[发明专利]基于挠曲件的预加载机构

说明书

一种预加载机构，包括：第一部分，具有凸起；以及第二部分，具有与所述凸起相匹配的凹槽；其中，所述凹槽包括通过挠曲件而可弹性变形地地移动的夹条；其中，所述凹槽的尺寸基于所述夹条的挠曲而变化；当所述夹条处于空置状态时，所述凹槽的尺寸小于所述凸起的对应尺寸；当所述夹条处于挠曲状态时，所述凹槽的尺寸大于所述凸起的对应尺寸；以及当所述凸起插入到所述凹槽中时，所述夹条处于干涉状态，从而提供用于消除所述凸起的表面与所述凹槽的对应表面之间的间隙的预紧力，其中，在所述干涉状态下，所述夹条的挠度介于在所述空置状态的挠度和在所述挠曲状态的挠度之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年5月6日提交的美国临时专利申请No.63/185，154的优先权。美国临时专利申请63/185，154的公开内容在此通过引用并入。

技术领域

本发明总体上涉及位置控制机构，更具体地，涉及用于沿线性路径控制位置的基于挠曲件的预加载机构。

背景技术

以前有两种标准方法将预载施加到平移系统，即固体预载和弹簧预载。如图1所示，通过增加装配在平移表面之间的可调节垫片来实现固体预载，该可调节垫片被称为夹条。一旦间隙被设定，夹条螺钉就将夹条锁定在适当位置，从而施加预紧力。通常通过控制施加到夹条螺钉的扭矩来控制固体预载。

弹簧预载通过使用压缩弹簧以迫使夹条收缩而施加预载来产生。控制弹簧预载通过选择弹簧和设定压缩长度来完成。压缩弹簧通常与固定螺钉组装在一起，因此控制压缩长度是通过固定螺钉扭矩或螺纹啮合进行的调节。

然而，有出版物讨论了先前解决方案的局限性并建议需要改进。例如，在线性平移设计的技术领域中，应注意的是，虽然通过燕尾形滑块无法进行预加载，但可经由夹条来调节轨道表面之间的间隙，该夹条是沿鞍座的长度延伸的磨削钢制垫片。在预载技术中，应注意的是，弹簧预载也更能容忍部件的轻微偏差或热膨胀和收缩。固体预载的优点是系统刚度高，并且机械预载系统的设计简单。还要注意的是，预载偏差较小，因此预载可能由于制造误差或磨损而损失，如图3所示。

图4A是具有用于施加预载的调节螺钉的平移系统。具体的预载取决于操作条件。通常，间隙C的合适范围在2％到20％之间。扭矩可用于拧紧调节螺钉。在使用螺钉扭矩和特定紧固顺序施加预载的技术中，应注意，通过使用调节螺钉施加预载应使用如图4B所示的特定顺序从轨道中心向外进行。然而，这些预载解决方案的问题和局限性在于，当滑架沿轨道移动时，第二支承轨道的螺栓被拧紧。这被称为拉上第二导轨。必须格外小心和谨慎，以免在运动平面内过度限制轨道和滑架的系统。

因此，长期以来需要一种解决方案来消除从平移组件中去除游隙、配合间隙的预载调节，而不会存在现有技术的上述问题和限制。

发明内容

促使本发明的各种实施例的发展的问题是消除从平移组件去除游隙、配合间隙的预载调节。所有相关技术都使用调节机构来设置间隙值以消除平移表面之间的游隙。使本发明的实施例不同的方面是通过挠曲机构施加预定的预载值，该挠曲机构针对不需要调节的产品性能而优化。本发明的独特优点在于，它通过去除部件和微调而简化了平移机构。

本发明的一个实施例提供了一种预加载机构，该预加载机构包括：第一部分，具有凸起；以及第二部分，具有与所述凸起相匹配的凹槽；其中，所述凹槽包括通过挠曲件而可弹性变形地移动的夹条；其中，所述凹槽的尺寸基于所述夹条的挠曲而变化；当所述夹条处于空置状态时，所述凹槽的尺寸小于所述凸起的对应尺寸；当所述夹条处于挠曲状态时，所述凹槽的尺寸大于所述凸起的对应尺寸；以及当所述凸起插入到所述凹槽中时，所述夹条处于干涉状态，从而提供用于消除所述凸起的表面与所述凹槽的对应表面之间的间隙的预紧力，其中，在所述干涉状态下，所述夹条的挠度介于在所述空置状态的挠度和在所述挠曲状态的挠度之间。

附图说明

图1示出了装配在平移表面之间的可调节垫片。