[发明专利]一种机械式纳米级高精度直线驱动装置

权利要求书

1.一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于：包括减速步进电机(1)、传动形式转换组件(2)、传感器组件(3)；传动形式转换组件(2)包括切口螺母(21)、传动轴(22)、预紧件(23)、柔性限位机构(24)、直线传动箱体(25)、直线传动箱端盖(26)、输出转接螺母(27)和直线输出保持架(28)；切口螺母(21)套在减速步进电机(1)的输出轴上且端部与减速步进电机(1)端部固定连接；传动轴(22)安装在切口螺母(21)内，一端与减速步进电机(1)的输出轴连接，另一端安装输出转接螺母(27)，传动轴(22)上设有轴肩，柔性限位机构(24)安装在轴肩上并通过输出转接螺母(27)压紧；预紧件(23)安装在切口螺母(21)上，用于消除切口螺母(21)与传动轴(22)之间的间隙；直线传动箱体(25)一端连接减速步进电机(1)，另一端安装直线传动箱端盖(26)，直线输出保持架(28)安装在直线传动箱端盖(26)未与直线传动箱体(25)连接的一侧，输出转接螺母(27)从直线传动箱端盖(26)、直线输出保持架(28)中部伸出，柔性限位机构(24)与直线转动箱体(25)内壁相配合，用于限制传动轴(22)的转动；传感器组件(3)连接直线输出保持架(28)，传感器组件(3)与输出转接螺母(27)相配合，实时测量所述直线驱动装置输出的位移量。

2.根据权利要求1所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述传感器组件(3)包括传感器保持架(31)、传感器输入轴(32)、传感器(33)、传感器端盖(34)和传感器输出轴(35)；传感器保持架(31)安装在直线输出保持架(28)上，传感器(33)安装在传感器保持架(31)内并通过传感器端盖(34)压紧，传感器输入轴(32)和传感器输出轴(35)分别连接传感器(33)的两端，传感器输入轴(32)未与传感器(33)连接的一端与输出转接螺母(27)相连。

3.根据权利要求2所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述传感器保持架(31)包括支撑部分和固定部分，固定部分为圆筒结构，圆筒结构内安装传感器(33)，固定部分通过圆筒结构端部的法兰盘与支撑部分连接；支撑部分包括三个圆柱，沿圆环形的直线输出保持架(28)周向均匀分布，安装在直线输出保持架(28)上。

4.根据权利要求3所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述传感器(33)为直线差分式传感器。

5.根据权利要求1或2所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述减速步进电机(1)为行星齿轮减速步进电机。

6.根据权利要求1或2所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述预紧件(23)为切口螺母预紧环或具有弹性收紧功能的弹簧，切口螺母预紧环为带有切口的环形结构。

7.根据权利要求1或2所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，柔性限位机构(24)采用柔性盘，所述柔性盘为一体化结构，包括三片支撑片，三片支撑片一端相互连接，三片支撑片之间夹角均为120°，三片支撑片另一端均有凸起结构；柔性盘中心处开有通孔。

8.根据权利要求7所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述直线传动箱体(25)为圆筒形结构，内壁沿直线传动箱体(25)轴向开有三道凹槽，三道凹槽沿直线传动箱体(25)周向均匀分布，三道凹槽分别与柔性盘的三片支撑片端部的凸起结构相配合，用于限制传动轴(22)旋转。

9.根据权利要求1所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述传动形式转换组件(2)的材料为钛合金材料；切口螺母(21)、传动轴(22)的表面镀MoS₂涂层。

10.根据权利要求2所述的一种机械式纳米级高精度直线驱动装置，其特征在于，所述传感器保持架(31)、传感器端盖(34)的材料为钛合金，传感器输入轴(32)和传感器输出轴(35)的材料为不锈钢材料。