直线关节的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种直线关节。

背景技术：

直线关节是智能化产品中经常用到的结构，其通过丝杠带动滑块做直线运动，进而驱动与滑块连接的执行元件运动，最终实现动力输出。同时，其具有检测组件，检测组件通过检测丝杠的转速及位置信息，从而得到关节末端滑块的位置信息，从而便于调整执行元件的运动情况。

常规的直线关节中通过在电机上加装编码器进而对丝杠的转速及位置信息进行检测，从而实现闭环控制。然而，由于电机上的编码器多是单圈编码器，其只能对关节末端滑块在一定区间范围内的速度及位置信息进行检测，而无法对关节末端滑块的全局位置进行检测。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够对关节末端的全局位置进行检测的直线关节。

一种直线关节，包括：

支架；

丝杠，安装于所述支架上，所述丝杠能够相对所述支架旋转；

滑块组件，安装于所述丝杠上，且与所述丝杠相配合，所述丝杠旋转以驱动所述滑块组件沿所述丝杠的轴向平移；

拉绳传感器，包括传感器主体及拉绳，所述传感器主体安装于所述支架上，所述拉绳卷绕于所述传感器主体内部，其一端与所述传感器主体连接，另一端与所述滑块组件连接，所述滑块组件能够带动所述拉绳沿平行于所述丝杠的方向运动，以使所述拉绳伸出所述传感器主体的长度改变，所述传感器主体能够根据所述拉绳的伸出长度检测到所述滑块组件的全局位置信息。

在其中一个实施例中，包括动力源组件及与所述动力源组件相连接的传动带轮，所述传动带轮与所述丝杠相连接，所述动力源组件通过驱动所述传动带轮旋转而带动所述丝杠旋转。

在其中一个实施例中，所述动力源组件包括驱动电机及电机同步带，所述驱动电机与所述传动带轮通过所述电机同步带连接，所述驱动电机通过所述电机同步带驱动所述传动带轮旋转。

在其中一个实施例中，还包括控制板，所述控制板与所述传感器主体连接，所述传感器主体能够根据所述拉绳的伸出长度检测到所述滑块组件的位置信息发送至所述控制板，以使所述控制板通过调节所述驱动电机中电流的大小以改变所述传动带轮及所述丝杠的转速。

在其中一个实施例中，还包括编码器及编码器同步带，所述编码器包括编码器主体及编码器带轮，所述编码器带轮通过所述编码器同步带与所述传动带轮连接，所述编码器主体能够通过所述编码器带轮及所述编码器同步带对所述传动带轮及所述丝杠的转速及位置信息进行检测。

在其中一个实施例中，所述支架包括第一安装板、第二安装板及第三安装板，所述第一安装板与所述第二安装板相对设置，所述第三安装板连接所述第一安装板及所述第二安装板，所述丝杠平行所述第三安装板设置，且所述丝杠的两端分别通过轴承与所述第一安装板及第二安装板连接，所述拉绳主体安装于所述第一安装板上。

在其中一个实施例中，所述第三安装板上设有平行于所述丝杠的导轨，所述滑块组件包括连接板及与所述连接板相连接的滑块，所述滑块与所述导轨相配合，所述连接板设于所述丝杠上，且与所述丝杠相啮合，所述丝杠旋转，以通过所述连接板带动所述滑块沿所述导轨滑动。

在其中一个实施例中，所述导轨为两个，两个所述导轨分别位于所述丝杠的两侧，所述滑块为两个，两个所述滑块与两个所述导轨一一对应，所述连接板连接两个所述滑块。

在其中一个实施例中，所述连接板朝向第三安装板的一侧开设有导槽，所述第三安装板的边缘处设有平行于所述导轨的折边，所述折边能够容置于所述导槽内，所述导槽为两个，两个所述导槽平行设置，所述折边为两个，两个所述折边与所述导槽一一对应。

在其中一个实施例中，所述拉绳传感器还包括拉绳固定板，所述拉绳固定板与所述连接板连接，所述拉绳远离所述传感器主体的一端固定于所述拉绳固定板上。

上述直线关节中设置有拉绳传感器，当滑块组件沿丝杠的轴向运动时，滑块组件带动拉绳沿平行于丝杠的方向运动，传感器主体通过对拉绳伸出其长度的检测，从而得出滑块组件的全局位置信息。

进一步的，上述直线关节中还设有编码器，编码器与传动带轮连接，其通过检测传动带轮与丝杠的转速及位置信息，进而得到滑块组件的具体位置信息，以对拉绳传感器的检测结果进行补充，以得到精确的滑块组件的位置信息。同时，由于编码器同步带的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮与编码器带轮保持同步旋转，从而提高了编码器主体对传动带轮及丝杠转速及位置的检测精度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的直线关节的结构示意图；

图2为图1中所示直线关节的局部放大图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1及图2所示，本实用新型一实施例的直线关节10包括支架100、丝杠200、滑块组件300、拉绳传感器400、动力源组件500及传动带轮600。其中，动力源组件500通过传动带轮600与丝杠200连接。动力源组件500与丝杠200均安装于支架100上，动力源组件500能够通过驱动传动带轮600旋转而带动丝杠200相对支架100旋转。滑块组件300安装于丝杠200上，且与丝杠200相配合。丝杠200旋转时，其能够驱动滑块组件300沿丝杠200的轴向运动。拉绳传感器400包括传感器主体410及拉绳420。传感器主体410安装于支架100上。拉绳420卷绕于传感器主体410内部，其一端与传感器主体410连接，另一端与滑块组件300连接。

滑块组件300能够带动拉绳420沿平行于丝杠200的方向运动，以使拉绳420伸出传感器主体410的长度改变，传感器主体410能够通过检测拉绳420伸出的长度而得到直线关节10末端的滑块组件300的全局位置，进而通过调整丝杠200的旋转速度来控制滑块组件300的运动情况，从而实现对与滑块组件300相连接的执行元件的运动进行调节。

另外，拉绳420与丝杠200平行，也能够使得滑块组件300的移动距离等于拉绳420长度的改变，从而提高传感器主体410的检测精度。

具体在本实施例中，动力源组件500包括驱动电机510及电机同步带520，驱动电机510与传动带轮600通过电机同步带520连接，驱动电机510通过电机同步带520驱动传动带轮600旋转。在其他实施例中，驱动电机510及电机同步带520还可以替换为其他能够驱动传动带轮600及丝杠200旋转的动力源器件。

具体的，直线关节10还包括控制板(未示出)。控制板与传感器主体410连接。传感器主体410能够根据拉绳420的伸出长度检测到滑块组件300的位置信息发送至控制板，以使控制板通过调节驱动电机510中电流的大小来改变传动带轮600及丝杠200的转速，从而实现对滑块组件300位置的实时调节。

具体在本实施例中，直线关节10还包括编码器800及编码器同步带900。编码器800包括编码器主体810及编码器带轮820。编码器带轮820通过编码器同步带900与传动带轮600连接，编码器主体810能够通过编码器带轮820及编码器同步带900对传动带轮600及丝杠200的转速及位置信息进行检测，进而得到滑块组件300在一定区间范围内的具体位置信息。

通过拉绳传感器400得到滑块组件300的全局位置信息，通过编码器800得到滑块组件300的具体位置信息，编码器800能够对拉绳传感器400的检测结果进行补充，以得到滑块组件300的精确位置信息。

另外，编码器带轮820通过编码器同步带900与传动带轮600连接，由于编码器同步带900的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮600与编码器带轮820保持同步旋转，从而提高了编码器主体810对传动带轮600转速及位置的检测精度。

需要指出的是，在其他实施例中，编码器800还可以与驱动电机510连接，通过检测驱动电机510的输出转速，也同样能够得到传动带轮600及丝杠200的转速及位置信息，进而与拉绳传感器400的检测相配合，从而提高滑块组件300的位置信息检测精度。另外，在其他实施例中，编码器800还可以省略，此时，仅通过拉绳传感器400即可检测得到滑块组件300的全局位置信息。

具体在本实施例中，支架100包括第一安装板110、第二安装板120及第三安装板130。第一安装板110与第二安装板120相对设置，第三安装板130连接第一安装板110及第二安装板120。丝杠200平行第三安装板130设置，且丝杠200的两端分别通过轴承(图未标)与第一安装板110及第二安装板120连接。传感器主体410安装于第一安装板110上。当丝杠200旋转，滑块组件300远离第一安装板110时，拉绳420伸出传感器主体410的长度增加。当滑块组件300靠近第一安装板110时，拉绳420伸出传感器主体410的长度减小。

具体的，第三安装板130上设有平行于丝杠200的导轨131。滑块组件300包括连接板310及与连接板310相连接的滑块320。滑块320与导轨131相配合，连接板310设于丝杠200上，且与丝杠200相啮合。当丝杠200旋转时，丝杠200通过连接板310带动滑块320沿导轨131滑动。通过设置与丝杠200平行的导轨131，不仅可以对滑块组件300起到较好的导向作用，还能够承受滑块组件300的部分重力，以减小滑块组件300施加于丝杠200上的作用力，从而降低滑块组件300对丝杠200的磨损。

具体的，导轨131为两个，两个导轨131间隔设置，且两个导轨131分别位于丝杠200的两侧。滑块320为两个，两个滑块320与两个导轨131一一对应。连接板310连接两个滑块320。通过设置两个滑块320，并通过连接板310将两个滑块320连接，可以增加滑块组件300的运动平稳性。

另外，连接板310朝向第三安装板130的一侧开设有导槽311。第三安装板130的边缘处设有平行于导轨131的折边132。折边132能够容置于导槽311内，以在连接板310安装时起到定位作用。同时，当连接板310沿丝杠200的轴向运动时，折边132也能够起到导向作用。具体的，导槽311为两个，两个导槽311平行设置，折边132为两个，两个折边132与导槽311一一对应。

另外，拉绳传感器400还包括拉绳固定板430。拉绳固定板430与连接板310连接，拉绳420远离传感器主体410的一端固定于拉绳固定板430上，以便于拉绳420能够沿平行于丝杠200的方向伸缩，从而提高拉绳传感器400的检测精度。

上述直线关节10中设置有拉绳传感器400，当滑块组件300沿丝杠200的轴向运动时，滑块组件300带动拉绳420运动，传感器主体410通过对拉绳420伸出其长度的检测，从而得出滑块组件300的全局位置信息。

进一步的，上述直线关节10中还设有编码器800，编码器800与传动带轮600连接，其通过检测传动带轮600与丝杠200的转速及位置信息，进而得到滑块组件300的具体位置信息，以对拉绳传感器400的检测结果进行补充，以得到精确的滑块组件300的位置信息。同时，由于编码器同步带900的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮600与编码器带轮820保持同步旋转，从而提高了编码器主体810对传动带轮600及丝杠200转速及位置的检测精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。