一种圆柱形一体化高精度直线驱动器的制作方法

本发明涉及一种直线驱动器，具体涉及一种圆柱形一体化高精度直线驱动器，属于精密机械领域。

背景技术：

机械设备中的直线运动机构虽然非常普遍，但是大都采用分立结构，在有限的空间内是难以实现支撑结构、驱动、传动、位置反馈、极限位置限定、方向判断等功能的集成，因此这些常规机构的产品径向尺寸很大，结构复杂，在一些狭小空间内甚至是无法使用的。

综上，目前没有将支撑结构、驱动、传动、位置反馈、极限位置限定、方向判断等功能集成于一体的圆柱形高精度直线驱动机构。

技术实现要素：

本发明为解决传统分立结构的直线运动机构无法将支撑结构、驱动、传动、位置反馈、极限位置限定、方向判断等功能集成于有限空间，外形尺寸大的问题，进而提出一种圆柱形一体化高精度直线驱动器。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括驱动杆、带有多个霍尔元件的线路板、永磁铁、螺母、螺杆、连接组件、电机座、电机、编码器、两个滑动键、壳体和螺母连接座，电机通过电机座安装在壳体内的下部，螺杆的下端通过所述连接组件与电机的转动轴连接，驱动杆套装在螺杆的上部，带有多个霍尔元件的线路板设置在壳体的内壁与驱动杆的外壁之间，带有多个霍尔元件的线路板上的多个霍尔元件沿壳体的内壁由上至下均布设置，螺母连接座、螺母、螺母固定套由上至下依次套装在螺杆上，螺母连接座的外壁通过两个滑动建与壳体的外壁连接，螺母的上端与螺母连接座连接，螺母的下端与螺母固定套连接，永磁铁安装在螺母连接座上，编码器安装电机上。

本发明的有益效果是：1、本发明占用的径向空间小，主体位于一圆柱空间内，结构紧凑，特别适用于空间狭小的场所；2、本发明集成度高，将支撑结构、驱动、传动、位置反馈、极限位置限定、方向判断功能集成为一个模块，具有独立性和完整性；3、本发明驱动杆1与精密螺母5处于同一轴线上，且由于带有运动反馈，可以达到很高的运动精度并可适时读取运动情况；4、本发明外形小、集成度高、精度高，优于一般的直线运动机构，具有较高的应用价值。

附图说明

图1是本发明的主剖视图，图2是图1中A-A向剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种圆柱形一体化高精度直线驱动器包括驱动杆1、带有多个霍尔元件的线路板3、永磁铁4、螺母5、螺杆6、连接组件、电机座10、电机11、编码器12、两个滑动键20、壳体21和螺母连接座22，电机11通过电机座10安装在壳体21内的下部，螺杆6的下端通过所述连接组件与电机11的转动轴连接，驱动杆1套装在螺杆6的上部，带有多个霍尔元件的线路板3设置在壳体21的内壁与驱动杆1的外壁之间，带有多个霍尔元件的线路板3上的多个霍尔元件沿壳体21的内壁由上至下均布设置，螺母连接座22、螺母5、螺母固定套18由上至下依次套装在螺杆6上，螺母连接座22的外壁通过两个滑动建20与壳体21的外壁连接，螺母5的上端与螺母连接座22连接，螺母5的下端与螺母固定套18连接，永磁铁4安装在螺母连接座22上，编码器12安装电机11上。

螺母5和螺杆6把电机11的旋转运动转换为直线运动，当螺杆6旋转时，螺母5做直线运动，相对运动量可以通过编码器12进行反馈；螺母5直线运动的两端极限位置由线路板3两端的霍尔元件确定，复位位置(物理零位)由线路板3中间的霍尔元件确定，线路板3的霍尔元件是按照一定规律和距离排列的，前半段可以使线路板始终检测到磁信号，后半段除极限位置外始终检测不到磁信号，进而判断出永磁铁4的所处方位(即驱动杆1的方位)，以确定正确的回零方向。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种圆柱形一体化高精度直线驱动器的连接组件包括轴承7、轴承座8、联轴器9、内环固定套16和外环固定套17，螺杆6的下端通过内环固定套16固定到轴承7的内环上，轴承7通过外环固定套17固定安装轴承座8上，轴承座8端部与电机座10连接，螺杆6的下端通过联轴器9与电机11的转动轴连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种圆柱形一体化高精度直线驱动器还包括直线轴承2，直线轴承2套装在驱动杆1上，且直线轴承2位于壳体21的上端内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种圆柱形一体化高精度直线驱动器还包括限位套19，限位套19套装在驱动杆1上，且限位套19位于永磁铁4的上方。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种圆柱形一体化高精度直线驱动器还包括护罩13、堵头14和出线嘴15，护套13设置在壳体21的底部，堵头14嵌装在护罩13底部的开口处，出线嘴15设置在堵头14下表面中部的通孔内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

工作原理

电机11的旋转运动通过联轴器9传递给螺杆6，螺母5受到滑键20的限制不能转动，只能与螺母5连接座22及驱动杆1沿直线轴承2内孔做直线往复运动，驱动杆1和螺母5同轴，可以消除机构的阿贝误差，提高了运动精度。

驱动杆1的运动状态可以通过电机末端的编码器12适时读取。

线路板3上有若干个霍尔元件，其中前、后、中位置各有一个，前、后的霍尔元件用以限定驱动杆运动的极限位置，中间的霍尔元件用以设定驱动杆的物理零位，前、中两个霍尔元件之间按一定距离也均布有若干个霍尔元件，中、后两个霍尔元件之间为空白，当驱动杆运动到前半段某个位置时，线路板始终可以检测到来自永磁铁4的磁信号，当驱动杆运动到后半段某个位置时，线路板检测不到磁信号，进而判断出驱动杆所处方位并确定正确的回零方向。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。