導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及其機(jī)電作動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作動器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及其機(jī)電作動器。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)電作動器是應(yīng)用于航天飛行器的重要飛行控制機(jī)構(gòu)，機(jī)電作動器主要包括伺服電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)等。其中傳動機(jī)構(gòu)主要用于承受負(fù)載載荷、傳遞力矩。目前傳動機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠的應(yīng)用最為廣泛。滾珠絲杠需要導(dǎo)向機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要通過導(dǎo)向塊導(dǎo)向、滾動軸承導(dǎo)向，但是這些導(dǎo)向機(jī)構(gòu)都存在一定的缺陷。其中，通過導(dǎo)向塊導(dǎo)向由于摩擦形式是滑動摩擦，摩擦力較大，特別是存在加工裝配誤差會導(dǎo)致較大的能量損耗，降低了傳動機(jī)構(gòu)的效率；通過滾動軸承導(dǎo)向，加工工藝存在一定難度和局限性，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載能力有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及其機(jī)電作動器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)摩擦力大及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載能力小的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括殼體、直線導(dǎo)軌、圓珠、滾珠絲杠副以及滑塊，所述殼體的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽，所述直線導(dǎo)軌位于所述凹槽內(nèi)，所述滾珠絲杠副設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述滑塊位于所述滾珠絲杠副的絲杠螺母上，所述圓珠設(shè)置于所述滑塊的內(nèi)部，且與所述直線導(dǎo)軌相接觸，所述滑塊的上表面開設(shè)有用于插入所述直線導(dǎo)軌的U形截面槽，所述滑塊沿所述直線導(dǎo)軌的兩個外側(cè)壁相對運(yùn)動。
[0006]進(jìn)一步地，所述U形截面槽的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第一球槽，所述直線導(dǎo)軌上設(shè)有與所述第一球槽相對應(yīng)的第二球槽，所述第一球槽和所述第二球槽配合并形成容納所述圓珠的容納空間，所述圓珠可在所述容納空間滾動。
[0007]進(jìn)一步地，所述U形截面槽的兩相對側(cè)壁上均設(shè)有所述第一球槽。
[0008]進(jìn)一步地，所述U形截面槽的每一側(cè)壁上設(shè)有多條所述第一球槽。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一球槽呈封閉曲線。
[0010]進(jìn)一步地，所述直線導(dǎo)軌的兩側(cè)具有圓弧形凹槽，所述圓弧形凹槽呈直線。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述直線導(dǎo)軌與所述殼體可拆卸連接。
[0012]本發(fā)明還提供了一種機(jī)電作動器，包括上述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
[0013]通過在殼體的內(nèi)壁設(shè)置直線導(dǎo)軌作為滑塊的導(dǎo)向軌道，并在滑塊與直線導(dǎo)軌之間設(shè)置圓珠，以通過圓珠使得滑塊與直線導(dǎo)軌相對滾動，從而使得滑塊與直線導(dǎo)軌之間的摩擦為滾動摩擦力，在相同承載的情況下大大減小了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的摩擦力；并且以直線導(dǎo)軌作為導(dǎo)向軌道，接觸為球副接觸，能夠發(fā)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，不容易發(fā)生卡滯現(xiàn)象，能夠提高該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的承載能力。
【附圖說明】
[0014]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了本發(fā)明的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2示出了圖1的B-B剖視示意圖；
[0017]圖3示出了圖1的A-A剖視示意圖；
[0018]圖4示出了圖3的I處的放大示意圖。
[0019]圖例說明:
[0020]10、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；1、殼體；2、直線導(dǎo)軌；21、凹槽；3、滾珠絲杠副；31、絲杠螺母；32、絲杠；4、滑塊；5、圓珠；6、滑動軸承；7、螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]如圖1至圖4所不，本發(fā)明公開了一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10包括殼體1、直線導(dǎo)軌2、滾珠絲杠副3、滑塊4以及圓珠5，殼體I的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽或者由殼體I的多個壁圍成凹槽，直線導(dǎo)軌2位于凹槽內(nèi)，且通過螺釘與殼體I固定連接，滾珠絲杠副3設(shè)置于殼體I內(nèi)、滑塊4與滾珠絲杠副3中的絲杠螺母31固定連接，滑塊4可沿直線導(dǎo)軌2相對運(yùn)動，更具體的，滑塊4可沿直線導(dǎo)軌2相對滑動。圓珠5設(shè)置于滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間，由于圓珠5的滾動，使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間相對運(yùn)動更加容易。本發(fā)明提供的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10，通過在殼體I的內(nèi)壁上固定作為滑塊4導(dǎo)向軌道的直線導(dǎo)軌2，并在滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間設(shè)置圓珠5，以通過圓珠5使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2相對滾動，從而使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間的摩擦為滾動摩擦力，在相同承載的情況下大大減小了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的摩擦力；并且以直線導(dǎo)軌2作為導(dǎo)向軌道，滑塊4與直線導(dǎo)軌2的接觸處為球副接觸，能夠發(fā)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，不容易發(fā)生卡滯現(xiàn)象，能夠提高該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的承載能力。
[0023]具體地，殼體I呈空心的柱狀結(jié)構(gòu)，直線導(dǎo)軌2固定殼體I的一凹槽的內(nèi)側(cè)壁上。在本實(shí)施方式中，直線導(dǎo)軌2與殼體I為可拆卸連接，以方便安裝和拆卸；如圖2所示，直線導(dǎo)軌2與殼體I通過螺栓7連接。在其他的實(shí)施方式中，殼體I與直線導(dǎo)軌2為不可拆卸連接，如焊接或一體成型設(shè)計(jì)。
[0024]滾珠絲杠副3置于殼體I內(nèi)，滾珠絲杠副3包括絲杠32、絲杠螺母31及絲杠32鋼球。滾珠絲杠副3裝配好后，應(yīng)當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不出現(xiàn)卡滯、發(fā)澀、運(yùn)動不暢等現(xiàn)象。
[0025]滑塊4與滾珠絲杠副3的絲杠螺母31固定連接，在本實(shí)施方式中，絲杠螺母31與滑塊4 一體成型設(shè)計(jì)?；瑝K4在直線導(dǎo)軌2上運(yùn)動。如圖3和圖4所示，具體地，滑塊4的上表面開設(shè)有用于插入直線導(dǎo)軌2的U形截面槽，U形截面槽的結(jié)構(gòu)與直線導(dǎo)軌2的結(jié)構(gòu)相適配，直線導(dǎo)軌2的兩側(cè)壁與U形截面槽的兩側(cè)壁配合，滑塊4沿直線導(dǎo)軌2的兩相對側(cè)壁運(yùn)動。U形截面槽的兩側(cè)壁上均設(shè)有第一球槽，直線導(dǎo)軌2的外側(cè)壁上設(shè)有與第一球槽相對應(yīng)的第二球槽，第一球槽和第二球槽配合并形成容納圓珠5的容納空間，圓珠5設(shè)置于第一球槽和第二球槽中。當(dāng)滾珠絲杠副3帶動滑塊4運(yùn)動時，滑塊4在直線導(dǎo)軌2上運(yùn)動，由于圓珠5的存在，使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2相對滾動，從而使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間的摩擦力為滾動摩擦力，在相同承載的情況下大大減小了導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)的摩擦力?；瑝K4與直線導(dǎo)軌2之間的摩擦力小，使得該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的運(yùn)行更順暢，能夠提高該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的承載能力。
[0026]優(yōu)選地，第一球槽呈直線或者封閉曲線，第二球槽通常為直線，以使滑塊4與直線導(dǎo)軌2相對運(yùn)動運(yùn)動更順暢。當(dāng)?shù)谝磺虿蹫榉忾]曲線時，封閉曲線通常由兩段直線和兩段圓弧組成。為了使得滑塊4在直線導(dǎo)軌2上的運(yùn)動更穩(wěn)定，可在U形截面槽的每一內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置多條上述的第一球槽，對應(yīng)地，也在直線導(dǎo)軌2每一外側(cè)壁上設(shè)置多條上述的第二球槽。具體地，U形截面槽上設(shè)置了四個第一球槽，四個第一球槽分別位于U形截面槽的左右兩內(nèi)側(cè)面上，呈對稱分布；直線導(dǎo)軌2上設(shè)置了四個第二球槽，四個第二球槽分別位于直線導(dǎo)軌2的左右兩外側(cè)面上，呈對稱分布。也即，滑塊4和直線導(dǎo)軌2上共設(shè)置了四對第一球槽和第二球槽，四對第一球槽和第二球槽能有效提高滑塊4與直線導(dǎo)軌2相對運(yùn)動的穩(wěn)定性。進(jìn)一步優(yōu)選地，第一球槽和第二球槽均為半球槽，半球槽的加工十分方便。
[0027]進(jìn)一步地，絲杠螺母31外套設(shè)有滑動軸承6，以使運(yùn)行平穩(wěn)。
[0028]進(jìn)一步地，直線導(dǎo)軌2的側(cè)壁上開設(shè)有與第一球槽錯開設(shè)置的凹槽21，以防止凹槽21處與滑塊4發(fā)生摩擦。
[0029]另外，需要說明的是，該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10為零背隙，可以施加適當(dāng)預(yù)緊力，避免整個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的顫振，減小整個導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的震動。
[0030]本發(fā)明還包括一種機(jī)電作動器，機(jī)電作動器包括上述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10。
[0031]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0032]通過在殼體I的內(nèi)壁設(shè)置直線導(dǎo)軌2作為滑塊4的導(dǎo)向軌道，并在滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間設(shè)置圓珠5，以通過圓珠5使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2相對滾動，從而使得滑塊4與直線導(dǎo)軌2之間的摩擦為滾動摩擦力，在相同承載的情況下大大減小了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的摩擦力；并且以直線導(dǎo)軌2作為導(dǎo)向軌道，接觸為球副接觸，能夠發(fā)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，不容易發(fā)生卡滯現(xiàn)象，能夠提高該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10的承載能力。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括: 殼體，所述殼體的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽； 直線導(dǎo)軌，所述直線導(dǎo)軌位于所述凹槽內(nèi)； 滾珠絲杠副，所述滾珠絲杠副設(shè)置于所述殼體內(nèi)； 滑塊，所述滑塊位于所述滾珠絲杠副的絲杠螺母上； 圓珠，所述圓珠設(shè)置于所述滑塊的內(nèi)部，與所述直線導(dǎo)軌相接觸； 所述滑塊的上表面開設(shè)有用于插入所述直線導(dǎo)軌的U形截面槽，所述滑塊沿所述直線導(dǎo)軌的兩個外側(cè)壁相對運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述U形截面槽的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第一球槽，所述直線導(dǎo)軌上設(shè)有與所述第一球槽相對應(yīng)的第二球槽，所述第一球槽和所述第二球槽配合并形成容納所述圓珠的容納空間，所述圓珠可在所述容納空間滾動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述U形截面槽的兩相對側(cè)壁上均設(shè)有所述第一球槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述U形截面槽的每一側(cè)壁上設(shè)有多條所述第一球槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述第一球槽呈封閉曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述直線導(dǎo)軌的兩側(cè)具有圓弧形凹槽，所述圓弧形凹槽呈直線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述直線導(dǎo)軌與所述殼體可拆卸連接。
8.一種機(jī)電作動器，其特征在于， 包括上述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及其機(jī)電作動器。該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括殼體、直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠副以及滑塊，所述殼體的內(nèi)壁上設(shè)置有凹槽，所述直線導(dǎo)軌位于所述凹槽內(nèi)，所述滾珠絲杠副設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述滑塊位于所述滾珠絲杠副的絲杠螺母上，所述滑塊的上表面開設(shè)有用于插入所述直線導(dǎo)軌的U形截面槽，所述滑塊沿所述直線導(dǎo)軌的兩個外側(cè)壁相對運(yùn)動。機(jī)電作動器包括上述的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，通過圓珠使得滑塊與直線導(dǎo)軌相對滾動，從而使得滑塊與直線導(dǎo)軌之間的摩擦為滾動摩擦力，在相同承載的情況下大大減小了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的摩擦力；并且以直線導(dǎo)軌作為導(dǎo)向軌道，接觸為球副接觸，能夠發(fā)生適當(dāng)?shù)膹椥宰冃?，不容易發(fā)生卡滯現(xiàn)象，能夠提高該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的承載能力。
【IPC分類】F16H25-22
【公開號】CN104613152
【申請?zhí)枴緾N201510089292
【發(fā)明人】崔佩娟, 劉偉, 劉亭, 王春明, 林晨
【申請人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月27日