运行在曲线导轨上的滑块装置的制作方法

本发明涉及一种运行在曲线导轨上的滑块装置。

背景技术：

常用的以双边作为导向面的导轨，与其配套的滑块，一般是在滑块的基础安装板上安装四个滚轮，这四个滚轮的轴线位置是固定的。这样的滑块，如果仅在直线导轨上运动，或仅在环形导轨上运动，分别都是可行的。但是，这种滚轮轴线固定的滑块如果在由直线导轨和任意弧度的环形导轨组合成的曲线导轨上运动，则是不可行的。由几何学可知，满足在直线导轨上运动的滚轮轴线固定的滑块无法在环形导轨上运动(如图1)。相应的，在环形导轨上运动的滚轮轴线固定的滑块也无法在直线导轨上运动(如图2)。而如果是由多段任意弧度的环形导轨首尾连接组合起来的呈s形的曲线导轨，在不同弧段的环形导轨上的滑块也无法通用。

如果滑块上的四个滚轮轴线不固定，分为前后两个滚轮组，每个滚轮组以各自中心(两个滚轮轴线连线的中点)为轴转动的话，虽然，滑块在直线导轨上运动时，其中心在导轨的中线上。但是，当滑块运动到了环形导轨时，其中心会偏离环形导轨的中线，向环形导轨的圆心方向偏移一定距离(如图3)。

而如果要让这种滚轮轴线固定的滑块的中心点的运动轨迹与导轨中线重合，目前常用的做法是调整导轨弯直结合段导轨的截面尺寸，而这又需要对导轨进行额外的加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种运行在曲线导轨上的滑块装置，该滑块装置在不改变导轨截面尺寸和不调整滚轮轴间距的情况下，可以流畅的行走于由环形导轨和直线导轨任意组合的曲线导轨上。

为达成上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种运行在曲线导轨上的滑块装置，它包括前从滚轮组、主滚轮组、后从滚轮组和连杆组件；

该前从滚轮组包括前安装板和安装在该前安装板两侧部的前左轴承滚轮和前右轴承滚轮；

该主滚轮组包括主安装板和安装在该主安装板两侧部的左轴承滚轮和右轴承滚轮；

该后从滚轮组包括后安装板和安装在该后安装板两侧部的后左轴承滚轮和后右轴承滚轮；

连杆组件包括前连杆和后连杆，该前连杆的前端铰接在前安装板的中部，该前连杆的后端与该后连杆的前端铰接在主安装板的中部，该后连杆的后端铰接在后安装板的中部。

各轴承滚轮的内圈分别插固有轴杆，各该轴杆还插固在对应的安装板的插孔中，各安装板与该轴承滚轮之间留有间距。

所述的运行在曲线导轨上的滑块装置还包括固连在主安装板上的箱体座，该箱体座包括上盖和底板，该上盖固连在主安装板的顶壁上，该底板套设在各轴承滚轮的轴杆上并位于安装板与轴承滚轮之间的间距。

所述前安装板的顶壁和底壁对应轴杆的部位分别开设前环槽，各前环槽中安装有与轴杆同轴的平面轴承，所述后安装板的顶壁和底壁对应轴杆的部位分别开设后环槽，各后环槽中安装有与轴杆同轴的平面轴承。

所述前安装板的两轴杆之间开设前安装通槽，该前连杆的前端设有前穿孔，该前安装通槽的上壁开设前上穿孔，该前安装通槽的下壁开设前下穿孔，该前上穿孔、该前穿孔和该前下穿孔竖向对正，该前上穿孔、该前穿孔和该前下穿孔插设前连接轴，与该前穿孔对应的前连接轴上套设前回转轴承。所述前安装通槽的上壁底面与前回转轴承之间的前连接轴上套设前上平面轴承，该前安装通槽的下壁顶面与该前回转轴承之间的前连接轴上套设前下平面轴承。

所述主安装板的两轴杆之间开设安装通槽，该前连杆的后端开设后穿孔，该后连杆的前端开设前通孔，该安装通槽的上壁开设上穿孔，该安装通槽的下壁开设下穿孔，该上穿孔、该前通孔、该后穿孔和该下穿孔对正并插设有主连接轴，与该后穿孔对应的主连接轴上套设下回转轴承，与该前通孔对应的主连接轴上套设上回转轴承，所述上上回转轴承与安装通槽上壁底面之间的主连接轴上套设上平面轴承，该上回转轴承与下回转轴承之间的主连接轴上套设中平面轴承，该下回转轴承与安装通槽下壁顶面之间的主连接轴上套设下平面轴承。

所述后安装板的两轴杆之间开设后安装通槽，该后连杆的后端设有后通孔，该后安装通槽的上壁开设后上穿孔，该后安装通槽的下壁开设后下穿孔，该后上穿孔、该后通孔和该后下穿孔竖向对正，该后上穿孔、该后穿孔和该后下穿孔插设后连接轴，与该后穿孔对应的后连接轴上套设后回转轴承，所述后安装通槽的上壁底面与后回转轴承之间的后连接轴上套设后上平面轴承，该后安装通槽的下壁顶面与该后回转轴承之间的后连接轴上套设后下平面轴承。

在所述主滚轮组的右轴承滚轮的下方安装一齿轮，该齿轮安装在右轴承滚轮的轴杆下端，该右轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置回转轴承。

在所述主滚轮组的左轴承滚轮和右轴承滚轮的下方分别安装一齿轮，其中一该齿轮安装在右轴承滚轮的轴杆下端，该右轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置右回转轴承，另一齿轮安装在左轴承滚轮的轴杆下端，该左轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置左回转轴承。

所述安装有齿轮的各轴杆分别与驱动机构驱动连接。

本发明的有益效果：本发明的滑块装置能在任意曲线导轨上运动，并且能确保滑块在导轨上的任意位置时，滑块的中心点在导轨的中线上，这一特性对于精密传动特别重要。滑块装置的结构形式精简，以最少的滚轮组实现滑块的精密转向和导向运动。同时的，以三组滚轮组导向，使滑块在导轨上运行更加平稳。

附图说明

图1为现有技术的直线滑块装置在直线轨道和弧形轨道组合的曲线轨道上的运动轨迹，滚轮轴线固定的滑块装置满足直线导轨导向要求但不满足环形导轨导向要求的示意图。

图2为现有技术的环形滑块装置在直线轨道和弧形轨道组合的曲线轨道上的运动轨迹，滚轮轴线固定的滑块装置满足环形导轨导向要求但不满足直线导轨导向要求的示意图。

图3为现有技术的滚轮周线偏转的滑块在直线轨道和弧形轨道组合的曲线轨道上的运动轨迹，滚轮组可偏转的滑块装置其中心偏离环形导轨中线的示意图。

图4为本发明运行在曲线导轨上的滑块装置的立体结构示意图。

图5为图4中去掉箱体座的立体结构示意图。

图6为本发明的滑块装置的立体结构示意图。

图7是图6的a处的截面结构示意图

图8为本发明的主滚轮组的立体结构示意图。

图9为图8的截面b处的结构示意图。

图10为本发明的前从滚轮组的立体结构示意图。

图11为图10的c处截面结构示意图。

图12为本发明的滑块装置一侧带有齿轮的立体结构示意图。

图13为图12中在主滚轮组上的截面结构示意图。

图14为本发明的滑块装置两侧带有齿轮的立体结构示意图(齿轮朝上)。

图15为图14的在主滚轮组上的截面结构示意图。

图16至图18为本发明的滑块装置在s曲线轨道上的移动轨迹示意图。

图19至图21为本发明的滑块装置在直线轨道和弧形轨道组合的曲线轨道上的移动轨迹示意图。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然并非用以限制本发明所欲保护的范畴，合先叙明。

本发明所述的滑块装置，以v形槽滚轮为实施例，相应的导轨为两边带v形沿的导轨。仅作为本发明的阐述示例，不对本发明的权利要求做任何限定。滑块上的滚轮也可以是圆柱形或鼓形，在此不作赘述。

如图4至图21所示，为本发明的较佳实施例的一种运行在曲线导轨上的滑块装置，它包括沿着导轨1方向布置的前从滚轮组2、主滚轮组3、后从滚轮组4和连杆组件5，该前从滚轮组、该主滚轮组与该后从滚轮组通过连杆组件连接。

如图10和图11所示，该前从滚轮组2包括前安装板21和安装在该前安装板两侧部的前左轴承滚轮22和前右轴承滚轮22；前左、前右轴承滚轮的内圈分别插固有轴杆的下端，各该轴杆上端插固在前安装板的插孔中，所述前安装板的两轴杆之间开设前安装通槽24，该前连杆的前端设有前穿孔，该前安装通槽的上壁开设前上穿孔，该前安装通槽的下壁开设前下穿孔，该前上穿孔、该前穿孔和该前下穿孔竖向对正，该前上穿孔、该前穿孔和该前下穿孔插设前连接轴25，该前连接轴25的轴线通过前左轴承滚轮的轴线与前右轴承滚轮的轴线连线的中点，与该前穿孔对应的前连接轴25上套设前回转轴承26；为了减少前连杆的上表面与前安装板的前安装通槽的下表面之间的摩擦，以及前连杆的下表面与前安装板的前安装通槽的上表面之间的摩擦，该前安装通槽的上壁底面与前回转轴承之间的前连接轴上套设前上平面轴承27，该前安装通槽的下壁顶面与该前回转轴承之间的前连接轴上套设前下平面轴承27。

如图8和图9所示，该前从滚轮组2与该主滚轮组3通过连杆组件5的前连杆51连接，该主滚轮组3与该后从滚轮组4通过连杆组件5的后连杆52连接；该前连杆以前滚轮组的前连接轴的轴线转动，该主滚轮组3包括主安装板31和安装在该主安装板两侧部的左轴承滚轮32和右轴承滚轮32；左、右轴承滚轮的内圈分别插固有轴杆的下端，各该轴杆上端插固在主安装板的插孔中，主安装板的两轴杆之间开设安装通槽33，该安装通槽33的上壁开设上穿孔，该安装通槽的下壁开设下穿孔，该前连杆的后端开设后穿孔，该后连杆的前端开设前通孔，该上穿孔、该前通孔、该后穿孔和该下穿孔对正并插设有主连接轴34，该前连杆和该后连杆以主滚轮组的主连接轴的轴线转动，该主连接轴34的轴线通过左轴承滚轮的轴线和右轴承滚轮的轴线连线的中点，与该后穿孔对应的主连接轴上套设下回转轴承35，与该前通孔对应的主连接轴上套设上回转轴承36；为了减少后连杆的上表面与主滚轮安装板安装通槽的下表面之间、前连杆与后连杆之间以及前连杆与主滚轮安装板安装通槽的上表面之间的摩擦，所述上回转轴承与安装通槽上壁底面之间的主连接轴上套设上平面轴承37，该上回转轴承与下回转轴承之间的主连接轴上套设中平面轴承37，该下回转轴承与安装通槽下壁顶面之间的主连接轴上套设下平面轴承37。

该后从滚轮组4的结构与该前从滚轮组2的结构相同；该后从滚轮组包括后安装板和安装在该后安装板两侧部的后左轴承滚轮和后右轴承滚轮；所述后安装板的两轴杆之间开设后安装通槽，该后连杆的后端设有后通孔，该后安装通槽的上壁开设后上穿孔，该后安装通槽的下壁开设后下穿孔，该后上穿孔、该后通孔和该后下穿孔竖向对正，该后上穿孔、该后穿孔和该后下穿孔插设后连接轴，该后连杆以后滚轮组的后连接轴的轴线转动，该后连接轴的轴线通过该后左轴承滚轮的轴线和后右轴承滚轮的轴线连线的中点，与该后穿孔对应的后连接轴上套设后回转轴承；为了减少后连杆的上表面与后安装板的后安装通槽的下表面之间的摩擦，以及后连杆的下表面与后安装板的后安装通槽的上表面之间的摩擦，该后安装通槽的上壁底面与后回转轴承之间的后连接轴上套设后上平面轴承，该后安装通槽的下壁顶面与该后回转轴承之间的后连接轴上套设后下平面轴承。

所述滑块装置还包括固连在主安装板21的箱体座6，该箱体座6用于连接滑块装置所需搬运的负载，滑块的驱动装置和主滚轮组，该箱体座6包括上盖61和底板62，该上盖61固连在主安装板21的顶壁上，该底板活动套设在各轴承滚轮的轴杆上并位于安装板与轴承滚轮之间的间距。为了减少前、后从滚轮组在相对于箱体座运动时前、后安装板上下表面分别与上盖的下表面和底板上表面的摩擦，并承载箱体座在该前、后安装板上、下平面上的载荷，因此在该前安装板的顶壁顶面和底壁底面对应轴杆的部位分别开设前环槽，各前环槽中镶嵌安装有与轴杆同轴的前平面轴承23，该后安装板的顶壁顶面和底壁底面对应轴杆的部位分别开设后环槽，各后环槽中镶嵌安装有与轴杆同轴的后平面轴承23。在本发明中，在安装时，将箱体座的中心与主滚轮组的中心重合，这样保证滑块装置在导轨上运动时，在任意位置，滑块装置的中心都在导轨的中线上。

本发明实施例所示的各轴承滚轮为带v型槽的轴承滚轮，相应的导轨1为两边带v形沿的导轨，单边带齿条的v形沿导轨11以及双边带齿条的v形沿导轨12。滑块的中心点的运动轨迹与导轨中线重合，导轨中线指导轨长度方向的中线，对于实际的生产线上物料装配非常重要。

主滚轮组或从滚轮组上的两个滚轮夹持住导轨并在导轨上轴承滚动，轴承滚轮在安装板上的轴线位置都是固定的，滚轮组上的两个轴承滚轮的轴线连线的中点即滚轮组的连接轴在导轨的中线上。对于主滚轮组或从滚轮组，其上的轴承滚轮轴线的连线始终垂直于导轨中线，即，对于环形导轨上的滚轮组，滚轮轴线连线通过导轨圆心；对于直线导轨上的滚轮组，轴承滚轮轴线连线垂直于导轨中线。主、从滚轮组分置于主滚轮组前后并与主滚轮组有一定距离，既要保持滚轮轴线的连线垂直于导轨中线，又要保持与主滚轮组的距离不变，就必然要相对于主滚轮组的转轴转动一定角度。因此，用于连接主滚轮组和从滚轮组的固定长度的连杆，既要相对于主滚轮组的连接轴转动，也要相对于从滚轮组的连接轴转动。

在主滚轮组的任意一边的轴承滚轮同轴的安装有齿轮71，如图12和图13所示，在所述主滚轮组的右轴承滚轮的下方安装一齿轮71，该齿轮安装在右轴承滚轮的轴杆下端，该右轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置回转轴承71a。右轴承滚轮的轴杆与驱动机构81的输出轴连接以得到驱动转矩。其中，对于在滚轮轴杆上安装齿轮7以驱动滑块的，滚轮轴杆通过回转轴承安装在主滚轮安装板的孔内，并可以在主安装板的孔内独立转动。这样的滑块装置可以在单边带齿条的曲线导轨11上运动。

如图14和图15所示，在所述主滚轮组的左轴承滚轮和右轴承滚轮的下方分别同轴的安装一齿轮72，其中一该齿轮安装在右轴承滚轮的轴杆下端，该右轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置右回转轴承72a，另一齿轮安装在左轴承滚轮的轴杆下端，该左轴承滚轮的轴杆与主安装板之间设置左回转轴承72b。齿轮72与轴承滚轮同轴并固定安装在滚轮轴杆上，并分别与各自的驱动机构82的输出轴连接以得到驱动转矩。其中，对于在滚轮轴杆上安装齿轮以驱动滑块的，滚轮轴杆通过回转轴承安装在主滚轮安装板的孔内，并可以在主安装板的孔内独立转动。这样的滑块装置可以在双边齿条曲线导轨12上运动。

常用的曲线导轨，一般由直线导轨和任意弧度的环形导轨首尾相接组合而成，或者由多根任意弧度的环形导轨首尾相接组合而成。本发明以这两种组合的曲线导轨为例：一段直线导轨和一段环形导轨组合成的弯直导轨(图19至图21，直线导轨和环形导轨组合成的曲线导轨运动原理)；两段弧度的环形导轨组合成的s形曲线导轨(图16至图18，s形曲线导轨运动原理)，阐述能够在其上运动的滑块装置。