專利名稱：運動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運動機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的導(dǎo)桿、可沿各導(dǎo)桿向前述第1方向移動的移動體、以及使該移動體向第1方向移動的驅(qū)動裝置的運動機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
日本發(fā)明專利公開1993-31683號公報中公開了一種具有導(dǎo)桿、可沿該導(dǎo)桿移動的移動體及使該移動體移動的驅(qū)動裝置的運動機(jī)構(gòu)。
該運動機(jī)構(gòu)如圖15所示，具有運動體100、平行設(shè)置的一對齒軌102a、102b、可向該一對齒軌102a、102b的長度方向并與齒軌平行地移動的一對移動體104a、104b、供運動體100安裝且兩端分別與移動體104a、104b連接的連接體106、分別可旋轉(zhuǎn)地附設(shè)于一對移動體104a、104b上且分別與一對齒軌102a、102b嚙合的一對小齒輪108a、108b、與前述齒軌平行、同時可以軸線為中心旋轉(zhuǎn)、且至少與一個移動體104b螺紋結(jié)合的滾珠絲桿110、使?jié)L珠絲桿110旋轉(zhuǎn)用的驅(qū)動馬達(dá)112。
另外，一對小齒輪108a、108b固定在旋轉(zhuǎn)軸114的兩端，該旋轉(zhuǎn)軸114可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在連接體106上。
采用這種運動機(jī)構(gòu)，一旦驅(qū)動馬達(dá)112旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿110即旋轉(zhuǎn)。通過滾珠絲桿110的驅(qū)動力直接驅(qū)動一個移動體104b，而另一個移動體104a則受一對小齒輪108a、108b和旋轉(zhuǎn)軸114的同步驅(qū)動。因一對小齒輪108a、108b與一對齒軌102a、102b嚙合，故隨著一個移動體104b的移動，一個小齒輪108b旋轉(zhuǎn)，并通過旋轉(zhuǎn)軸114使另一個小齒輪108a也旋轉(zhuǎn)。通過這一旋轉(zhuǎn)，可以對設(shè)有另一個小齒輪108a的另一個移動體104a進(jìn)行最佳同步驅(qū)動。
這時，可以把施加在連接體106上的彎矩變換成旋轉(zhuǎn)軸114的扭矩。利用這一變換，可在不增加連接體106重量的同時對一對移動體104a、104b進(jìn)行最佳同步驅(qū)動，并可提高該運動機(jī)構(gòu)的運動性。另外，由于可對移動體104a、104b進(jìn)行同步驅(qū)動，故可將移動體104a、104b及安裝在移動體104a、104b上的構(gòu)件等高精度地定位。
由于運動機(jī)構(gòu)的定位精度有賴于滾珠絲桿110的精度，故可實現(xiàn)極高精度的定位。
技術(shù)課題然而，上述傳統(tǒng)的運動機(jī)構(gòu)存在以下問題。
即，運動機(jī)構(gòu)包含一對齒軌102a、102b和固定在旋轉(zhuǎn)軸114兩端的一對小齒輪108a、108b。由于采用了作為精密零件的齒軌102a、102b和小齒輪108a、108b，使構(gòu)造復(fù)雜，產(chǎn)品成本高。
而且在制造大型運動機(jī)構(gòu)時，需要鋪設(shè)很長的齒軌102a、102b，難以高精度地鋪設(shè)。
還有，由于齒軌102a、102b與小齒輪108a、108b相互嚙合，故當(dāng)小齒輪108a、108b旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生噪音。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的在于提供一種用簡單構(gòu)造即可使一對移動體同步、且可用高精度進(jìn)行定位、可降低制造成本、降低噪音的運動機(jī)構(gòu)。
這了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具備以下構(gòu)造。
首先，本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)的第1構(gòu)造的特征為，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的一對導(dǎo)桿、可沿各所述導(dǎo)桿向所述第1方向移動的一對移動體、設(shè)置在該一對移動體中一個上的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第1移動體中另一個上的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述移動體向第1方向移動的驅(qū)動裝置。在第1構(gòu)造中，也可以設(shè)置連接所述一對移動體的連接體。
本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)的第2構(gòu)造的特征為，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的一對第1導(dǎo)桿、可沿各第1導(dǎo)桿向所述第1方向移動的一對第1移動體、連接該一對第1移動體的第1連接體、設(shè)置在所述一對第1移動體中一個上的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第1移動體中另一個上的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述第1移動體向第1方向移動的第1驅(qū)動裝置、設(shè)置在所述基座上且向與所述第1方向成直角的第2方向延伸的一對第2導(dǎo)桿、可沿各第2導(dǎo)桿向所述第2方向移動的一對第2移動體、連接該一對第2移動體的第2連接體、設(shè)置在所述一對第2移動體中一個上的第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第2移動體中另一個上的第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第3卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第3卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第4卷掛構(gòu)件、使所述第2移動體向第2方向移動的第2驅(qū)動裝置、可在所述第1連接體上及所述第2連接體上移動的運動體。
本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)的第3構(gòu)造的特征為，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的導(dǎo)桿、沿與所述第1方向成直角的第2方向伸長、且可沿所述導(dǎo)桿向所述第1方向移動的移動體、設(shè)置在該移動體一端部的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述移動體另一端部的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述移動體向第1方向移動的驅(qū)動裝置。
在上述各種構(gòu)造中，所述驅(qū)動裝置既可以使用與所述移動體螺紋結(jié)合并對該移動體進(jìn)行移動驅(qū)動的滾珠絲桿，也可以使用使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
在本發(fā)明的運動機(jī)構(gòu)上，第1卷掛構(gòu)件和第2卷掛構(gòu)件受到張力，以相互拉引的狀態(tài)卷掛在一對旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上。另外，第1卷掛構(gòu)件及第2卷掛構(gòu)件各自的兩端部分別互為反方向地拉出并固定。采用這樣的構(gòu)造，當(dāng)一對移動體中一個移動體向一個方向移動時，另一個移動體也可同步地向同一方向移動。即，由于施加在第1卷掛構(gòu)件及第2卷掛構(gòu)件上的張力，一對移動體間的彎矩消除，使該一對移動體可同步地移動。另外，第2構(gòu)造中的第3卷掛構(gòu)件和第4卷掛構(gòu)件也具有完全相同的效果。
另外，即使各移動體移動，也可始終通過各旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿而保持第1卷掛構(gòu)件和第2卷掛構(gòu)相互拉引的狀態(tài)。從而，可消除各移動體的間隙，實現(xiàn)高精度定位。
另外，無需用齒軌、小齒輪，而只用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和卷掛構(gòu)件這種簡單構(gòu)造即可實現(xiàn)同步機(jī)構(gòu)，可降低制造成本。
還有，與齒軌與小齒輪嚙合的場合相比，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和卷掛構(gòu)件之間的噪音可大幅度降低。
對附圖的簡單說明以下結(jié)合


本發(fā)較佳實施例，在附圖中，圖1是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第1實施例的俯視圖。
圖2是圖1A-A線的剖視圖。
圖3是表示第1實施例皮帶輪部細(xì)節(jié)的剖視圖。
圖4是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第2實施例的俯視圖。
圖5是圖4B-B線的剖視圖。
圖6是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第3實施例的俯視圖。
圖7是圖6C-C線的剖視圖。
圖8是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第4實施例的俯視圖。
圖9是圖8D-D線的剖視圖。
圖10是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第5實施例的俯視圖。
圖11是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第6實施例的俯視圖。
圖12是表示旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿另一例的剖視圖。
圖13是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第7實施例的俯視圖。
圖14是本發(fā)明運動機(jī)構(gòu)第8實施例的俯視圖。
圖15是傳統(tǒng)運動機(jī)構(gòu)的俯視圖。
實施例以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實施例。
(第1實施例)以下結(jié)合圖1(俯視圖)、圖2(A-A線剖視圖)及圖3(表示皮帶輪細(xì)節(jié)的剖視圖)說明第1實施例。
基座10a、10b構(gòu)成裝置的基座部分，圖面上是用二個構(gòu)件構(gòu)成。在各基座10a、10b上設(shè)置向作為第1方向的X方向延伸的一對X導(dǎo)桿12a、12b。X導(dǎo)桿12a、12b形成軌道狀，平行設(shè)置。
一對X移動體14a、14b沿一對X導(dǎo)桿12a、12b而在X方向移動。具體說，X移動體14a、14b分別與X導(dǎo)桿12a、12b嵌合，同時可在X導(dǎo)桿12a、12b上向X方向移動。另外，為了防止X移動體14a、14b從X導(dǎo)桿12a、12b脫落，可以做成譬如榫槽構(gòu)造。
X連接體16連接一對X移動體14a、14b。X連接體16并不限于圖中所示的橫梁狀，也可做成譬如桿狀或管狀。
一對皮帶輪18a、18b分別設(shè)置在一對X移動體14a、14b上。皮帶輪18a起第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的作用，皮帶輪18b起第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的作用。皮帶輪18a、18b如圖3所示，固定在旋轉(zhuǎn)軸35上，該旋轉(zhuǎn)軸35經(jīng)過軸承34而可旋轉(zhuǎn)地安裝在X移動體14a、14b上。從而，皮帶輪18a、18b可與各旋轉(zhuǎn)軸35一體旋轉(zhuǎn)。各皮帶輪18a、18b形成雙層皮帶輪，其下層卷掛著第1皮帶20，上層卷掛著第2皮帶22。另外，本實施例中各皮帶輪18a、18b是雙層皮帶輪一體旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然也可以是上層皮帶輪和下層皮帶輪各自旋轉(zhuǎn)。
第1皮帶20是第1卷掛構(gòu)件的一例。第1皮帶20的中途部斜向卷掛在一對皮帶輪18a、18b之間。第1皮帶20的端部從皮帶輪18a、18b互為反向地拉出。在第1皮帶20上施加有張力，各端部固定在基座10a、10b上。即，在圖1的圖面上，第1皮帶20向皮帶輪18a的左下方部和皮帶輪18b的右上方部卷掛，整體拉成Z字狀。第1皮帶20的一端部20a固定在設(shè)于基座10a上端的固定部21a上，第1皮帶20的另一端20b固定在設(shè)于基座10b另一端的固定部21b上。另外，第1皮帶20的下端部20a與皮帶輪18a之間，以及第1皮帶20的另一端部20b與皮帶輪18b之間，是與X導(dǎo)桿12a、12b平行設(shè)置的。
第2皮帶22是第2卷掛構(gòu)件的一例。第2皮帶22的中途部斜向卷掛在一對皮帶輪18a、18b之間，第2皮帶22的端部從皮帶輪18a、18b互為反向地拉出。在第2皮帶22上施加有張力，各端部固定在基座10a、10b上。即，在圖1的圖面上，第2皮帶22向皮帶輪18a的左上方部和皮帶輪18b的右下方部卷掛，整體拉成Z字狀。第2皮帶22的一端部22a固定在設(shè)于基座10a下端的固定部23a上，第2皮帶22的另一端22b固定在設(shè)于基座10b另一端的固定部23b上。另外，第2皮帶22的上端部22a與皮帶輪18a之間，以及第2皮帶22的另一端部22b與皮帶輪18b之間，是與X導(dǎo)桿12a、12b平行設(shè)置的。
在本實施例中，第1及第2卷掛構(gòu)件是使用皮帶20、22，當(dāng)然并不限于此，只要是能夠卷掛并可施加張力的均可，可使用同步皮帶、鏈條、鋼纜等。另外，在使用同步皮帶時，可用同步皮帶輪作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿。而在使用鏈條時，則用鏈輪作為旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿。使用鋼纜或繩索作為卷掛構(gòu)件時，鋼纜或繩索只要能在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上充分滑動即可，即使旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿不自轉(zhuǎn)也可以。
另外，前述固定部21a、21b能夠調(diào)節(jié)第1皮帶20的張力并固定各端部20a、20b。而固定部23a、23b則能夠調(diào)節(jié)第2皮帶22的張力并固定各端部22a、22b。固定部21a、21b、23a、23b可如圖1所示那樣用螺釘36固定第1皮帶20及第2皮帶22的端部。作為在第1皮帶20和第2皮帶22上施加張力的方法，可以采用把卷掛構(gòu)件固定在基座上時用一定的力進(jìn)行拉伸的方法，以及通過具有一定彈力的彈簧而把卷掛構(gòu)件的端部固定在基座上的方法等。而為了使一對移動體14a、14b的移動能根據(jù)負(fù)荷條件而實現(xiàn)最佳同步，也可采用隨時調(diào)節(jié)張力的機(jī)構(gòu)。另外，通常是把第1皮帶20和第2皮帶22的張力設(shè)定為相同，但當(dāng)只在一對X移動體14a、14b的一個方向有較大負(fù)荷時，也可將二者設(shè)定為不同的張力。
在本實施例中，將固定部21a、21b、23a、23b設(shè)在基座的各端部，而卷掛構(gòu)件的端部則可在基座的任意位置上固定。
另外，在本實施例中，一對皮帶輪18a、18b是在與X方向正交的Y方向間隔設(shè)置的，但并不限于此，也可以在與X軸斜向交叉的方向設(shè)置。
還有，在本實施例中，皮帶20、22是簡單卷掛在皮帶輪18a、18b上，當(dāng)然也可以在皮帶輪18a、18b上卷繞一圈以上。采用這種構(gòu)造時，可防止卷掛構(gòu)件從旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上脫落。
在以上構(gòu)造的運動機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動裝置11可采用各種驅(qū)動手段。譬如用圖4所示的用伺服馬達(dá)28驅(qū)動的滾珠絲桿24、或用圖7所示的對皮帶輪18b進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的伺服馬達(dá)28直接使X移動體14a、14b中至少一個向X方向移動，用本實施例所示的構(gòu)造時，可以使X移動體14a、14b同步移動。
另外，驅(qū)動裝置11既可以是直接使一對X移動體14a、14b雙方都向X方向移動，也可以是直接使X連接體16向X方向移動。即，驅(qū)動裝置11只要是使X移動體14a、14b及向X方向移動的可動構(gòu)件中的至少1個移動即可。無論驅(qū)動裝置11的構(gòu)造如何，一對X移動體14a、14b都因第1皮帶20和第2皮帶22的張力而可同步移動。
(第2實施例)以下結(jié)合圖4(俯視圖)和圖5(B-B線剖視圖)說明在第1實施例的運動機(jī)構(gòu)上具體安裝驅(qū)動裝置11的第2實施例。
在本實施例中，就使用滾珠絲桿的驅(qū)動裝置進(jìn)行說明。凡與第1實施例相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號且省略其說明。
X滾珠絲桿24沿X方向設(shè)置。X滾珠絲桿24可以自身的軸線為中心旋轉(zhuǎn)，其兩端保持在固定于基座10b上的支撐構(gòu)件26a、26b之間。X滾珠絲桿24與X移動體14b螺紋結(jié)合。另外，X滾珠絲桿24在停止過程中可保持當(dāng)時的旋轉(zhuǎn)位置，可防止X移動體14a、14b移位。
伺服馬達(dá)28構(gòu)成驅(qū)動裝置。伺服馬達(dá)28使X滾珠絲桿24旋轉(zhuǎn)。伺服馬達(dá)28與X滾珠絲桿24用聯(lián)接器27連接。通過控制伺服馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)量，可以控制X滾珠絲桿24的旋轉(zhuǎn)。
一旦X滾珠絲桿24旋轉(zhuǎn)，用X連接體16連接的兩個X移動體14a、14b即在X導(dǎo)桿12a、12b上向X方向同步移動。與第1實施例相同，即使兩個X移動體14a、14b移動，第1皮帶20和第2皮帶22也始終保持以各皮帶輪18a、18b為中心而相互拉引的狀態(tài)，故兩個X移動體14a、14b可作同步移動。
另外，由于第1皮帶20和第2皮帶22通過皮帶輪18a、18b而相互拉引，故X移動體14a、14b的間隙被消除。從而可以將X移動體14a、14b及安裝在X移動體14a、14b上的構(gòu)件高精度定位。
(第3實施例)以下結(jié)合圖6(俯視圖)和圖7(C-C線剖視圖)說明第3實施例。在第3實施例中，是用直接使設(shè)置在移動體上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置作為驅(qū)動裝置11。凡與第1實施例相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號且省略其說明。
作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置一例的伺服馬達(dá)28設(shè)置在X移動體14b上所設(shè)的支撐部30上，伺服馬達(dá)28與皮帶輪18b的旋轉(zhuǎn)軸35通過聯(lián)接器27連接。通過控制伺服馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)量，可以控制皮帶輪18b的旋轉(zhuǎn)。另外，皮帶輪18b與伺服馬達(dá)28也可以通過減速器連接。
一旦伺服馬達(dá)28轉(zhuǎn)動皮帶輪18b，皮帶輪18a、18b便在第1皮帶20及第2皮帶22上滾動。譬如，當(dāng)使皮帶輪18b順時針方向旋轉(zhuǎn)時，在圖6的圖面上，X移動體14b向上方移動。這樣一來，第1皮帶20的與X導(dǎo)桿12b平行的部分伸長，第2皮帶22的與X導(dǎo)桿12b平行的部分縮短。皮帶輪18a則在逆時針方向旋轉(zhuǎn)。這樣一來，第1皮帶20的與X導(dǎo)桿12a平行的部分縮短，第2皮帶22的與X導(dǎo)桿12a平行的部分伸長。于是，兩個X移動體14a、14b在X導(dǎo)桿12a、12b上向上方作高精度同步移動。反之，要使兩個X移動體14a、14b向下方移動的場合，只要使皮帶輪18b逆時針方向旋轉(zhuǎn)，皮帶輪18a便在順時針方向旋轉(zhuǎn)，兩個X移動體14a、14b高精度地向下方作同步移動。
(第4實施例)以下結(jié)合圖8(俯視圖)和圖9(D-D線剖視圖)說明第4實施例。凡與第1實施例構(gòu)造相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號且省略其說明。
關(guān)于X方向的構(gòu)造，除了基座50和起第1連接體作用的一對X桿36a、36b與第1實施例的構(gòu)造不同外，其余結(jié)構(gòu)大致相同?；?0形成中央部分挖空的框狀。在一對X桿36a、36b的兩端連接著一對X移動體(第1移動體)14a、14b。另外，X桿不一定非要一對，也可以是一根或3根以上，而且也可以是管狀等形狀。
還有，在本實施例中，第1實施例中所示的X導(dǎo)桿12a、12b是第1導(dǎo)桿，X驅(qū)動裝置11a成為第1驅(qū)動裝置。
以下說明Y方向(第2方向)的構(gòu)造。Y方向的構(gòu)造與X方向的構(gòu)造相同，故省略對其作用等的詳細(xì)說明。
在基座50上，設(shè)有在與X方向成直角的Y方向延伸的一對Y導(dǎo)桿(第2導(dǎo)桿)52a、52b。
一對Y移動體(第2移動體)54a、54b沿一對Y導(dǎo)桿52a、52b在Y方向移動。
一對Y桿(第2連接體)56a、56b連接一對Y移動體54a、54b。另外，Y桿不一定非要一對，也可以是一根或3根以上，而且也可以是管狀等形狀。起第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿及第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的作用的皮帶輪58a、58b分別設(shè)置于各Y移動體54a、54b上。各皮帶輪58a、58b形成雙層皮帶輪，下層卷掛第3皮帶(第3卷掛構(gòu)件)60，上層卷掛第4皮帶(第4卷掛構(gòu)件)62。
第3皮帶60的中途部卷掛在皮帶輪58a、58b上，端部互為反方向地拉出。第3皮帶60上受到張力，各端部固定在基座50上。
第4皮帶62的中途部卷掛在皮帶輪58a、58b上，形成與第3皮帶60相互拉引的狀態(tài)，端部互為反方向地拉出。第4皮帶62上受到張力，各端部固定在基座50上。
固定部61a、61b調(diào)節(jié)第3皮帶60的張力并將其端部固定。固定部63a、63b調(diào)節(jié)第4皮帶62的張力并固定其端部。運動體70被一對X桿36a、36b及一對Y桿56a、56b貫通，并在內(nèi)部正交。運動體70可在一對X桿36a、36b上向Y方向移動，同時可在一對Y桿56a、56b上向X方向移動。另外，運動體70形成塊體。在運動體70的上側(cè)面形成可供第1皮帶20及第2皮帶22通過的上側(cè)槽部，在下側(cè)面形成與前述上側(cè)槽部正交并可供第3皮帶60及第4皮帶62通過的下側(cè)槽部。在運動體70上部，向Y方向穿設(shè)有供一對X桿36a、36b貫通的一對貫通孔，在運動體70下部，向X方向穿設(shè)有供一對Y桿56a、56b貫通的一對貫通孔。運動體70上可載放作業(yè)用的機(jī)械手、工具、工件等。
在以上構(gòu)造的運動機(jī)構(gòu)上，如果使用使X移動體向X方向移動的X驅(qū)動裝置11a以及使Y移動體向Y方向移動的Y驅(qū)動裝置(第2驅(qū)動裝置)11b，便可使運動體70向X-Y方向作高精度的2維運動。
如第1實施例中已對X驅(qū)動裝置11所作的說明，X驅(qū)動裝置11a及Y驅(qū)動裝置11b可以采用種種機(jī)構(gòu)。譬如，可以通過直接使Y移動體54a、54b中至少一個向Y方向移動的Y驅(qū)動裝置11b使Y移動體54a、54b作同步移動。
另外，Y驅(qū)動裝置11b既可以是直接使一對Y移動體54a、54b雙方都向Y方向移動，也可以是直接使Y桿56a、56b向Y方向移動。即，Y驅(qū)動裝置11b只要使至少1個向Y方向移動的可動構(gòu)件移動即可。與第1實施例一樣，一對Y移動體54a、54b因第3皮帶60和第4皮帶62的張力而可作同步移動。
X驅(qū)動裝置11a及Y驅(qū)動裝置11b也可以是直接使運動體70向X及Y方向移動。即，只要運動體70移動，第1皮帶20和第2皮帶22的張力便使一對X移動體14a、14b在X方向的動作同步，第3皮帶60和第4皮帶62的張力便使一對Y移動體54a、54b在Y方向的動作同步。其結(jié)果是，運動體70可作高精度運動。
(第5實施例)以下結(jié)合圖10(俯視圖)說明第5實施例。第5實施例具體采用含滾珠絲桿的機(jī)構(gòu)作為第4實施例中的X及Y驅(qū)動裝置11a、11b。
第5實施例的X驅(qū)動裝置與第2實施例的X驅(qū)動裝置構(gòu)造相同，凡與第2實施例相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號并省略對其說明。
一旦X滾珠絲桿24旋轉(zhuǎn)，用作為第1連接體的X桿36a、36b連接的兩個X移動體14a、14b便在X導(dǎo)桿12a、12b上向X方向作同步移動。
另外，Y驅(qū)動裝置只是方向與X驅(qū)動裝置不同，其構(gòu)造與X驅(qū)動裝置相同，故省略對其作用等的說明。
Y滾珠絲桿64設(shè)置在Y方向。Y滾珠絲桿64可以自身的軸線為中心旋轉(zhuǎn)。Y滾珠絲桿64保持在固定于基座50上的支撐構(gòu)件66a、66b之間。Y滾珠絲桿64與Y移動體54b螺紋結(jié)合。
伺服馬達(dá)68使Y滾珠絲桿64旋轉(zhuǎn)。伺服馬達(dá)68和Y滾珠絲桿64通過聯(lián)接器67連接。
一旦Y滾珠絲桿64旋轉(zhuǎn)，用作為第2連接體的Y桿56a、56b連接的兩個Y移動體54a、54b便在Y導(dǎo)桿52a、52b上向Y方向同步移動。
由于一對X移動體14a、14b及一對Y移動體54a、54b可分別同步移動，故可提高運動體70的運動性，使運動體70向X-Y方向作高精度的2維運動。
另外，由于卷掛構(gòu)件的張力可消除機(jī)構(gòu)內(nèi)的間隙，故可提高運動體70的重復(fù)定位精度。
進(jìn)而，由于使用X滾珠絲桿24、Y滾珠絲桿64作為驅(qū)動裝置，故可進(jìn)一步提高定位精度。
又由于通過X桿及Y桿在圓周支撐運動體70，故可使運動體70穩(wěn)定地運動。
(第6實施例)以下結(jié)合圖11(俯視圖)說明第6實施例。第6實施例是在第4實施例的構(gòu)造中，使用直接使設(shè)置在X移動體及Y移動體上的皮帶輪旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置作為X及Y驅(qū)動裝置11a、11b。
第6實施例的X驅(qū)動裝置構(gòu)造與第3實施例的X驅(qū)動裝置相同，凡與第3實施例相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號并省略對其說明。
采用X驅(qū)動裝置時，一旦用作為第1旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的伺服馬達(dá)28轉(zhuǎn)動皮帶輪18b(見圖8)，皮帶輪18a、18b便在第1皮帶20及第2皮帶22(見圖8)上轉(zhuǎn)動。這樣，兩個X移動體14a、14b便與第3實施例同樣，可在X導(dǎo)桿12a、12b上向X方向高精度地同步移動。
另外，Y驅(qū)動裝置只是方向不同，而構(gòu)造與X驅(qū)動裝置相同，故省略對其作用等的說明。
作為Y驅(qū)動裝置第2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的伺服馬達(dá)68設(shè)置在Y移動體54b上所設(shè)的支撐部80上。伺服馬達(dá)68和皮帶輪58b(見圖8)的軸用聯(lián)接器連接。另外，皮帶輪58b和伺服馬達(dá)68也可以通過減速器連接。
一旦皮帶輪58b(見圖8)旋轉(zhuǎn)，皮帶輪58a、58b便在第3皮帶60及第4皮帶62上滾動。這樣，兩個Y移動體54a、54b便可與第5實施例一樣，在Y導(dǎo)桿52a、52b上向Y方向高精度地同步移動。
從而，本實施例可得到與第5實施例相同的效果，而且構(gòu)造更加簡單，制造成本更低。
另外，第1～第6實施例是用皮帶作為卷掛構(gòu)件。在采用同步皮帶作為卷掛構(gòu)件時，有時會發(fā)生同步皮帶之間的相位偏差。為了解決這一相位偏差，如圖12所示，可以采取雙層皮帶輪的上層部72和下層部74可在固定于移動體76上的軸78上獨立旋轉(zhuǎn)的形式。采用這樣的構(gòu)造，可在各同步皮帶80、82上施加最佳張力。即使在利用鏈條作為卷掛構(gòu)件的場合，可以使用上層部和下層部可獨立旋轉(zhuǎn)的雙層鏈輪來代替雙層皮帶輪。
(第7實施例)在第1～第6實施例中，X方向或Y方向的構(gòu)造采用包含了一對導(dǎo)桿和一對移動體的構(gòu)造。第7實施例則是由1根導(dǎo)桿和1個移動體構(gòu)成，該運動機(jī)構(gòu)可在保持移動體在導(dǎo)桿上最佳姿態(tài)的同時使移動體移動。
第7實施例如圖13(俯視圖)所示。凡與前述實施例構(gòu)造相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號并省略對其說明。
本實施例的運動機(jī)構(gòu)是用受到張力的第1皮帶20及第2皮帶22來保持移動體90相對于導(dǎo)桿92的姿態(tài)。通過這一姿態(tài)的保持，即使移動體90上被不平衡地施加了負(fù)荷，移動體90仍能沿基座10上的導(dǎo)桿92而在保持規(guī)定姿態(tài)的同時順利地移動。
(第8實施例)第8實施例如圖14(俯視圖)所示。本實施例基于第1實施例，凡與第1實施例構(gòu)造相同的構(gòu)件均標(biāo)上相同符號并省略對其說明。
在本實施例的運動機(jī)構(gòu)上設(shè)有調(diào)節(jié)各卷掛構(gòu)件張力用的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B。以下先說明該張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B的構(gòu)造。
氣缸裝置94A固定在基座10a的端部。氣缸裝置94A的可伸縮桿94a的前端連接著第1皮帶20的一端20a。另一方面，氣缸裝置94B固定在基座10b的端部。氣缸裝置94B的可伸縮桿94b的前端連接著第2皮帶22的一端22a。
在從壓縮機(jī)97A向氣缸裝置94A供給作為壓力流體之一例的壓縮空氣的流路96A的中途設(shè)有調(diào)節(jié)器98A。同樣，在從壓縮機(jī)97B向氣缸裝置94B供給壓縮空氣的流路96B的中途設(shè)有調(diào)節(jié)器98B。在本實施例中，是利用壓縮空氣作為壓力流體，當(dāng)然也可以利用液體或氣體，在使用油等流體時，可以用泵向氣缸裝置94A、94B供給流體。調(diào)節(jié)器98A、98B調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力。這種調(diào)節(jié)也可以通過遙控進(jìn)行。通過用調(diào)節(jié)器98A、98B進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)第1及第2皮帶20、22的張力。
還有，本實施例是把張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B與各皮帶20、22的一個端部連接，當(dāng)然也可以把兩個端部都與張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。如果把各皮帶20、22的兩個端部都與張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接，能夠更加精密地調(diào)節(jié)張力。
以下說明張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B的動作。
在運動機(jī)構(gòu)的初始設(shè)定階段，通過調(diào)節(jié)器98A、98B調(diào)節(jié)向氣缸裝置94A、94B供給的壓縮空氣的壓力，并分別加以設(shè)定。通過這一壓力調(diào)節(jié)，可分別調(diào)節(jié)第1皮帶20及第2皮帶22的張力。通過將該張力調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，可以將連接X移動體14a、14b的X連接體16高精度地設(shè)定在與X導(dǎo)桿12a、12b成直角的位置。
通過設(shè)置張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B，即使在動作過程中有較大的負(fù)荷施加給一對X移動體14a、14b中的一個，也能將第1皮帶20和第2皮帶22的張力分別調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。
由于負(fù)荷等使用條件的不同和變化，必須調(diào)節(jié)第1皮帶20和第2皮帶22的張力。這時，只要設(shè)置張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)99A、99B，便能進(jìn)行最佳調(diào)節(jié)。
在停止一對X移動體14a、14b及X連接體16的運動時，通過增強(qiáng)第1皮帶20和第2皮帶22的張力，可以吸收慣性力。由于在急劇的停止動作時也能吸收慣性力，可以抑制振動，將可動構(gòu)件高精度地定位。
在本實施例中說明了對用X連接體16連接的一對X移動體14a、14b進(jìn)行驅(qū)動的運動機(jī)構(gòu)，當(dāng)然張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也可用于上述各實施例中。譬如在具有X連接體及Y連接體上移動的運動體的第4實施例(見圖8)中，可以在X方向的構(gòu)造和Y方向的構(gòu)造中分別設(shè)置張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
另外，作為張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并不限于包含上述氣缸裝置94A、94B的機(jī)構(gòu)，也可以用包含譬如螺線管和螺釘?shù)臋C(jī)構(gòu)構(gòu)成。
在上述第1～第8實施例中，是使用伺服馬達(dá)作為驅(qū)動裝置的驅(qū)動源，當(dāng)然也可以把氣缸裝置等作為驅(qū)動源使用。除了使用滾珠絲桿作為驅(qū)動裝置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直接連接伺服馬達(dá)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)之外，還可以采用利用杠桿回轉(zhuǎn)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)、聯(lián)桿機(jī)構(gòu)等。
另外，在第1～第8實施例中，所舉的是在水平面內(nèi)運用的例子，而本發(fā)明的運動機(jī)構(gòu)也可垂直或傾斜設(shè)置，可以應(yīng)用于譬如精密機(jī)械手裝置或卸貨裝置等。
以上說明了本發(fā)明的各種較佳實施例，不言而喻，本發(fā)明并不限于上述實施例，還可在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的一對導(dǎo)桿、可沿各所述導(dǎo)桿向所述第1方向移動的一對移動體、設(shè)置在該一對移動體中一個上的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第1移動體中另一個上的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述移動體向第1方向移動的驅(qū)動裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，還具有連接所述一對移動體的連接體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置以與所述移動體中至少一個螺紋結(jié)合并使該移動體移動的滾珠絲桿作為構(gòu)成要素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置是使所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿中至少一個旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
5.一種運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的一對第1導(dǎo)桿、可沿各第1導(dǎo)桿向所述第1方向移動的一對第1移動體、連接該一對第1移動體的第1連接體、設(shè)置在所述一對第1移動體中一個上的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第1移動體中另一個上的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述第1移動體向第1方向移動的第1驅(qū)動裝置、設(shè)置在所述基座上且向與所述第1方向成直角的第2方向延伸的一對第2導(dǎo)桿、可沿各第2導(dǎo)桿向所述第2方向移動的一對第2移動體、連接該一對第2移動體的第2連接體、設(shè)置在所述一對第2移動體中一個上的第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述一對第2移動體中另一個上的第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第3卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第3卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第4卷掛構(gòu)件、使所述第2移動體向第2方向移動的第2驅(qū)動裝置、可在所述第1連接體上及所述第2連接體上移動的運動體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第1驅(qū)動裝置以與所述第1移動體中至少一個螺紋結(jié)合并使該第1移動體移動的滾珠絲桿作為構(gòu)成要素，所述第2驅(qū)動裝置以與所述第2移動體中至少一個螺紋結(jié)合并使該第2移動體移動的滾珠絲桿作為構(gòu)成要素。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第1驅(qū)動裝置是使所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿中至少一個旋轉(zhuǎn)的第1旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述第2驅(qū)動裝置是使所述第3旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第4旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿中至少一個旋轉(zhuǎn)的第2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，
8.一種運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，具有設(shè)置在基座上且向第1方向延伸的導(dǎo)桿、沿與所述第1方向成直角的第2方向伸長、且可沿所述導(dǎo)桿向所述第1方向移動的移動體、設(shè)置在該移動體一端部的第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、設(shè)置在所述移動體另一端部的第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第1卷掛構(gòu)件、受到張力并卷掛于所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與所述第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在所述基座上、另一端部從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在所述基座上的第2卷掛構(gòu)件、使所述移動體向第1方向移動的驅(qū)動裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置以與所述移動體螺紋結(jié)合并使該移動體移動的滾珠絲桿作為構(gòu)成要素。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置是使所述第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿和第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿中至少一個旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10中任一項所述的運動機(jī)構(gòu)，其特征在于，還具有與所述各卷掛構(gòu)件的至少一端連接、調(diào)節(jié)各卷掛構(gòu)件的張力的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一對移動體(14a、14b)可沿導(dǎo)桿(12a、12b)向第1方向(X)移動。第1、第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿(18a)、(18b)設(shè)置在各移動體上。第1、第2卷掛構(gòu)件(20、22)受到張力并卷掛在第1、第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上,第1卷掛構(gòu)件的一端部(20a)從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿拉出并固定于基座(10a)上,另一端部(20b)從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在基座(10b)上。第2卷掛構(gòu)件的一端部從第1旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與第1卷掛構(gòu)件一端部的拉出方向相反的方向拉出并固定在基座上,另一端部(22b)從第2旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿向與一端部相反的方向拉出并固定在基座上。驅(qū)動裝置(11)使移動體向第1方向移動。
文檔編號B25J9/10GK1191502SQ96195786
公開日1998年8月26日 申請日期1996年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月27日
發(fā)明者柳澤健 申請人:柳澤健