带轮一侧移动,所述第一驱动机构驱动第一皮带轮转动时,移动件向第一皮带轮一侧移动;
所述直线往复运动驱动装置还包括张紧轮和弹性支撑架,所述张紧轮抵紧在另一段同步带移动段的外侧,所述弹性支撑架与固定架固定,张紧轮安装于所述弹性支撑架以形成弹性支撑,所述弹性支撑架包括支架、张紧轮轴、轮轴安装架、伸缩弹簧、连接绳和重力块,所述张紧轮与张紧轮轴转动连接,张紧轮轴与轮轴安装架固定,轮轴安装架与支架滑动连接,伸缩弹簧的一端与连接绳的一端连接,伸缩弹簧的另一端与轮轴安装架连接,重力块悬挂在连接绳另一端上。
2.根据权利要求1所述的一种直线往复运动驱动装置,其特征是,所述第一驱动机构包括第一伺服电机,所述第二驱动机构包括第二伺服电机,第一伺服电机正转时,第二伺服电机反转且保持恒定的扭矩,第二伺服电机正转时,第一伺服电机反转且保持恒定的扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的一种直线往复运动驱动装置,其特征是,所述固定架上设有若干个导向轮,导向轮与固定架转动连接,连接绳绕过所述导向轮的侧壁。
4.根据权利要求1或2所述的一种直线往复运动驱动装置,其特征是,所述连接绳与重力块连接的一端通过挂钩结构与重力块连接。
5.根据权利要求4所述的一种直线往复运动驱动装置,其特征是,所述挂钩结构包括挂钩本体和挂环,所述挂钩本体和挂环中的一个与连接绳固定,所述挂钩本体和挂环中的另一个与重力块固定。 说明书 : 一种直线往复运动驱动装置技术领域[0001] 本发明涉及纺织机械技术领域,尤其是涉及一种直线往复运动驱动装置。背景技术[0002] 使用电机与同步带回路组成的运动驱动装置作为直线往复运动的驱动装置已在纺织机械等各种机械运动领域应用,同步带回路主要由两根轴支撑的同步带轮外套同步带圈,其中一根轴位置固定,并通过传动机构与电机传动连接,该轴上的同步带轮作为同步带回路的主动轮;另一根轴上的同步带轮作为同步带回路的从动轮。同步带圈在两个同步带轮之间形成两段基本成直线的同步带直线段,在其中一段同步带直线段上固定连接一个移动件。电机的正反转带动同步带圈正反转,带动同步带直线段直线移动,从而驱动移动件直线往复运动。作为主动轮的同步带轮正反转切换时,对同步带圈存在冲击力,对同步带圈的两段同步带直线段的拉力不一致,使同步带圈的两段同步带直线段的松紧度不一致,同步带圈会产生弹性跳动。对于运动往复速度比较快的同步带路直线运动驱动装置,同步带轮正反转切换速度也比较快,会对同步带圈造成较大冲击拉力,由于同步带圈又是软性件,同步带圈的两层同步带直线段的松紧度不一致更明显,使得同步带圈转动速度出现变化,移动件的运动速度会产生波动。对于运动速度控制较为严格的使用场合,需要对此进行解决。发明内容[0003] 本发明为了克服现有技术中的不足,提供一种直线往复运动驱动装置,可以减小同步带圈松紧度不一致程度,减小移动件直线移动过程中的跳动和速度波动。[0004] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:[0005] 一种直线往复运动驱动装置,包括固定架、第一驱动机构、第一皮带轮、第二皮带轮、同步带圈和移动件,所述第一皮带轮和第二皮带轮分别与固定架转动连接,同步带圈套设在第一皮带轮和第二皮带轮上形成两段同步带移动段,移动件与其中一段同步带移动段连接,移动件与固定架滑动连接,第一驱动机构与固定架连接,第一驱动机构的输出端与第一皮带轮传动连接以驱动第一皮带轮转动,所述直线往复运动驱动装置还包括第二驱动机构,所述第二驱动机构与固定架连接,第二驱动机构的输出端与第二皮带轮传动连接以驱动第二皮带轮转动,所述第二驱动机构驱动第二皮带轮转动时,移动件向第二皮带轮一侧移动,所述第一驱动机构驱动第一皮带轮转动时,移动件向第一皮带轮一侧移动。[0006] 上述技术方案中,所述第二驱动机构包括电机和皮带传动机构,电机输出的扭矩通过皮带传动机构传递到第二皮带轮上。在直线往复运动驱动装置使用过程中,第一驱动机构正转,通过皮带传动机构和第一皮带轮驱动同步带圈正转,带动移动件向第一皮带轮一侧移动,然后第二驱动机构正转,通过皮带传动机构和第二皮带轮驱动同步带圈反转,带动移动件向第二皮带轮一侧移动,实现移动件的直线反复运动。移动件向第一皮带轮一侧移动时,由第一皮带轮拉动与移动件连接同步带移动段(下文统一称为第一移动段)移动,第一移动段处于被拉紧的状态,移动件向第二皮带轮一侧移动时,由第二皮带轮拉动第一移动段移动,第一移动段仍处于被拉紧的状态,移动件在直线反复运动整个过程中,第一移动段始终处于张紧状态,可以降低第一移动段的弹性跳动,减小了移动件直线移动过程中的跳动和速度波动。[0007] 作为优选,所述第一驱动机构包括第一伺服电机,所述第二驱动机构包括第二伺服电机,第一伺服电机正转时,第二伺服电机反转且保持恒定的扭矩,第二伺服电机正转时,第一伺服电机反转且保持恒定的扭矩。所述伺服电机可以输出恒定的扭矩,使第一移动段始终保持张紧状态,可以避免扭矩变化引起第一移动段的弹性跳动。[0008] 作为优选,所述直线往复运动驱动装置还包括张紧轮和弹性支撑架,所述张紧轮抵紧在另一段同步带移动段的外侧,所述弹性支撑架与固定架固定,张紧轮安装于所述弹性支撑架以形成弹性支撑。[0009] 上述技术方案中,在直线往复运动驱动装置使用过程中,电机正反转,通过皮带传动机构和第一皮带轮驱动同步带圈正反转,带动移动件在固定架上做直线反复运动,所述张紧轮压紧同步带移动段,同步带圈正反转过程中,同步带移动段会发生弹性跳动时,弹性支撑架能随之变形产生缓冲作用。通过使用弹性支撑架支撑的张紧轮压靠于同步带圈未连接移动件的处于自由态的同步带移动段,对同步带圈形成弹性支撑张紧,使张紧轮对同步带圈的张紧压靠力随同步带移动段的弹性跳动改变,同步带移动段的发生弹性跳动时弹性支撑架能随之变形产生缓冲作用,尽可能减小了同步带圈松紧度不一致程度,减小了移动件直线移动过程中的跳动和速度波动。[0010] 作为优选,所述的弹性支撑架包括支架、张紧轮轴、弹性件和轮轴安装架,所述张紧轮与张紧轮轴转动连接,张紧轮轴与轮轴安装架固定,轮轴安装架与弹性件连接,弹性件与支架连接,支架与固定架固定。所述结构可以实现弹性支撑架对张紧轮的弹性支撑。[0011] 作为优选,所述弹性件为板弹簧。所述板弹簧可以使张紧轮处于板弹簧的悬空端,可以需要选择板弹簧的长度,选择合适的弹性长度范围。[0012] 作为优选,所述弹性件为螺旋弹簧,所述的支架上设有竖向通孔,所述轮轴安装架上固定有导向柱,所述导向柱与竖向通孔滑动连接,螺旋弹簧套设于导向柱,螺旋弹簧两端分别连接轮轴安装架和支架。所述导向柱上端固定有限位块,避免导向柱上端脱离竖向通孔。[0013] 作为优选,所述弹性支撑架包括支架、张紧轮轴、轮轴安装架、伸缩弹簧、连接绳和重力块,所述张紧轮与张紧轮轴转动连接,张紧轮轴与轮轴安装架固定,轮轴安装架与支架滑动连接,伸缩弹簧的一端与连接绳的一端连接,伸缩弹簧的另一端与轮轴安装架连接,重力块悬挂在连接绳另一端上。[0014] 上述技术方案中,所述同步带圈松动时,重力块可以在重力作用下使张紧轮自动压紧同步带圈,且由于重力块的重力不变,可以保持压紧力不变,可以更好地保证张紧轮对第一带移动段的缓冲作用的一致性。使用弹簧直接压紧张紧轮的方案中,如果同步带圈松动,弹簧会复位一段距离,弹簧弹力会下降,会导致张紧轮的压紧力下降,影响张紧轮对第一带移动段的缓冲作用。本申请方案在移动件移动时,如果同步带圈发生弹性跳动,即使连接绳处于松弛状态,伸缩弹簧仍处于拉伸状态,伸缩弹簧对轮轴安装架仍具有一个向下的拉力,避免因为连接绳松弛,使轮轴安装架不受重力块的重力,而导致张张紧轮对第一带移动段的缓冲作用消失的情况发生。[0015] 作为优选,所述固定架上设有若干个导向轮,导向轮与固定架转动连接,连接绳绕过所述导向轮的侧壁。所述导向轮可以对连接绳进行导向,使重力块设置在不会发生干涉的位置。[0016] 作为优选,所述连接绳与重力块连接的一端通过挂钩结构与重力块连接。所述结构方便更换不同重量的重力块,满足不同张力大小的需求。[0017] 作为优选,所述挂钩结构包括挂钩本体和挂环,所述挂钩本体和挂环中的一个与连接绳固定,所述挂钩本体和挂环中的另一个与重力块固定。附图说明[0018] 图1是本发明的第一结构示意图;[0019] 图2是本发明的第二结构示意图;[0020] 图3是图2中A处的局部放大图;[0021] 图4是图1中B处的局部放大图;[0022] 图5是图1中C处的局部放大图;[0023] 图6是实施例4的局部结构示意图。[0024] 图中:固定架1、长槽孔1.1、第一驱动机构2、第一皮带轮3、第二皮带轮4、同步带圈5、同步带移动段5.1、第一移动段5.2、移动件6、张紧轮7、弹性支撑架8、支架8.1、张紧轮轴8.2、弹性件8.3、轮轴安装架8.4、竖向通孔8.5、导向柱8.6、伸缩弹簧8.7、连接绳8.8、重力块8.9、直线移动导向机构9、导向杆9.1、支撑轴10、第二驱动机构11、第一伺服电机12、第二伺服电机13、螺钉14、支座15、螺母16。具体实施方式[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。[0026] 如图1和图2所示,一种直线往复运动驱动装置,包括固定架1、第一驱动机构2、第一皮带轮3、第二皮带轮4、同步带圈5、移动件6、张紧轮7和弹性支撑架8,所述第一皮带轮3和第二皮带轮4分别与固定架1转动连接,同步带圈5套设在第一皮带轮3和第二皮带轮4上形成两段同步带移动段5.1,移动件6与其中一段同步带移动段5.1固定,移动件6与固定架1滑动连接,第一驱动机构2与固定架1固定,第一驱动机构2的输出端与第一皮带轮3传动连接以驱动第一皮带轮3转动,所述张紧轮7抵紧在另一段同步带移动段5.1的外侧,所述弹性支撑架8与固定架1固定,张紧轮7安装于所述弹性支撑架8以形成弹性支撑。[0027] 上述技术方案中,所述第一驱动机构2包括电机和皮带传动机构,电机输出的扭矩通过皮带传动机构传递到第一皮带轮3上。在直线往复运动驱动装置使用过程中,电机正反转,通过皮带传动机构和第一皮带轮3驱动同步带圈5正反转,带动移动件6在固定架1上做直线反复运动,所述张紧轮7压紧同步带移动段5.1,同步带圈5正反转过程中,同步带移动段5.1会发生弹性跳动时,弹性支撑架8能随之变形产生缓冲作用。通过使用弹性支撑架8支撑的张紧轮7压靠于同步带圈5未连接移动件6的处于自由态的同步带移动段5.1,对同步带圈5形成弹性支撑张紧,使张紧轮7对同步带圈5的张紧压靠力随同步带移动段5.1的弹性跳动改变,同步带移动段5.1的发生弹性跳动时弹性支撑架8能随之变形产生缓冲作用,尽可能减小了同步带圈5套松紧度不一致程度,减小了移动件6直线移动过程中的跳动和速度波动。[0028] 如图2所示,所述移动件6与固定架1通过直线移动导向机构9滑动连接,所述直线移动导向机构9包括两根导向杆9.1,两根导向杆9.1与固定架1固定,所述移动件6上设有与导向杆9.1适配的导向通孔,导向杆9.1穿过对应的导向通孔以对移动件6形成导向作用。所述直线移动导向机构9可以对移动件6进行导向,增加移动件6的滑动稳定性和位置准确性,同时避免移动件6在移动过程中晃动。[0029] 实施例2:[0030] 如图1图2、图3和图4所示,在实施例1的基础上,所述弹性支撑架8包括支架8.1、张紧轮轴8.2、弹性件8.3和轮轴安装架8.4,所述张紧轮7与张紧轮轴8.2转动连接,张紧轮轴8.2与轮轴安装架8.4固定,轮轴安装架8.4与弹性件8.3连接,弹性件8.3与支架8.1连接,支架8.1与固定架1固定。所述结构可以实现弹性支撑架8对张紧轮7的弹性支撑。[0031] 在一个实施例中,如图1和图4所示,所述弹性件8.3为板弹簧。所述板弹簧可以使张紧轮7处于板弹簧的悬空端,可以需要选择板弹簧的长度,选择合适的弹性长度范围。[0032] 在另一个实施例中,如图2和图3所示,所述弹性件8.3为螺旋弹簧,所述的支架8.1上设有竖向通孔8.5,所述轮轴安装架8.4上固定有导向柱8.6,所述导向柱8.6与竖向通孔8.5滑动连接,螺旋弹簧套设于导向柱8.6,螺旋弹簧两端分别连接轮轴安装架8.4和支架8.1。所述导向柱8.6上端固定有限位块,避免导向柱8.6上端脱离竖向通孔8.5。[0033] 实施例3:[0034] 如图1和图5所示,在实施例1的基础上,所述直线往复运动驱动装置还包括支撑轴10,所述第二皮带轮4与支撑轴10转动连接,固定架1上设有长槽孔1.1,所述支撑轴10安装于所述固定架1的长槽孔1.1中,以调整第二皮带轮4相对于第一皮带轮3的距离实现对同步带圈5的张紧。所述结构可以通过调整第二皮带轮4相对于第一皮带轮3的距离实现对同步带圈5的张紧,所述固定架1上固定有支座,支撑轴10上固定有螺钉14,螺钉14的一端穿过支座15上的通孔,螺钉14的一端穿过通孔并连接有螺母16,通过转动螺母16可以调节支撑轴10相对于第一皮带轮3的位置实现对同步带圈5的预张紧。[0035] 实施例4:[0036] 如图6所示,在实施例1的基础上,所述弹性支撑架8包括支架8.1、张紧轮轴8.2、轮轴安装架8.4、伸缩弹簧8.7、连接绳8.8和重力块8.9,所述张紧轮7与张紧轮轴8.2转动连接,张紧轮轴8.2与轮轴安装架8.4固定,轮轴安装架8.4与支架8.1滑动连接,伸缩弹簧8.7的一端与连接绳8.8的一端连接,伸缩弹簧8.7的另一端与轮轴安装架8.4连接,重力块8.9悬挂在连接绳8.8另一端上。[0037] 上述技术方案中,所述同步带圈5松动时,重力块8.9可以在重力作用下使张紧轮7自动压紧同步带圈5,且由于重力块8.9的重力不变,可以保持压紧力不变,可以更好地保证张紧轮7对第一带移动段的缓冲作用的一致性。使用弹簧直接压紧张紧轮7的方案中,如果同步带圈5松动,弹簧会复位一段距离,弹簧弹力会下降,会导致张紧轮7的压紧力下降,影响张紧轮7对第一带移动段的缓冲作用。本申请方案在移动件6移动时,如果同步带圈5发生弹性跳动,即使连接绳8.8处于松弛状态,伸缩弹簧8.7仍处于拉伸状态,伸缩弹簧8.7对轮轴安装架8.4仍具有一个向下的拉力,避免因为连接绳8.8松弛,使轮轴安装架8.4不受重力块8.9的重力,而导致张张紧轮7对第一带移动段的缓冲作用消失的情况发生。[0038] 优选的,所述固定架1上设有若干个导向轮,导向轮与固定架1转动连接,连接绳8.8绕过所述导向轮的侧壁。所述导向轮可以对连接绳8.8进行导向,使重力块8.9设置在不会发生干涉的位置。[0039] 优选的,所述连接绳8.8与重力块8.9连接的一端通过挂钩结构与重力块8.9连接。挂钩结构包括挂钩本体和挂环,所述挂钩本体和挂环中的一个与连接绳8.8固定,所述挂钩本体和挂环中的另一个与重力块8.9固定。所述结构方便更换不同重量的重力块8.9,满足不同张力大小的需求。[0040] 实施例5:[0041] 如图2所示,一种直线往复运动驱动装置,包括固定架1、第一驱动机构2、第一皮带轮3、第二皮带轮4、同步带圈5和移动件6,所述第一皮带轮3和第二皮带轮4分别与固定架1转动连接,同步带圈5套设在第一皮带轮3和第二皮带轮4上形成两段同步带移动段5.1,移动件6与其中一段同步带移动段5.1固定,移动件6与固定架1滑动连接,第一驱动机构2与固定架1固定,第一驱动机构2的输出端与第一皮带轮3传动连接以驱动第一皮带轮3转动,所述直线往复运动驱动装置还包括第二驱动机构11,第二驱动机构11与固定架1连接,第二驱动机构11的输出端与第二皮带轮4传动连接以驱动第二皮带轮4转动,所述第二驱动机构11驱动第二皮带轮4转动时,移动件6向第二皮带轮4一侧移动,所述第一驱动机构2驱动第一皮带轮3转动时,移动件6向第一皮带轮3一侧移动。[0042] 上述技术方案中,所述第二驱动机构11包括电机和皮带传动机构,电机输出的扭矩通过皮带传动机构传递到第二皮带轮4上。在直线往复运动驱动装置使用过程中,第一驱动机构2正转,通过皮带传动机构和第一皮带轮3驱动同步带圈5正转,带动移动件6向第一皮带轮3一侧移动,然后第二驱动机构11正转,通过皮带传动机构和第二皮带轮4驱动同步带圈5反转,带动移动件6向第二皮带轮4一侧移动,实现移动件6的直线反复运动。移动件6向第一皮带轮3一侧移动时,由第一皮带轮3拉动与移动件6连接同步带移动段5.1(下文统一称为第一移动段5.2)移动,第一移动段5.2处于被拉紧的状态,移动件6向第二皮带轮4一侧移动时,由第二皮带轮4拉动第一移动段5.2移动,第一移动段5.2仍处于被拉紧的状态,移动件6在直线反复运动整个过程中,第一移动段5.2始终处于张紧状态,可以降低第一移动段5.2的弹性跳动,减小了移动件6直线移动过程中的跳动和速度波动。[0043] 优选的,所述第一驱动机构2包括第一伺服电机12,所述第二驱动机构11包括第二伺服电机13,第一伺服电机12正转时,第二伺服电机13反转且保持恒定的扭矩,第二伺服电机13正转时,第一伺服电机12反转且保持恒定的扭矩。所述伺服电机可以输出恒定的扭矩,使第一移动段5.2始终保持张紧状态,可以避免扭矩变化引起第一移动段5.2的弹性跳动。

专利地区:浙江

专利申请日期:2022-09-30

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN115574057B

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