直线传动系统的制作方法

本实用新型涉及一种直线传动系统，特别涉及一种不需拆解装置就可调整偏位预压的直线传动系统。

背景技术：

直线传动装置，例如滚珠螺杆是一种广泛应用在许多机械加工设备中的装置，其设置的目的在于提供精密的传动功能，通过机械操作中的旋转运动与直线运动，进而使承载的机台或对象可在直线方向上进行动作。目前所应用的滚珠螺杆装置主要是由螺杆、螺帽以及多个滚珠所构成。螺杆的外表面具有螺旋式沟槽，螺帽的内表面也具有螺旋式内沟槽，其能与螺杆间形成滚珠通道，使滚珠容置于其中，并与螺杆、螺帽形成相对滚动的关系，以降低螺杆与螺帽之间相对转动的摩擦力。

在实际应用方面，仅有一个螺帽的滚珠螺杆装置无法满足重型机具的重负荷要求，因此双螺帽式的滚珠螺杆装置便应运而生。在双螺帽的滚珠螺杆装置中，为了使两螺帽之间存在预压力，以清除两螺帽与螺杆之间所承受轴向负荷的弹性形变量，进而达到高定位精度，于是在两螺帽之间设有预压片，使螺帽与螺杆的珠沟产生足够偏位，达到偏位预压的目的。

然而，上述的双螺帽滚珠螺杆装置需要在两螺帽之间加入预压片，如此一来，整个装置的元件数量较多，容易因为制作过程所产生的公差而影响整个装置的定位精度。另外，在得知预压力已产生偏移时，公知技术必须停止加工作业且拆解滚珠螺杆装置后，才能更换构件和/或重新调整滚珠与螺帽之间的偏位预压，如此一来，会增加相当多的作业时间与成本，产能也会降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种直线传动系统，可在不需拆解装置的情况下就可调整其偏位预压值，由此，不仅不会增加作业时间与成本，对产能的影响也相当有限。

为达上述目的，依据本实用新型的一种直线传动系统包括导引件、移动件、多个滚动件以及预压调整模块。移动件滑设于导引件，并与导引件构成至少一个循环路径，导引件相对移动件运动时，移动件相对导引件产生直线移动。多个滚动件容置于该至少一个循环路径中。预压调整模块设置于移动件，并具有预压组件及预压调整器，预压调整器与预压组件连接。

在一个实施例中，预压调整器的移动方向与导引件的长轴方向垂直。

在一个实施例中，移动件包括至少一个螺帽、至少一个螺帽与载台本体、或滑块。

在一个实施例中，移动件包括两个螺帽与载台本体，载台本体具有通孔，两个螺帽分别设置于通孔中。

在一个实施例中，预压组件具有调整件及调整杆，调整件设置于两个螺帽的其中之一，并与螺帽的外侧紧密配合，且调整杆的一端设置于调整件。

在一个实施例中，调整件是由两个子调整件所组成。

在一个实施例中，预压调整器设置于载台本体面向调整件的一侧。

在一个实施例中，预压调整器通过调整件调整这些滚动件对移动件的预压力值。

在一个实施例中，预压调整器的端面顶抵调整杆，以对调整杆施以一定值的推力。

在一个实施例中，预压调整器为阻尼推力器。

在一个实施例中，预压调整器具有锥形侧面，锥形侧面顶抵调整杆，且预压调整器的移动方向与导引件的长轴向方向平行。

在一个实施例中，直线传动系统还包括预压感测件及监控器，预压感测件设置于移动件，并与监控器电性连接。

在一个实施例中，预压感测件检测这些滚动件对移动件的预压力值而输出检测信号传送至监控器。

在一个实施例中，监控器包括显示屏幕，监控器依据检测信号使显示屏幕实时显示当前的预压力值。

在一个实施例中，监控器将检测信号及预压感测件感测到的预压力值传送至云端装置，以进行数据和信号的统计及分析。

在一个实施例中，监控器位于云端装置中。

在一个实施例中，其应用于滚珠螺杆、单轴运动装置、或线性轨道运动装置。

承上所述，在本实用新型的直线传动系统中，移动件滑设于导引件，且导引件相对移动件运动时，移动件可相对导引件产生直线移动；预压调整模块设置于移动件，并具有预压组件及预压调整器，预压调整器与预压组件连接。由此，使预压调整器可对预压组件施加推力，以调整这些滚动件对移动件产生的预压力值。因此，本实用新型的直线传动系统可以在不需拆解装置的情况下就可通过预压调整模块的预压调整器和预压组件，来调整这些滚动件对移动件所产生的预压力值，由此达到偏位预压与半自动或手动补偿的效果。另外，由于本实用新型不需拆解装置就可调整偏位预压值，因此不仅不会增加作业时间与成本，对产能的影响也相当有限。

附图说明

图1为依据本实用新型的一个实施例的一种直线传动系统的示意图。

图2为图1所示的直线传动系统的局部示意图。

图3为图1所示的直线传动系统的局部剖视示意图。

图4为一个实施例的预压调整器的剖视示意图。

图5为依据本实用新型另一实施例的一种直线传动系统的示意图。

图6a为图5所示的直线传动系统的局部剖视示意图。

图6b为本实用新型的预压感测件的另一设置位置示意图。

图7为依据本实用新型又一实施例的一种直线传动系统的示意图。

图8a与图8b分别为图7所示的直线传动系统的预压力调整示意图。

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本实用新型优选实施例的直线传动系统，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明。

以下实施例的直线传动系统是以应用于例如滚珠螺杆装置为例，然而并不局限于此，在不同的实施例中，本实用新型的直线传动系统也可应用于单轴运动装置、单轴机器人或线性轨道运动装置。

图1为依据本实用新型的一个实施例的一种直线传动系统的示意图，图2为图1所示的直线传动系统的局部示意图，图3为图1所示的直线传动系统的局部剖视示意图。

请参照图1与图2所示，本实施例的直线传动系统1包括引导件11、移动件、多个滚动件13a、13b(图3)以及预压调整模块15。另外，本实施例的直线传动系统1还可包括传动装置18、安装座19及承载台10。其中，引导件11、移动件、传动装置18与安装座19都设置在承载台10上。

本实施例的引导件11为圆柱状杆体，其外表面具有沿其轴向(即引导件11的长轴方向)的至少一个连续缠绕的螺旋状的轨道槽111。在此，引导件11为(滚珠)螺杆，并以具有一个连续缠绕的螺旋状轨道槽111为例。在不同的实施例中，若引导件11为多牙口螺杆，则可包含两个连续缠绕的螺旋状轨道槽。在又一实施例中，引导件11也可以是线性轨道运动装置的线性滑轨。

移动件滑设于引导件11，并与引导件11构成至少一个循环路径，使得多个滚动件13a、13b可容置于该至少一个循环路径中。其中，当引导件11相对移动件运动(运动可为移动或转动)时，移动件可相对引导件11产生沿引导件11长轴方向的直线移动。在一些实施例中，移动件可包括至少一个螺帽、或者至少一个螺帽与载台本体、或滑块。举例来说，若移动件包括一个螺帽，则直线传动系统可包括单螺帽的滚珠螺杆装置；若移动件包括两个螺帽，则直线传动系统可包括双螺帽的滚珠螺杆装置；若移动件包括滑块，则直线传动系统可包括单轴运动装置、单轴机器人、或线性轨道运动装置。如图3所示，本实施例是以双螺帽12a、12b的滚珠螺杆装置为例。

请参照图3所示，本实施例的螺帽12a、12b分别具有通孔o1，而引导件11可分别穿过螺帽12a、12b的通孔o1，使得两个螺帽12a、12b可分别滑设于引导件11。另外，本实施例的移动件还可包括载台本体14，而螺帽12a、12b分别设置于载台本体14的相对两侧。具体来说，载台本体14具有另一通孔，而螺帽12a、12b可由该另一通孔的两侧分别设置于该另一通孔中。其中，螺帽12a、12b可例如以锁固或其他适合的方式设置于载台本体14，使得前述的移动件可包括载台本体14与螺帽12a、12b。

另外，螺帽12a、12b的内侧可分别具有对应于引导件11的轨道槽111的内滚动槽121a、121b，且各螺帽12a、12b的内滚动槽121a、121b与部分的轨道槽111可分别构成内滚动通道。除此之外，本领域的技术人员都知道，为了使螺帽12a、12b与引导件11可分别构成循环路径，更可利用循环件或回流元件(未显示)分别设置于螺帽12a、12b，以与部分的轨道槽111共同构成循环通道(或回流通道)，进而使各螺帽12a、12b分别与引导件11构成各自独立的循环路径，使得滚动件13a、13b可个别容置于对应的循环路径中并且循环滚动。因此，当引导件11相对螺帽12a、12b转动时，螺帽12a、12b及载台本体14(移动件)可一起相对于引导件11产生沿引导件11长轴方向的直线移动。本实施例的滚动件13a、13b是以滚珠为例，在不同的实施例中，滚动件13a、13b也可以是滚柱。

请再参照图1所示，本实施例的引导件11的一端与传动装置18连接，而引导件11穿过移动件(载台本体14与螺帽12a、12b)，且其另一端设置于安装座19。因此，当传动装置18转动时可带动引导件11相对螺帽12a、12b转动，进而使螺帽12a、12b与载台本体14可相对引导件11产生沿引导件11轴向方向的直线移动。在一些实施例中，传动装置18例如但不限于包含中空马达(hollowshaftmotor)。在一些加工工艺的实施例中，载台本体14可承载或连接加工对象，使引导件11相对螺帽12a、12b转动时，载台本体14与加工对象可相对引导件11产生直线移动，以进行加工作业。在一些实施例中，若移动件不包括载台本体14时，则螺帽可以承载或连接加工对象。

承上所述，在本实施例中，当双螺帽的滚珠螺杆装置运行而使引导件11与移动件(螺帽12a、12b和载台本体14)产生相对运动时，内滚动通道内的多个滚动件(滚珠)13a、13b可分别对螺帽12a、12b产生预压力，由此分别清除移动件与引导件11之间所承受轴向负荷的弹性形变量，维持整个装置、系统的刚性，进而使滚珠螺杆装置可达到高定位精度。以图3左侧的螺帽12a为例，上侧的滚动件(滚珠)13a对螺帽12a产生的预压力方向是由右向左倾斜向上的方向，而下侧的滚动件13a对螺帽12a产生的预压力方向是由右向左倾斜向下的方向。

另外，请再参照图2和图3所示，预压调整模块15设置于移动件，并具有预压组件151及预压调整器152，预压调整器152接触预压组件151而与预压组件151连接，而且是通过预压调整器152对预压组件151施加推力，以调整这些滚动件13a、13b对移动件产生的预压力值，其中，预压调整器的移动方向(即推力的方向)与导引件11的长轴方向垂直。在本实施例中，预压组件151具有调整件1511及调整杆1512，调整件1511设置于两螺帽12a、12b的其中之一，并与螺帽的外侧紧密配合，而调整杆1512的一端则设置于调整件1511。在此，调整件1511设置于螺帽12b远离螺帽12a的一侧，并与螺帽12b的外侧紧密配合为例。在不同的实施例中，调整件1511也可设置于螺帽12a远离螺帽12b的一侧，并与螺帽12a的外侧紧密配合；或者，在螺帽12a、12b的外侧分别设置一个调整件1511，本实用新型不限制。

本实施例的调整件1511为环状体，并至少包括两个子调整件1511a、1511b及至少一个锁固件1511c(图2)。其中，子调整件1511a、1511b分别为弧形状(半环状)，并且利用锁固件1511c(例如螺丝)将两个子调整件1511a、1511b锁在螺帽12b的外侧。由此，使调整件1511除了具有容易组装的优点外，更可利用锁固件1511c调整子调整件1511a、1511b组装时的松紧度。此外，本实施例的调整杆1512的一端插设于调整件1511的凹槽内，并且，是通过调整杆1512转动调整件1511压迫螺帽12b外侧来调整滚珠螺杆的预压力值。

具体来说，如图2所示，本实施例的预压调整模块15还具有固定件153，固定件153通过锁固件154使预压调整器152设置于载台本体14面向调整件1511的侧面142。其中，预压调整器152穿设固定件153，且预压调整器152的端面1522顶抵调整杆1512，以提供固定的推力来顶住调整杆1512，此定值的推力可压迫(顶住)调整杆1512，使调整杆1512的另一端(远离调整件1511的一端)也提供固定的力量来顶住调整件1511以压迫螺帽12b外侧，使滚动件(滚珠)13a、13b对螺帽12a、12b产生的预压力值可保持在一定值(例如预定值)，由此达到偏位预压与半自动补偿的效果。

请先参照图4所示，其为一个实施例的预压调整器的剖视示意图。预压调整器152为一种可提供固定推力的阻尼推力器，其具有壳体f，而壳体f内部包括有第一腔体a、第二腔体b、活塞杆c、活塞(由垫片与簧片构成)d。另外，预压调整器152还可包括第三腔体e。第一腔体a与第二腔体b连通，并充满油体(亦即油体可在第一腔体a与第二腔体b之间流动)，而第三腔体e内充满着气体(例如氮气)，在预压调整器152作动时，第三腔体e内的气体同时压缩使内压力达到平衡。另外，活塞d两侧均设有簧片，簧片可控制活塞d的小孔开合，通过两侧小孔开合大小的不同，可使预压调整器152压缩及回弹时产生不同速度，由此达到稳定推力的效果。因此，预压调整器152内部的油体可通过活塞d的小孔在第一腔体a和与第二腔体b之间流动，通过活塞d上簧片的控制产生不同阻力，使活塞杆c产生一定的推力来顶住调整杆1512，由此提供固定的推力给调整杆1512，进而通过调整件1511维持这些滚动件13a、13b对移动件所产生的预压力值在一预定值。

因此，本实施例的直线传动系统1可以在不需拆解装置的情况下就可通过预压调整模块15的预压调整器152及预压组件151维持滚动件13a、13b与螺帽12a、12b之间的预压力值在一预定值，由此，不仅不需要拆解装置而增加作业时间与成本，对产能也不会造成影响。

图5为依据本实用新型另一实施例的一种直线传动系统的示意图，而图6a为图5所示的直线传动系统的局部剖视示意图。

如图5与图6a所示，本实施例的直线传动系统1a与前述实施例的直线传动系统1大致相同。与上述实施例主要的不同在于，本实施例的直线传动系统1a还可包括预压感测件16(图6a)及监控器17(图5)，预压感测件16设置于移动件，以检测预压力值。在此，预压感测件16可设置于两个螺帽12a、12b的至少其中之一、或载台本体14，并与监控器17电性连接，以检测这些滚动件13a、13b对移动件所产生的预压力值而输出检测信号ss传送至监控器17。其中，预压感测件16的形状并不限制，其可为圆筒状、薄片状、薄膜状或其他形状。本实施例的预压感测件16例如但不限于为应变规(straingauge)为例。

另外，本实施例是以一个预压感测件16设置于螺帽12a(图6a)为例。在不同的实施例中，也可多个预压感测件16设置于螺帽12a、12b的至少其中之一、或载台本体14；或者，预压感测件16也可设置于螺帽12b，或者在螺帽12a、12b分别设置至少一个预压感测件16；又或者，预压感测件16也可设置于载台本体14；又或者，如图6b所示，预压感测件16也可设置于螺帽12b，本申请都不限制。此外，请再参照图5所示，本实施例的预压感测件16是经由(穿过)载台本体14的顶面141而设置于螺帽12a，在不同的实施例中，预压感测件16也可经由(穿过)载台本体14的侧面142而设置于螺帽12a，本申请也不限制。

因此，在直线传动系统1a中，当滚珠螺杆装置运行时，平行引导件11的长轴方向(方向x)的水平分力会被预压感测件16检测到而输出检测信号ss至监控器17，监控器17可以经由换算后得到真正的预压力值。其中，由于水平分力除以预压力值等于余弦函数，因此，若得知该水平分力、该预压力和该水平方向的夹角时，就可利用余弦函数反推而得到真正的预压力值。

另外，前述的监控器17可例如但不限于计算机或服务器，而预压感测件16与监控器17可为有线或无线的电性连接。本实施例的监控器17是计算机，并与预压感测件16有线连接为例。在本实施例中，监控器17可包括显示屏幕171，且监控器17可依据得到的检测信号ss经计算后使显示屏幕171实时地显示当前的预压力值，供使用者参考。在一些实施例中，监控器17可位于滚珠螺杆装置的近端(机台旁边)、远程(例如中央控制室)，或者位于云端装置中(此时，监控器17与预压感测件16可通过无线通信而彼此电连接)。此外，在一些实施例中，监控器17可将检测信号ss及预压力值传送至云端装置，以进行数据和信号的统计及分析，进而让用户可通过这些数据了解直线传动系统的运作情况。

承上所述，在本实施例的直线传动系统1a中，用户可以通过预压感测件16随时检测这些滚动件13a、13b对移动件产生的预压力，并利用监控器17实时地得知系统的预压力值，以了解预压力的调整情况，方便使用者管理或调整，以维持系统精度，避免产生不符合精度要求的加工对象。

图7为依据本实用新型又一实施例的一种直线传动系统的示意图，而图8a与图8b分别为图7所示的直线传动系统的预压力调整示意图。

如图7与图8a所示，本实施例的直线传动系统1b与前述实施例的直线传动系统1大致相同。与上述实施例主要的不同在于，本实施例的直线传动系统1b的预压调整模块15a中，预压调整器152a(图8a)为螺丝，其一侧设置于(锁入)载台本体14面向调整件1511的一侧，其另一侧包括锥形侧面1521，且锥形侧面1521顶抵调整杆1512，并与调整杆1512紧密连接。因此，当用户发现装置、系统的刚性或精度降低、或预压力值偏离原先的设定时(例如精度变差，表示预压力已偏离原先的值)，则可通过转动预压调整器152a的方式，将预压调整器152a往载台本体14(请参考图8a与图8b)的方向移动(预压调整器15的移动方向为方向x，方向x与导引件11的长轴方向平行)。由于预压调整器152a的锥形侧面1521与调整杆1512紧密连接，因此，当预压调整器152a转动且更深入载台本体14时(图8b)，将可提供压迫(推动)调整杆1512的推力(该推力的方向为方向y，方向y与导引件11的长轴方向垂直)，使调整杆1512远离调整件1511的另一端往方向y移动，进而通过转动调整件1511来调整压迫螺帽12b外侧的力量以调整预压力值，使滚动件(滚珠)13a、13b对螺帽12a、12b产生的预压力可以手动调整到例如预定值，由此达到偏位预压与手动补偿的效果。

因此，本实施例的直线传动系统1b可以在不需拆解装置的情况下通过预压调整器152a及预压组件151来调整滚动件13a、13b与螺帽12a、12b之间的偏位预压值，由此，不仅不需要拆解装置而增加作业时间与成本，对产能的影响也不会太大。

此外，前述直线传动系统1a的预压感测件16、监控器17也可应用于本实施例的直线传动系统1b中，具体技术内容可参照上述，在此不再多作说明。

再说明的是，在图2的实施例中，如果预压调整器是穿过固定件153的螺丝时，当用户发现装置、系统的刚性或精度降低、或预压力值产生偏离时，也可通过转动螺丝的方式直接对调整杆1512施以较大推力，以提高压迫(推动)调整杆1512的力量来调整预压力值，使滚动件(滚珠)13a、13b对螺帽12a、12b产生的预压力可以手动调整到预定值，同样也可达到偏位预压与手动补偿的效果。

综上所述，在本实用新型的直线传动系统中，移动件滑设于导引件，且导引件相对移动件转动时，移动件可相对导引件产生直线移动；预压调整模块设置于移动件，并具有预压组件及预压调整器，预压调整器与预压组件连接。由此，使预压调整器可对预压组件施加推力，以调整这些滚动件对移动件产生的预压力值。因此，本实用新型的直线传动系统可以在不需拆解装置的情况下就可通过预压调整模块的预压调整器和预压组件，来调整这些滚动件对移动件所产生的预压力值，由此达到偏位预压与半自动或手动补偿的效果。另外，由于本实用新型不需拆解装置就可调整偏位预压值，因此不仅不会增加作业时间与成本，对产能的影响也不会太大。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于随附的权利要求范围中。