丝杠致动器的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种丝杠致动器。


背景技术：

2.丝杠致动器是一种线性致动器，其将例如来自电动机的旋转运动转换成线性运动。丝杠致动器可以包括滚珠丝杠致动器，滚珠丝杠致动器包括具有外螺纹的主轴(或称为心轴)、具有内螺纹的螺母以及多个滚珠。多个滚珠径向地将主轴与螺母分开，并允许主轴和螺母之间以最小阻力相对旋转。在一些滚珠丝杠致动器中，主轴旋转，使螺母轴向移动。在其它一些滚珠丝杠致动器中，螺母旋转，使主轴轴向移动。
3.然而，在主轴旋转，螺母轴向移动的滚珠丝杠中，主轴的旋转容易带动螺母的周向转动，导致电机直线运动的精确度降低。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种丝杠致动器。
5.根据本公开实施例的第一方面，本公开提供一种丝杠致动器，包括：固定座；主轴，所述主轴安装于所述固定座，且可绕所述主轴的轴线相对所述固定座旋转；螺母，所述螺母套设在所述主轴，在所述主轴旋转时，驱动所述螺母沿所述主轴的轴向直线运动；壳体，与所述固定座的位置相对固定；以及防旋转机构，位于所述壳体和所述螺母之间，所述防旋转机构包括滑块和沿所述轴向延伸的滑槽，所述滑块位于所述滑槽内，其中，沿所述主轴的径向上，所述滑块与所述滑槽滚动抵接。
6.在一些实施例中，所述滑块设置有滚动轴承，所述滚动轴承的轴线与所述主轴的轴线垂直；其中，所述滚动轴承的外圈与所述滑槽抵接，所述滚动轴承的内圈与所述壳体和/或所述螺母固定。
7.在一些实施例中，所述滑槽的内壁在与所述滑块的抵接处设置有凹槽，所述防旋转机构还包括摩擦条，所述摩擦条固定于所述凹槽内，且所述摩擦条的外壁凸出于所述滑槽的内壁，并与所述滑块抵接。
8.在一些实施例中，所述滑槽设置于所述壳体，所述滑块设置于所述螺母；和/或所述滑槽设置于所述螺母，所述滑块设置于所述壳体。
9.在一些实施例中，所述防旋转机构设置为至少两个，且沿所述主轴的周向对称设置。
10.在一些实施例中，所述防旋转机构包括多个所述滑块，多个所述滑块沿所述主轴的轴向间隔设置。
11.在一些实施例中，所述壳体由金属材料通过挤压法一体成型。
12.在一些实施例中，在沿所述主轴的轴向上，所述壳体的长度大于或等于所述主轴的长度。
13.在一些实施例中，所述壳体固定在所述固定座。
14.在一些实施例中，所述丝杠致动器还包括电机，所述电机固定在所述固定座，并与所述主轴的一端传动联接，用以驱动所述主轴旋转。
15.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过滑块与滑槽的滚动抵接，可以避免滑块与滑槽之间的间隙过大，增加丝杠致动器动力传递的精度；还可以减少滑块与滑槽的内壁之间的摩擦力，从而避免二者之间的相互破损，延长使用寿命。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
17.图1是根据一示例性实施例示出的一种滚珠丝杠致动器的横向剖面图。
具体实施方式
18.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
19.在本发明中，除非另有说明，否则轴向a、径向r和周向w分别是指主轴10的轴向a、径向r和周向w；另外，“传动联接”是指两个部件之间能够传递驱动力/扭矩，这两个部件可以直接连接也可以通过各种传动机构或连接结构以实现上述功能。
20.滚珠丝杠具有防旋转机构，可以防止滚珠丝杠的螺母相对主轴的转动，从而保证螺母可以沿着主轴的轴向进行直线运动。相关技术中，防旋转机构可以采用滑动键的方式，例如在螺母的外壳上设置螺母槽，在外部设置沿主轴的轴向延伸的滑动键，滑动键设置滑轨，螺母的螺母槽与滑动键的滑轨配合，在主轴旋转驱动螺母时，螺母槽与滑轨可以避免螺母随主轴旋转，使得螺母可以沿主轴的轴向进行直线运动。
21.或者，防旋转机构可以采用滑台的方式，滑台包括滑块和滑轨，滑轨沿主轴的轴向延伸，滑块可以沿着滑轨的轴向移动，螺母的外壳与滑块固定，因此，在主动旋转驱动螺母时，滑台的滑块和滑轨配合，且滑块与螺母的外壳固定，可以防止螺母随主轴旋转，使得螺母可以沿主轴的轴向进行直线运动。
22.然而，采用滑动键或滑块的方式都会增加丝杠致动器的零件的数量以及重量。此外，滑动键无法与丝杠致动器的固定座稳定安装，安装工艺难度大，且由于工艺局限导致螺母槽与滑轨之间的间隙大，间隙过大不仅增加了螺母直线运动的精确度，还增加了螺母槽与滑轨的磨损程度；采用滑块的方式还增加了滑台装进丝杠致动器系统的复杂程度及成本。
23.为解决上述技术问题，本公开提供一种丝杠致动器，如图1所示，丝杠致动器包括固定座(图中未显示)、主轴10、螺母20、壳体30、防旋转机构40和电机(图中未显示)。
24.其中，电机固定在固定座，并与主轴10的一端传动联接，用以驱动主轴10旋转。主轴10的至少一端安装于固定座，主轴10在电机的驱动下旋转，使得主轴10可绕主轴10的轴线相对固定座旋转，但主轴10无法沿轴向a相对固定座移动或窜动。
25.螺母20套设在主轴10，主轴10设置有外螺纹，螺母20设置有内螺纹，在一些实施例
中，主轴10的外螺纹和内螺纹之间还设置有多个滚珠，在主轴10旋转时，主轴10可驱动螺母20沿主轴10的轴向a相对主轴10做直线运动。
26.进一步地，壳体30与固定座的位置相对固定，即壳体30与固定座之间在轴向a、径向r以及周向w上不存在相对移动。在一些实施例中，壳体30可以固定在固定座外部的装置，以保持壳体30与固定座位置相对固定，而在其他一些实施例中，壳体30还可以固定在固定座。如此，使得整个丝杠致动器结构简单，占用空间小。
27.防旋转机构40位于壳体30和螺母20之间，且沿主轴10的径向r上，防旋转机构40的两端分别与壳体30和螺母20抵接，由于壳体30与固定座相对位置固定，因此防旋转机构40可防止螺母20沿主轴10的周向w转动，在主轴10驱动螺母20时，保证螺母20可始终保持沿主轴10的轴向a相对主轴10、壳体30以及固定座做直线运动。
28.进一步地，在沿主轴10的轴向a上，壳体30的长度大于或等于主轴10的长度，如此，在主轴10的轴向a长度范围内，壳体30可始终为螺母20提供防周向w旋转的力，以保证螺母20可始终沿主轴10的轴向a做直线运动。
29.进一步地，防旋转机构40包括滑块41和沿轴向a延伸的滑槽42，滑块41位于滑槽42内，具体地，滑槽42为沿主轴10的轴向a延伸的槽，滑块41位于滑槽42内，使得滑块41可沿滑槽42相对于运动，进一步地，沿主轴10的径向r上，滑块41与滑槽42滚动抵接，如此，滑槽42用以限制滑块41的周向w或径向r运动，因此滑块41和滑槽42组合而成的防旋转机构40，可以使螺母20始终沿主轴10的轴向a做直线运动。
30.此外，通过滑块41与滑槽42的滚动抵接，可保证滑块41与滑槽42的内壁尽可能抵接，避免滑块41与滑槽42之间的间隙过大，增加丝杠致动器动力传递的精度；另外，滑块41与滑槽42的滚动抵接，还可以减少滑块41与滑槽42的内壁之间的摩擦力，从而避免二者之间的相互破损，延长使用寿命。
31.在一些实施例中，滑块41设置有滚动轴承411，滚动轴承411的轴线与主轴10的轴线垂直；其中，滚动轴承411的外圈与滑槽42抵接，滚动轴承411的内圈与壳体30和/或螺母20固定。
32.如图1所示，当滑槽42设置于壳体30时，则滚动轴承411的内圈通过螺栓与螺母20固定连接，滑槽42为沿主轴10的轴向a延伸的槽，滚动轴承411的外圈与滑槽42的沿径向r上的两侧抵接，当主轴10旋转带动螺母20运动时，滚动轴承411与滑槽42使螺母20沿主轴10的轴线做直线运动，螺母20又带动滚动轴承411沿滑槽42相对运动，在滚动轴承411运动时，滚动轴承411的外圈相对滑槽42的内壁滚动，以实现滑块41与滑槽42之间的滚动抵接。
33.当滑槽42设置于螺母20时，则滚动轴承411的内圈通过螺栓412与壳体30的内壁固定连接，此时，在一些实施例中，防旋转机构40包括多个滑块41，多个滑块41沿主轴10的轴向a间隔设置。即，在沿主轴10的轴线方向上，壳体30的内壁可以设置多个滚动轴承411；螺母20上的滑槽42沿轴向a贯穿螺母20，当主轴10带动螺母20运动时，螺母20上的滑槽42划过位于壳体30内壁上的滚动轴承411的外圈，使滚动轴承411的外圈转动，以实现滑块41与滑槽42之间的滚动抵接。
34.以滚动轴承411作为滑块41，可以使滚动轴承411在径向r上始终与滑槽42的内壁抵接，可以避免滑块41与滑槽42之间的间隙过大，此外，滚动轴承411的内圈通过螺栓412与螺母20固定连接，装配方式简单，在一些实施例中，内圈与螺栓412可以为一体成型结构，另
外，滚动轴承411可以减少与滑槽42的内壁之间的摩擦力，从而避免二者之间的相互破损，延长使用寿命。
35.在一些实施例中，滑槽42的内壁在与滑块41的抵接处设置有凹槽43，防旋转机构40还包括摩擦条44，摩擦条44固定于凹槽43内，且摩擦条44的外壁凸出于滑槽42的内壁，并与滑块41抵接。
36.摩擦条44为经过热处理的钢丝或钢条，硬度大、抗摩擦，通过在凹槽43内设置摩擦条44，且摩擦条44的外壁凸出于滑槽42的内壁，使摩擦条44与滚动轴承411的外圈抵接，即滚动轴承411的外圈与摩擦条44的外壁之间滚动抵接，避免滚动轴承411的外圈直接与滑槽42内壁滚动抵接，而损伤滑槽42内壁；此外，摩擦条44易于更换，可重复多次更换，避免多次更换壳体30，降低成本。
37.在一些实施例中，壳体30由金属材料通过挤压法一体成型。具体地，壳体30可以通过铝挤压法生产制成。挤压工艺可以生产断面形状复杂的空心或实心制品，例如，在本实施例中，当滑槽42设置于壳体30时，滑槽42以及位于滑槽42内的凹槽43结构，可以直接通过铝挤压法一体成型，无需通过轧制或模锻的工艺，工艺难度小、生产步骤少，成本低。
38.此外，挤压制品的尺寸的精度远高于轧制或模锻制品，且表面粗糙度好，可以不加工甚至少加工，挤压成型后直接称为成品件，且由于挤压效应，其纵向性能也高于轧制和模锻。
39.在一些实施例中，滑槽42设置于壳体30，此时滑块41设置于螺母20，即滑块41与螺母20固定连接；和/或滑槽42设置于螺母20，滑块41设置于壳体30，即滑块41与壳体30固定连接。
40.在其他一些实施例中，防旋转机构40设置为至少两个，且沿主轴10的周向w对称设置。因此，多个防旋转机构40可以配置为相同的结构，也可以配置为不同的结构。例如，当防旋转机构40设置为两个时，其中一个防旋转机构40可以配置为滑槽42设置于壳体30，滑块41设置于螺母20；另一个防旋转机构40可以配置为滑槽42设置于螺母20，滑块41设置于壳体30。
41.另外，如图1所示，在本实施例中，壳体30可以呈方形套筒状，罩设在主轴10和螺母20的外部。防旋转机构40可以设置在图1中所示的上方和下方，也可以设置在图1中所示的左方和右方，或也可以设置在图1中所示的左上方和右下方，或右上方和左下方。
42.同理，在其他一些实施例中，防旋转机构40也可以非中心对称设置，可以是沿主轴10的轴线轴对称设置或非轴对称设置，由此可知，防旋转机构40可以设置在沿主轴10的周向w上的任何位置。
43.在其他一些实施例中，当防旋转机构40设置在图1中所示的左方和右方时，壳体30还可以包括两个分体的壳体30，沿主轴10的径向r分别设置在主轴10的两侧，且每个壳体30均与固定座的位置相对固定，或每个壳体30均固定在固定座上。
44.可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
45.进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种结构，但这些结构不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的结构彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一结构也可以被称为第二结构，类似地，第二结构也可以被称为第一结构。
46.进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
47.进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
48.进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
49.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。
50.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。