[发明专利]线角耦合驱动机构

说明书

本发明涉及一种线角耦合驱动机构。主要解决现有既转动又移动的运动头由两个动力源控制时的运动头质量偏大、结构复杂、动力配置浪费等技术问题。本发明驱动机构包括至少一个支架，所述支架中至少具有一导轨；一移动座可移动地设置在所述导轨上；所述移动座上枢接一转动头；所述转动头包括转轴和至少一个被动轮，所述被动轮与所述转轴同轴设置；其特征在于：所述线角耦合驱动机构还包括由第一动力源驱动的第一驱动轮、由第二动力源驱动的第二驱动轮；第一动力源和第二动力源固定在支架上，所述第一驱动轮、第二驱动轮分别同时与所述被动轮的相对侧啮合，并共同驱动转动头沿所述轨道移动和沿所述转轴转动的复合运动。本发明可用于3D打印机,CNC,激光雕刻机等。

技术领域

本发明涉及一种转动(转角运动)和移动（线性运动）的驱动机构，特别涉及一种线角耦合驱动机构。

背景技术

在现有很多自动控制装置或机构中存在既转动又移动的运动头，例如CNC中的铣刀轴、雕刻机中的雕刻头、PCB表面帖装（SMT）机器中的吸嘴、一些机器人的机械手臂和多喷嘴FDM 3D打印机中的喷头，等等。

这些运动头的转动和移动是分别通过两个不同的电机（或称马达）驱动的。其中，一个电机驱动运动头平移（是指沿某一个方向的移动。如果需要驱使运动头做多个方向移动，可能还需要进一步增加垂直方式的导轨和平移驱动电机），另一个电机驱动运动头转动。

现有技术中，运动头的转动驱动电机随着运动头一起运动，这种结构设计使得运动头的惯量大，会大大影响运动头的响应速度和定位精度。而且运动头的结构复杂，驱动电机随运动头一起运动导致线束布置繁琐，不利于提升可靠性和降低成本。

另外，当运动头处于仅转动或仅平移的工作状态时，只有其中的一个电机在工作状态，另一个电机处于闲置状态。由于上述结构设计的限制，闲置的电机的驱动力不能对另一个工作的电机提供帮助，使得电机的动力配置存在浪费。即：为了确保两个电机在各自的工作状态中向运动头提供足够的动力，必须分别配置二个较大功率的电机。

发明内容

本发明的目的是提供一种线角耦合驱动机构，来解决上述各技术问题。

本发明的技术方案为：一种线角耦合驱动机构，包括至少一个支架，所述支架中至少具有一导轨；一移动座可移动地设置在所述导轨上；所述移动座上枢接一转动头；所述转动头包括转轴和至少一个被动轮，所述被动轮与所述转轴同轴设置；其特征在于：所述线角耦合驱动机构还包括由第一动力源驱动的第一驱动轮、由第二动力源驱动的第二驱动轮；所述第一动力源和所述第二动力源固定在所述支架上；所述第一驱动轮、所述第二驱动轮分别同时与所述被动轮的相对侧啮合，并共同驱动所述转动头沿所述导轨移动和沿所述转轴转动的复合运动。

被动轮可以采用涡轮或斜齿轮，驱动轮可以采用蜗杆或斜齿轮。优选的，所述被动轮为涡轮，驱动轮为蜗杆；或者，被动轮和驱动轮均为斜齿轮。被动轮可为两个，一个被动轮为涡轮，与其啮合的驱动轮为蜗杆，另一个被动轮为斜齿轮，与其啮合的驱动轮为斜齿轮。转动头的轴线与导轨垂直或成角度设置。

在所述转轴与所述移动座之间设有轴承。

所述导轨与所述移动座的匹配方式为下述之一：钢棒配合直线轴承、滚动式或滑动式直线导轨、凹槽与凸台滑动配合。

线角耦合驱动机构可采用多个组合形式，可以是下述方式之一：

一种线角耦合驱动机构的组合结构，包括二个所述线角耦合驱动机构；其中，一个所述线角耦合驱动机构的转动头与另一个所述线角耦合驱动机构的第一驱动轮或第二驱动轮同轴固定连接，和/或，一个所述线角耦合驱动机构的移动座与另一个所述线角耦合驱动机构的支架固定连接。