[发明专利]具有径向力量传感器的滚珠螺杆有效

专利信息
申请号: 201811063818.2 申请日: 2018-09-12
公开(公告)号: CN110735898B 公开(公告)日: 2021-09-07
发明(设计)人: 陈志远;苏中源;叶建南;黄肇达;许郁文 申请(专利权)人: 财团法人工业技术研究院
主分类号: F16H25/22 分类号: F16H25/22;G01L5/00
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 陈小雯
地址: 中国台*** 国省代码: 台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 具有 径向 力量 传感器 滚珠 螺杆
【说明书】:

发明公开一种具有径向力量传感器的滚珠螺杆,包括螺杆、螺帽、多个滚珠以及力量传感器。螺帽具有孔洞,孔洞自螺帽的外表面沿径向延伸。力量传感器配置于螺帽的孔洞内,且包含固定座及弹性元件。固定座包含位移限制器且弹性元件包含接触端及固定端。位移限制器耦合于孔洞,以限制固定座在径向上的位移,进而使固定座固定于孔洞内。固定端连接固定座且接触端接触孔洞的底面,用以感测径向的力量。

技术领域

本发明涉及一种滚珠螺杆,且特别是涉及一种具有径向力量传感器的滚珠螺杆。

背景技术

滚珠螺杆是一种将钢珠安装于螺帽与螺杆之间,并将螺帽内钢珠的回转运动转换为直线运动的传动机械组件。滚珠螺杆具有精度高、使用寿命长等特性以及可做高速正向传动、逆向传动等功能。

基于现有复合式加工机的各种精密、微小的加工需求而言,能够即时监控滚珠螺杆预压力变化,已成为研发下一代智能型滚珠螺杆的关键技术。因为滚珠螺杆的控制器在自动取得滚珠螺杆预压力变化的即时信息后,即能使滚珠螺杆进行高精密度的进给控制及对滚珠螺杆进行故障预测。

现有的滚珠螺杆通过安装在螺帽内的力量传感器感测滚珠螺杆的预压力,并由此判断滚珠螺杆的精度是否产生偏差。由于马达的推力方向与滚珠螺杆预压力感测轴向相同,使得螺帽内的轴向力量传感器仅能测量到马达推力与滚珠螺杆预压力的合成力,而无法分别求得出马达的推力值与滚珠螺杆的预压力值。这将影响滚珠螺杆的预压力的测量准确度。

发明内容

本发明提供一种具有径向力量传感器的滚珠螺杆,可避免外部产生的轴向推力影响滚珠螺杆对于径向预压力的感测,进而提高滚珠螺杆的预压力的测量准确度。

本发明的具有径向力量传感器的滚珠螺杆,包括螺杆、螺帽、多个滚珠以及力量传感器。螺杆的外表面具有外沟槽,且螺杆沿轴向延伸。螺帽具有内表面及外表面。螺帽的内表面具有内沟槽且螺帽具有孔洞,孔洞自螺帽的外表面沿径向延伸。螺帽套设于螺杆上,以使螺帽可沿轴向移动。多个滚珠配置于外沟槽与内沟槽之间。力量传感器配置于螺帽的孔洞内,且包含固定座及弹性元件。固定座包含有位移限制器。弹性元件包含有接触端及固定端,至少一应变传感器,设置于弹性元件上。位移限制器耦合于孔洞,以限制固定座在径向上的位移,进而使固定座固定于孔洞内。固定端连接固定座且接触端接触孔洞的底面,用以感测滚珠螺杆的预压力。

本发明的具有径向力量传感器的滚珠螺杆,包括螺杆、螺帽、多个滚珠以及力量传感器。螺杆的外表面具有外沟槽,且螺杆沿轴向延伸。螺帽具有内表面及外表面。螺帽的内表面具有内沟槽且螺帽具有孔洞,孔洞自螺帽的外表面沿径向延伸。螺帽套设于螺杆上,以使螺帽可沿轴向移动。多个滚珠配置于外沟槽与内沟槽之间。力量传感器配置于螺帽的孔洞内,且包含固定座及弹性元件。固定座包含有位移限制器及多个扩张部。弹性元件包含有接触端、固定端以及紧迫部,至少一应变传感器,设置于弹性元件上。位移限制器耦合于孔洞,以限制固定座在径向上的位移,进而使固定座固定于孔洞内。当弹性元件与固定座耦合时,紧迫部会抵触扩张部,进而使扩张部抵触孔洞的侧面。固定端连接固定座且接触端接触孔洞的底面,用以感测滚珠螺杆的预压力。

本发明的具有径向力量传感器的滚珠螺杆,包括螺杆、螺帽、多个滚珠以及力量传感器。螺帽具有内表面及外表面。螺杆的外表面具有外沟槽,且螺杆沿轴向延伸。螺帽的内表面具有内沟槽且螺帽具有孔洞,孔洞自螺帽的外表面沿径向延伸。孔洞包含侧面及底面,孔洞的侧面具有内螺纹,螺帽套设于螺杆上,以使螺帽可沿轴向移动。多个滚珠配置于外沟槽与内沟槽之间。力量传感器配置于螺帽的孔洞内,且包含固定座及弹性元件。固定座包含至少一位移限制器、至少一转动限制器以及多个扩张部,且至少一位移限制器为外螺纹。弹性元件包含接触端、固定端以及紧迫部,至少一应变传感器,设置于弹性元件上。接触端接触孔洞的底面且固定端连接固定座。固定座沿径向的刚性大于弹性元件沿径向的刚性。当弹性元件与固定座耦合时,外螺纹可与内螺纹耦合,以限制固定座在径向上的位移,进而使固定座固定于孔洞内。至少一转动限制器可与弹性元件耦合,以防止弹性元件依径向转动,紧迫部会抵触扩张部,进而使扩张部抵触孔洞的侧面。

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