[发明专利]一种高精度的上下旋转运动装置

说明书

本发明公开了一种高精度的上下旋转运动装置，包括上下运动机构、旋转机构、外壳、外盖；所述上下运动机构设有直线电机、滑板、滑块、导轨、光栅尺、读数头、读数固定件、上限件、下限件；本发明的有益效果在于：本设计采用光栅反馈加直线电机做上下运动、高分辨率伺服电机做旋转运动的结构；通过控制花键轴做上下运动和旋转运动；结构紧凑小巧，装配简单，造价成本低；内走气管与线缆，外观美观；高精度，高响应，高刚性，实现微米级定位；高互换性；且可应用于防水防尘要求场合；结构简单，易于生产。

技术领域

本发明涉及运动机械装置技术领域，特别涉及一种高精度的上下旋转运动装置。

背景技术

上下旋转运动装置是实现集合上下运动和旋转运动的装置；本装置主要应用在医疗行业、3C行业，如药丸的装瓶封箱、电子元器件的取放以及产品组装等。尤其在涉及需要对吸取的物料进行上下移动和旋转情况，所以应用极广。

现有上下旋转运动装置，第一种，通过两个电机加滚珠丝杆，以及同步带轮非标设计组合的方式；它有以下缺点：一、非标设计，整体尺寸较宽，不紧凑；二、无外壳封装，不能应用于有防护要求的场合，或者对自身有密封要求的场合；三、气管裸露，线缆线束较多，走线不便；四、产品互换性不高，不同行业不能相互替换。第二种，采用紧凑型步进电机集成方式；这方式会有以下缺点：一、响应慢，精度丝级，只能用于慢节拍精度要求不高的场合；二、由于是采用衬套固定，末端跳动较大，刚性差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高精度的上下旋转运动装置，其采用光栅反馈加直线电机做上下运动、高分辨率伺服电机做旋转运动的结构；通过控制花键轴做上下运动和旋转运动；结构紧凑小巧，装配简单，造价成本低。

为了解决上述问题，本发明提供一种高精度的上下旋转运动装置，包括上下运动机构、旋转机构、外壳、外盖；所述上下运动机构设有直线电机、滑板、滑块、导轨、光栅尺、读数头、读数固定件、上限件、下限件；所述直线电机设有直线电机动子；所述滑板设有内气嘴；所述旋转机构设有旋转电机、花键轴、小轴承、导套、两个大轴承、密封圈；所述旋转电机设有旋转轴；所述外壳的上端部设有线缆接头、外壳气嘴，所述外壳的下端部设有轴孔、轴固定板；所述上下运动机构装在外壳的内部，所述旋转机构装在外壳内部的左侧，且上下运动机构与旋转机构结合在一起，所述外盖盖在外壳的开口上。

进一步说，所述直线电机装在外壳内部的右侧；所述滑板的右侧固定在直线电机动子上；所述导轨装在外壳内部的左侧，所述滑块装在导轨上，且滑块能沿着导轨滑动；所述滑板的左侧固定在滑块上；所述上限件装在滑板的前面，所述下限件装在滑板的后面；所述光栅尺装在直线电机动子上；所述读数固定件装在外壳内部，所述读数头装在读数固定件上，且读数头对着光栅尺。

进一步说，所述旋转电机装在滑板上；所述花键轴装在旋转轴上，所述小轴承装在花键轴的上部；所述密封圈装在花键轴与小轴承的连接处上；所述导套、两个大轴承装在花键轴的下部，并一起装入外壳内；所述花键轴的下部穿过轴孔；所述轴固定板装在外壳最下端，并压紧下端大轴承。

进一步说，所述直线电机启动，直线电机动子做上下运动，带动滑板做上下运动，滑板带动旋转电机上下运动，最终带动花键轴上下运动；所述旋转电机转动，旋转轴带动花键轴转动。

进一步说，所述线缆接头用于连接控制线缆，且控制花键轴上下运动、花键轴转动。

进一步说，所述花键轴为空心花键轴，且花键轴设有通气孔、沟槽。

进一步说，所述滑板、旋转电机、花键轴及密封圈形成一个密封腔室，通气孔与内气嘴相通，通过气管与外壳气嘴连接起来，再引外部气体到外壳气嘴，最终使花键轴中有气体。

进一步说，所述读数头通过光栅尺的移动来读光栅尺的位置。

进一步说，所述小轴承用于防止花键轴窜动。