申请(专利)号： CN202510191152.2

申请日： 2025.02.20

申请公布号： CN120003899A

公开公告日： 2025.05.16

主分类号： B65G15/12(2006.01)

分类号： B65G15/12(2006.01); B65G23/22(2006.01); B65G47/74(2006.01);

申请权利人： 重庆工业设备安装集团有限公司; 重庆建工集团股份有限公司; 重庆大学;

发明设计人： 李波; 谢志江; 叶秋; 冉旭; 袁尉卿; 唐小斌; 朱建忠; 谢吉宁; 黄志祥; 许银帆; 廖玉周; 刘成桥; 吴全旺; 李彦琪; 李亚梅; 夏宁明; 蒙红宇; 易俊皓; 谢章; 程清; 钟昕昉;

地址： 400013 重庆市渝中区中山二路99号

国省代码： 重庆;50

代理机构： 重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙) 50237

 

摘要：

发明提供同步带驱动的多自由度直线驱动模组。该驱动模组包括驱动基座、同步带输送单元、2个物料传输单元和两根直线导轨。将驱动基座的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向。所述同步带输送单元包括2组支链。每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ、同步带驱动支撑座Ⅱ和同步带。所述同步带环绕同步带驱动支撑座Ⅰ和同步带驱动支撑座Ⅱ形成闭合结构。所述2组支链和两根直线导轨沿纵向布置在驱动基座的上表面。所述两根直线导轨间隔布置。所述2组支链间隔布置在两根直线导轨之间。所述2组支链沿横向依次标记为第1支链和第2支链。可以满足模组在运行过程中实现双滑板驱动的工作条件，用于节省驱动模组安装空间，使其获得不同维度的运动。模组中同步带运行间互为支撑的设计，保证同步带驱动过程中因速度过大或载荷过大等情况出现的安全隐患，提高驱动模组运动的安装与稳定性。

 

主权项：

1.同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：包括驱动基座(1)、同步带输送单元(2)、2个物料传输单元(3)和两根直线导轨(4)；将驱动基座(1)的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向；所述同步带输送单元(2)包括2组支链；每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)、同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)和同步带(202)；所述同步带(202)环绕同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)和同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)形成闭合结构；所述2组支链和两根直线导轨(4)沿纵向布置在驱动基座(1)的上表面；所述两根直线导轨(4)间隔布置；所述2组支链间隔布置在两根直线导轨(4)之间；所述2组支链沿横向依次标记为第1支链和第2支链；2个物料传输单元(3)沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元和第2物料传输单元；所述物料传输单元(3)包括运动滑板(301)、移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；所述运动滑板(301)跨设在2组支链上方；所述运动滑板(301)的下表面布置有两组移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；两组移动滑块(302)分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨(4)上；所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮(303)；所述第1物料传输单元对应于第2支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第1支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带(202)；所述同步带轮(303)与同步带(202)啮合安装；所述空套同步带轮(304)与同步带(202)间隙配合。

 

1.同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：包括驱动基座(1)、同步带输送单元(2)、2个物料传输单元(3)和两根直线导轨(4)；

 

将驱动基座(1)的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向；所述同步带输送单元(2)包括2组支链；每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)、同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)和同步带(202)；所述同步带(202)环绕同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)和同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)形成闭合结构；所述2组支链和两根直线导轨(4)沿纵向布置在驱动基座(1)的上表面；所述两根直线导轨(4)间隔布置；所述2组支链间隔布置在两根直线导轨(4)之间；所述2组支链沿横向依次标记为第1支链和第2支链；

 

2个物料传输单元(3)沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元和第2物料传输单元；所述物料传输单元(3)包括运动滑板(301)、移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；所述运动滑板(301)跨设在2组支链上方；所述运动滑板(301)的下表面布置有两组移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；两组移动滑块(302)分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨(4)上；所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮(303)；所述第1物料传输单元对应于第2支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第1支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带(202)；所述同步带轮(303)与同步带(202)啮合安装；所述空套同步带轮(304)与同步带(202)间隙配合。

 

2.同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：包括驱动基座(1)、同步带输送单元(2)、3个物料传输单元(3)和两根直线导轨(4)；

 

将驱动基座(1)的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向；所述同步带输送单元(2)包括3组支链；每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)、同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)和同步带(202)；所述同步带(202)环绕同步带驱动支撑座Ⅰ(201a)和同步带驱动支撑座Ⅱ(201b)形成闭合结构；所述3组支链和两根直线导轨(4)沿纵向布置在驱动基座(1)的上表面；所述两根直线导轨(4)间隔布置；所述3组支链间隔布置在两根直线导轨(4)之间；所述3组支链沿横向依次标记为第1支链、第2支链和第3支链；

 

3个物料传输单元(3)沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元、第2物料传输单元和第3物料传输单元；所述物料传输单元(3)包括运动滑板(301)、移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；所述运动滑板(301)跨设在3组支链上方；所述运动滑板(301)的下表面布置有两组移动滑块(302)、同步带轮(303)和空套同步带轮(304)；两组移动滑块(302)分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨(4)上；所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮(303)；所述第1物料传输单元对应于第2支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第1支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带(202)；所述第3物料传输单元对应于第1支链和第2支链位置处布置有空套同步带轮(304)；所述第3物料传输单元对应于第3支链位置处布置有同步带(202)；所述同步带轮(303)与同步带(202)啮合安装；所述空套同步带轮(304)与同步带(202)间隙配合。

 

3.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：所述同步带输送单元(2)采用伺服电机动力驱动。

 

4.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：所述驱动基座(1)采用矩管焊接或整体成型的加工方式制得。

 

5.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：所述同步带(202)采用齿形同步带。

 

6.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：所述驱动基座(1)上表面还布置有机械挡块(7)。

 

7.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：同步带轮的安装座采用内六角螺栓连接在驱动滑板下表面。

 

8.根据权利要求1或2所述的同步带驱动的多自由度直线驱动模组，其特征在于：所述驱动基座(1)上表面还布置有限位开关(8)。

同步带驱动的多自由度直线驱动模组

技术领域

 

本发明涉及直线驱动技术领域，特别涉及同步带驱动的多自由度直线驱动模组。

 

背景技术

 

直线驱动方式具有结构简单、制造容易、工作可靠、传动距离较远、传动比恒定、传递载荷较大、运动平稳、噪声低等优势。现有的传动方法主要有近似直线运动机构(如波塞利耶-利普金直线运动机构、霍肯直线机构)、齿轮齿条传动机构、凸轮机构、同步带型直线模组、丝杠型直线模组、电动缸型直线模组、直线电机型模组等多种类型直线驱动方法。

 

常规的直线驱动设计方式在使用运行过程中存在诸多不足，机械结构设计安装繁琐、使用场景受限、维护困难、空间设计占用大、难以调节参数与设计、高速运行困难等，这些缺点都限制了所设计的直线驱动模组的有效运行。

 

同场景使用情况下，以往所设计的驱动模组拥有许多劣势，在生产使用过程中对于不同的应用场景，还需要对模组进行改造。使用不同种类型的模组配合，多个模组以完成工作任务，进而达到平台、工件加工使用要求。

 

发明内容

 

本发明的目的是提供同步带驱动的多自由度直线驱动模组，以解决现有技术中存在的问题。

 

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，同步带驱动的多自由度直线驱动模组，包括驱动基座、同步带输送单元、2个物料传输单元和两根直线导轨。

 

将驱动基座的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向。所述同步带输送单元包括2组支链。每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ、同步带驱动支撑座Ⅱ和同步带。所述同步带环绕同步带驱动支撑座Ⅰ和同步带驱动支撑座Ⅱ形成闭合结构。所述2组支链和两根直线导轨沿纵向布置在驱动基座的上表面。所述两根直线导轨间隔布置。所述2组支链间隔布置在两根直线导轨之间。所述2组支链沿横向依次标记为第1支链和第2支链。

 

2个物料传输单元沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元和第2物料传输单元。所述物料传输单元包括运动滑板、移动滑块、同步带轮和空套同步带轮。所述运动滑板跨设在2组支链上方。所述运动滑板的下表面布置有两组移动滑块、同步带轮和空套同步带轮。两组移动滑块分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨上。所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮。所述第1物料传输单元对应于第2支链位置处布置有空套同步带轮。所述第2物料传输单元对应于第1支链位置处布置有空套同步带轮。所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带。所述同步带轮与同步带啮合安装。所述空套同步带轮与同步带间隙配合。

 

进一步，包括驱动基座、同步带输送单元、3个物料传输单元和两根直线导轨。

 

将驱动基座的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向。所述同步带输送单元包括3组支链。每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ、同步带驱动支撑座Ⅱ和同步带。所述同步带环绕同步带驱动支撑座Ⅰ和同步带驱动支撑座Ⅱ形成闭合结构。所述3组支链和两根直线导轨沿纵向布置在驱动基座的上表面。所述两根直线导轨间隔布置。所述3组支链间隔布置在两根直线导轨之间。所述3组支链沿横向依次标记为第1支链、第2支链和第3支链。

 

3个物料传输单元沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元、第2物料传输单元和第3物料传输单元。所述物料传输单元包括运动滑板、移动滑块、同步带轮和空套同步带轮。所述运动滑板跨设在3组支链上方。所述运动滑板的下表面布置有两组移动滑块、同步带轮和空套同步带轮。两组移动滑块分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨上。所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮。所述第1物料传输单元对应于第2支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮。所述第2物料传输单元对应于第1支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮。所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带。所述第3物料传输单元对应于第1支链和第2支链位置处布置有空套同步带轮。所述第3物料传输单元对应于第3支链位置处布置有同步带。所述同步带轮与同步带啮合安装。所述空套同步带轮与同步带间隙配合。

 

进一步，所述同步带输送单元采用伺服电机动力驱动。

 

进一步，所述驱动基座采用矩管焊接或整体成型的加工方式制得。

 

进一步，所述同步带采用齿形同步带。

 

进一步，所述驱动基座上表面还布置有机械挡块。

 

进一步，同步带轮的安装座采用内六角螺栓连接在驱动滑板下表面。

 

进一步，所述驱动基座上表面还布置有限位开关。

 

本发明的技术效果是毋庸置疑的：可以满足模组在运行过程中实现双滑板驱动的工作条件，用于节省驱动模组安装空间，使其获得不同维度的运动。模组中同步带运行间互为支撑的设计，保证同步带驱动过程中因速度过大或载荷过大等情况出现的安全隐患，提高驱动模组运动的安装与稳定性。

 

附图说明

 

图1为同步带驱动的直线驱动模组的整体构造图；

 

图2为运动滑板整体结构图；

 

图3为驱动模组具备三轴运动时整体构造图。

 

图中：驱动基座1、同步带输送单元2、同步带驱动支撑座Ⅰ201a、同步带驱动支撑座Ⅱ201b、同步带202、物料传输单元3、运动滑板301、移动滑块302、同步带轮303、空套同步带轮304、直线导轨4、机械挡块7、限位开关8。

 

具体实施方式

 

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

 

实施例1：

 

参见图1和图2，本实施例提供同步带驱动的多自由度直线驱动模组，包括驱动基座1、同步带输送单元2、2个物料传输单元3和两根直线导轨4。

 

将驱动基座1的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向。所述同步带输送单元2包括2组支链。每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ201a、同步带驱动支撑座Ⅱ201b和同步带202。所述同步带202环绕同步带驱动支撑座Ⅰ201a和同步带驱动支撑座Ⅱ201b形成闭合结构。所述2组支链和两根直线导轨4沿纵向布置在驱动基座1的上表面。所述两根直线导轨4间隔布置。所述2组支链间隔布置在两根直线导轨4之间。所述2组支链沿横向依次标记为第1支链和第2支链。

 

2个物料传输单元3沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元和第2物料传输单元。所述物料传输单元3包括运动滑板301、移动滑块302、同步带轮303和空套同步带轮304。所述运动滑板301跨设在2组支链上方。所述运动滑板301的下表面布置有两组移动滑块302、同步带轮303和空套同步带轮304。两组移动滑块302分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨4上。所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮303。所述第1物料传输单元对应于第2支链位置处布置有空套同步带轮304。所述第2物料传输单元对应于第1支链位置处布置有空套同步带轮304。所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带202。所述同步带轮303与同步带202啮合安装。所述空套同步带轮304与同步带202间隙配合，有利于模组进行高速重载工作环境时对其进行支撑限位的作用。

 

模组设计采用双支链、双驱动的运动方式，可以有效的实现模组设计中运动滑板301的多维度运行，效提高运行效率、减少安装空间。

 

本设计的驱动模组采用在两端成中心对称布置，利用伺服电机驱动，可预留安装驱动基座1的尺寸换用带有抱闸的伺服电机，用于提高整个驱动模组在运行过程中的安全性。驱动模组在不同的运行要求下对模组的有效行程需要核对，设同步带5的行程为L，驱动滑板301在同步带运行方向的距离为l，则驱动模组的有效行程:

 

d＝L-2l

 

驱动模组的整体尺寸除了受有效行程有关，还与工作工况中的受力与其寿命有关，驱动力大小影响同步带在选择时考虑其寿命使用计算，用以匹配合适的节距和带长，对其相关参数进行校和。

 

 

 

Lp'：皮带周长DP：大带轮直径dP：小带轮直径C'：暂定轴间距，其中大小带轮直径相同

 

 

 

其中，b＝2Lp-π(DP+dP)

 

C:皮带轴间距b：皮带跨距

 

进一步确定设计皮带的宽度，计算得到大致皮带宽度后，参阅设计手册选取相近较大值

 

 

 

PD：设计动力PS：基准传动容量Km：啮合补偿系数Wp基准皮带宽度

 

接触角度确定

 

 

 

最终确定轴端安装方式，驱动同步带5经过使用要求、带轮直径计算、带长度计算、寿命计算等校核后，确定同步带大致使用要求，从而选配符合工况的驱动模组。

 

实施例2：

 

参见图3，本实施例提供同步带驱动的多自由度直线驱动模组，包括驱动基座1、同步带输送单元2、3个物料传输单元3和两根直线导轨4。

 

将驱动基座1的长度方向标记为纵向，宽度方向标记为横向。所述同步带输送单元2包括3组支链。每一组支链均包括同步带驱动支撑座Ⅰ201a、同步带驱动支撑座Ⅱ201b和同步带202。所述同步带202环绕同步带驱动支撑座Ⅰ201a和同步带驱动支撑座Ⅱ201b形成闭合结构。所述3组支链和两根直线导轨4沿纵向布置在驱动基座1的上表面。所述两根直线导轨4间隔布置。所述3组支链间隔布置在两根直线导轨4之间。所述3组支链沿横向依次标记为第1支链、第2支链和第3支链。

 

3个物料传输单元3沿纵向间隔布置，依次标记为第1物料传输单元、第2物料传输单元和第3物料传输单元。所述物料传输单元3包括运动滑板301、移动滑块302、同步带轮303和空套同步带轮304。所述运动滑板301跨设在3组支链上方。所述运动滑板301的下表面布置有两组移动滑块302、同步带轮303和空套同步带轮304。两组移动滑块302分别滑动嵌合在对应的两根直线导轨4上。所述第1物料传输单元对应于第1支链位置处布置有同步带轮303。所述第1物料传输单元对应于第2支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮304。所述第2物料传输单元对应于第1支链和第3支链位置处布置有空套同步带轮304。所述第2物料传输单元对应于第2支链位置处布置有同步带202。所述第3物料传输单元对应于第1支链和第2支链位置处布置有空套同步带轮304。所述第3物料传输单元对应于第3支链位置处布置有同步带202。所述同步带轮303与同步带202啮合安装。所述空套同步带轮304与同步带202间隙配合。

 

实施例3：

 

本实施例主要内容同实施例1或2，其中，所述同步带输送单元2采用伺服电机动力驱动。

 

实施例4：

 

本实施例主要内容同实施例1或2，其中，所述驱动基座1采用矩管焊接或整体成型的加工方式制得。

 

实施例5：

 

本实施例主要内容同实施例1或2，其中，为实现同步带稳定驱动，所述同步带202采用齿形同步带。可以有效的实现带轮的传动与啮合。为防止皮带两端有窜动在同步带轮的两侧均设置有梯形槽。

 

实施例6：

 

本实施例主要内容同实施例1或2，其中，所述驱动基座1上表面还布置有机械挡块7。所述驱动基座1上表面还布置有限位开关8，当运动滑板301触碰限位开关8的触点时，触点下压，给予系统极限位置信号，进而控制传输停止。通过两重限位设置，有效地限制滑板运动极限位置，避免滑板在运行过程中撞击导轨或滑块越过导轨，损坏模组。

 

实施例7：

 

本实施例主要内容同实施例1或2，其中，考虑安装调整的问题，同步带轮的安装座采用内六角螺栓连接在驱动滑板下表面。