Z轴升降装置的制作方法

本实用新型涉及机械制造领域，特别是涉及Z轴升降装置。

背景技术：

现有机械设备沿Z轴方向进行高度调整的方法主要有三种方式：升降平台、导轨和丝杆升降机构。相对于丝杆升降机构，升降平台和导轨的优势在于能够承载较大的重量，然而其升降过程不够平稳，所需空间较大。

技术实现要素：

基于此，提供一种Z轴升降装置，使得机械设备沿Z轴升降过程更平稳，也能减少空间使用量。

一种Z轴升降装置，包括：

安装板，所述安装板上设有第一限位块；

滑台模组，包括与安装板滑动配合的滑台、及连接于所述滑台的驱动组件，所述驱动组件带动所述滑台相对于所述安装板运动至一定位置后保持静止；

基板模组，包括与所述安装板相对设置的基板、和设于所述基板的滑块和第二限位块，所述滑块与所述滑台滑动配合，且所述滑台与滑块的接触面相对安装板朝向基板的表面倾斜，形成大于0°，小于90°的夹角，所述第二限位块与第一限位块相配合，以使得所述基板与所述安装板在垂直于Z轴方向保持相对静止。

上述Z轴升降装置，与外部机械设备载台连接，滑台在安装板上滑动时，滑块与滑台发生相对运动，由于滑台与滑块的接触面与安装板的上表面形成有一大于0°，小于90°的夹角，则滑块相对于安装板的运动可分解为沿Z轴方向和垂直Z轴方向两个方向的分运动，而第一限位块和第二限位块相互配合限制了滑块在垂直于Z轴的方向发生运动，因而滑块只能相对于安装板沿Z轴方向进行运动，进而带动基板沿Z轴方向升降，滑台与滑块的接触面较大，使得基板沿Z轴升降过程更平稳；该Z轴升降装置的结构更紧凑，占用空间较小。

在其中一个实施例中，所述基板与所述安装板平行设置，所述滑台背离所述安装板的表面与所述安装板朝向所述基板的表面的夹角大于0°，小于90°。

在其中一个实施例中，所述滑台背离所述安装板的一侧设有导向部，所述滑块背离所述基板的一侧设有配合部，所述导向部与所述配合部滑动配合；

或所述滑台背离所述安装板的一侧设有配合部，所述滑块背离所述基板的一侧设有导向部，所述导向部与所述配合部滑动配合。

在其中一个实施例中，所述滑台组件还包括连接于所述滑台的驱动组件，所述驱动组件带动所述滑台相对于所述安装板。

在其中一个实施例中，所述滑台模组包括平行设于所述安装板的二导向件：

每一导向件滑动配合有一滑台，所述滑台模组还包括连接二所述滑台的连接板，所述驱动组件一端连接于所述安装板，另一端连接于所述连接板；或

每一导向件滑动配合有二滑台，所述滑台模组还包括连接所述二滑台的连接条和连接于所述连接条的连接板，所述驱动组件一端连接于所述安装板，另一端连接于所述连接板。

在其中一个实施例中，所述滑台模组还包括连接于所述滑台或所述连接条的挡块，所述Z轴升降装置还包括设于所述安装板的防撞缓冲装置，当所述滑台运动至极限位置时，所述挡块止挡于所述防撞缓冲装置。

在其中一个实施例中，所述Z轴升降装置还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述连接板的位置。

在其中一个实施例中，所述第一限位块或第二限位块的个数至少为两个，且所述第一限位块对称设于所述安装板，每一所述第二限位块设于与一所述第一限位块对应位置处。

在其中一个实施例中，每一所述第一限位块与一第二限位块沿Z轴方向滑动配合。

在其中一个实施例中，所述Z轴升降装置还包括设于所述安装板的若干调节块和定位块，以用于将安装板固定在机械设备载台上。

附图说明

图1为一实施例中Z轴升降装置的局部爆炸结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为一实施例中Z轴升降装置去除基板模组的局部结构示意图；

图4为为图3中B处的放大图；

图5为一实施例中滑动模组的结构示意图；

图6为一实施例中基板模组的结构示意图；

图7为一实施例中Z轴升降装置的装配结构示意图；

图8为图7中C处的放大图。

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。

请参阅图1和图7，本实用新型Z轴升降装置100用于安装在机械设备载台上，实现在Z轴方向的升降。所述Z轴升降装置100包括安装板10、滑台模组30和基板模组40，其中安装板10固定在机械设备载台上，基板模组40用于安装待调试器件，通过滑台模组30与安装板10、基板模组40的配合，基板模组 40相对安装板10在Z轴方向上的位置可以调整，以此调整待调试器件相对机械设备载台在Z轴方向上的位置。

请参阅图3，该安装板10上设有若干调节块11和若干定位块12，安装板 10通过调节块11和定位块12与机械设备载台固定连接。在一实施例中，安装板10为长方形，调节块11的个数为4个，且对称设置在安装板10上，定位块 12的个数也为4个，对称设置在安装板10上。调节块11伸出于安装板10的下方，连接于机械设备载台，可通过调节安装板10与下方机械组件的相对高度来调节机械设备载台的高度，4个调节块11对称设置，使得安装板10与机械设备载台连接牢固，且保持水平状态。定位块12一端固定于安装板10，另一端容纳于机械设备载台上开设的定位孔，该定位块12在Z轴升降装置安装到机械设备载台过程中起定位作用。一实施例中，安装板10定义出XY平面，基板模组40 相对安装板10在Z轴方向上的位置变化即是垂直于安装板10的方向上的位置变化。

请参阅图3和图4，在安装板10上固定安装第一限位块20，第一限位块20 用于与基板模组40在Z轴方向上形成配合，基板模组40可沿着第一限位块20 相对安装板10在Z轴方向上运动。第一限位块20包括一支撑台21，支撑台21 的端部固定于安装板10，在一实施例中，支撑台21上设有滑轨22，滑轨22垂直于安装板10。滑轨22用于与基板模组40上的相应结构形成滑动配合以实现基板模组40在Z轴方向的位置变化。在另一实施例中，支撑台21上也可开设有滑槽以与基板模组40上的相应结构形成滑动配合。

请参阅图3和图5，滑台模组30设置在安装板10与基板模组40之间，通过滑动模组30的动作，可实现基板模组40与安装板10在Z轴方向上的相对运动。滑台模组30包括二导向件31、滑台32和驱动组件33，二导向件31平行设于安装板10上。

滑台32滑动设置在安装板10上，并同时与安装板10和基板模组40两者的相应结构均形成滑动配合。具体地，滑台32与安装板10上的导向件31相互配合，基板模组40上设有滑块42，用于与滑台32相互配合。

在一实施例中，安装板10上平行设有两导向件31，两导向件31对称分布，增强滑台32滑动过程的稳定性。

在一实施例中，滑台32的个数为四个，每一导向件31滑动配合有两滑台 32，每一导向件31上的两滑台32通过连接条35连接，该二滑台32和连接条 35开设有相贯通的安装槽，导向件31容纳于该安装槽内，由于该安装槽长度较大，与导向件31接触面积大，滑台32的运动更平稳，进一步地，通过一个连接板34的两端分别连接于一连接条35，增强滑台32的稳定性。进一步地，每一连接条35的侧面设有二挡块36，两挡块36之间有一定间距，安装板10对应设有二防撞缓冲装置13，当滑台32运动至极限位置，挡块36止挡于一防撞缓冲装置13，该防撞缓冲装置13的设置用于对滑台32进行限位，防止滑台32沿导向件31位移过大，而使得滑台32上表面与滑台模组40相脱离。可以理解的，止挡块13外部包裹有聚氨酯缓冲垫，对挡块36产生缓冲力。

在另一实施例中，滑台32的个数为两个，每一导向件31滑动配合有一滑台32，两滑台32之间通过连接板34连接，连接板34的中部连接于驱动组件 33，通过该驱动组件33带动连接板34运动，进而带动滑台32运动。进一步地，每一滑台32的侧面设有一挡块，安装板10对应一挡块设有二防撞缓冲装置，当滑台32运动至极限位置，挡块止挡于一防撞缓冲装置。

驱动组件33设置在安装板10上并用于驱动滑台32在安装板10上滑动。请参阅图3和图5，在一实施例中，驱动组件33为丝杆模组，包括依次连接的伺服电机331、安装片332、联轴器333和丝杆334，丝杆334穿过连接板34并与连接板34固定连接，丝杆334靠近联轴器333的一端和穿过连接板34的一端均套设有固定块335，固定块335设置在安装板10上用于对连接板34进行限位，同时也用于支撑丝杆334。通过采用上述丝杆模组，由伺服电机144驱动滑台32，运行更平稳，且使得本实用新型Z轴升降装置的结构紧凑，占用空间较小。在另一实施例中，驱动组件33为气缸模组，通过气缸和导轨相互配合驱动滑台32运动。

请参阅图6和图7，基板模组40还包括基板41、和设于基板41上的第二限位块43。与滑台模组30的滑台32配合的滑块42也设置在基板41上。基板 41与安装板10相对设置，滑块42与滑台32滑动配合，且滑台32与配合块42 的接触面与安装板10朝向基板41的表面的夹角大于0°，小于90°，以使基板 41沿Z轴方向升降。同时，第二限位块43与第一限位块20相配合以使得基板 41与安装板10在垂直于Z轴方向也即XY平面上保持相对静止。

基板41为平板状，在一实施例中，基板41与安装板10平行设置，基板41 和安装板10均呈水平放置，从而便于安装板10的安装定位，滑台32背离安装板10的表面与水平方向的夹角大于0°，小于90°。请参阅图1，基板41上形成有若干缺口411，每一第一限位块20至少部分由一缺口411露出，防止基板41 沿Z轴升降的过程中，第一限位块20对基板41形成阻挡。在另一实施例中，基板41水平放置，安装板10倾斜放置，基板41的上表面与安装板10的上表面夹角大于0°，小于90°，滑台32背离安装板10的表面平行于水平方向。

请参阅7和图8，滑块42安装于基板41朝向安装板10的表面，滑块42和滑台32通过滑轨和配合槽实现滑动配合，具体的，滑块42背离基板41的一侧开设有配合槽421，滑台32背离安装板10的一侧设有滑轨321，滑轨321容纳于配合槽421中。或者，滑块42设置滑轨，滑台32开设配合槽。

第二限位块43对称分布于基板41上，在一实施例中，第二限位块43和第一限位块20的个数均为两个或四个，第一限位块20与第二限位块43相对设置，每一第一限位块20与一第二限位块43相互配合，使得滑台模组30和基板模组 40在垂直Z轴方向保持相对静止。具体地，第一限位块20和第二限位块43沿 Z轴方向通过滑轨和滑槽相互配合。

当滑台32在安装板10上滑动时，滑块42与滑台32发生相对运动，由于滑台32与滑块42的接触面与安装板10的上表面形成有一夹角，则滑块42相对于安装板10的运动可分解为沿Z轴方向和垂直Z轴方向两个方向的分运动，而第一限位块20和第二限位块43相互配合限制了滑块42在垂直于Z轴方向发生运动，因而滑块42相对于安装板10沿Z轴方向运动，进而带动基板41沿Z 轴方向升降，由于滑台32与滑块42的接触面较大，使得基板41的Z轴升降过程更平稳。

请参阅图1、图2和图3，在一实施例中，该Z轴升降装置还包括位置传感器50，位置传感器50安装于安装板10，且邻接于导向件31，在一实施例中，该位置传感器50为若干依次排列的光电传感器，连接板34上设有遮挡块37，遮挡块37部分伸入光电传感器的检测部位，从而检测并监控连接板34及滑台 32的位置，该位置传感器50将连接板34的位移信号传递至控制系统，控制系统根据预设程序计算出Z轴升降装置沿Z轴的位移，并控制驱动组件33推动滑台32运动，能够实现自动化控制。

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。