[发明专利]往复运动装置和用于其上的线性悬架元件

说明书

                          发明的背景

技术领域

本发明总体上涉及一种线性悬架元件，具体地说，涉及一种用于沿一运动的路线长期往复运动的线性悬架元件，本发明还涉及往复运动装置和包括线性悬架元件的线性悬架。

相关技术

存在各种各样的线性悬架来制约运动元件在线性马达或往复运动装置中的运动。这些悬架类似于旋转装置中的承载件，因为它们将运动元件限制成主要沿可操作的有用方位移动而阻止沿其他方向的运动。线性悬架的附加目的(与线性承载件相反)是提供长期的往复运动，而没有摩擦或磨损。

颁予Beckett等人的美国专利No.5,552,214公开了一种用于往复运动装置的典型的螺旋悬架。该悬架成螺旋形地扩展以使其中心垂直于螺旋平面移动。它阻止了径向运动以将运动元件的线性运动限制在垂直于螺旋平面的单个轴线上。

螺旋悬架的一个问题是它们引起了绕往复运动轴线的扭转运动。这种运动会导致振动和故障，并要求运动元件的截面是圆形，或者运动元件与组件的固定元件间具有过大的间隙，从而在操作期间不会与固定元件相碰。因此，螺旋悬架对“STAR”往复运动装置是没用的，其中运动元件与固定元件以普通的非圆形方式配合。在“STAR”往复运动装置中，悬架必须表现出基本的扭转刚度以及径向刚度。

已经开发出例如美国专利No.5,389,844中附带描述的带悬架以用于“STAR”往复运动装置。在这些悬架中，由该带的各腿或柔性元件承受的拉应力转变为各腿的垂直安装的端部中的弯曲应力。然而，这些悬架的一个问题是，使用者不能在柔性元件被夹持的地方充分监测到可能发生在柔性元件的各端部的损坏。而且，将各腿夹至安装件在机械上是很麻烦的。

考虑到前述内容，在本领域中需要一种能够承受操作应力和非轴向应力并提供较长寿命的悬架元件。另外，需要具有相同特征的往复运动装置和悬架。

                          发明的概述

本发明提供了改进的线性悬架元件和使用该线性悬架元件的往复运动装置。悬架元件包括预加载的腿，该各腿将运动元件连接到往复运动装置的固定元件上。该预加载基本上减少了损坏，使机械联接结构变简单，提供较长寿命以及使许用应力极限内的行程最大化。

本发明的第一方面提供了用于运动元件的线性悬架元件，该悬架元件包括：安装件；多个预加载的腿，每个腿具有用于与运动元件联接的第一部分和与安装件联接的第二部分。

第二方面提供了一种往复运动装置，其包括：用于线性地移动运动元件的线性驱动机构；可操作地与线性驱动机构联接的至少一个线性悬架元件，每个线性悬架元件具有：安装件；多个腿，每个腿具有用于与运动元件联接的第一部分和与安装件联接的第二部分；并且其中每个腿包括一预加载。

在第三方面，本发明还包括用于往复运动装置的运动元件的线性悬架，该往复运动装置具有用于运动元件的线性驱动机构，该悬架包括：与线性驱动机构联接的第一安装件；多个预加载的腿，每个腿具有与运动元件联接的第一部分和与第一安装件联接的第二部分；与线性驱动机构联接的第二安装件；以及多个预加载的腿，每个腿具有与运动元件联接的第一部分和与第二安装件联接的第二部分。

本发明的前述和其他特征以及优点将从下面对本发明的优选实施例所作的更具体的描述中变得明显。

                          附图的简要说明

将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述，相同的标记表示相同的元件，其中：

图1示出根据本发明的往复运动装置组件；

图2示出根据本发明的线性悬架元件；

图3示出在各部件拆散的情况下沿着图2的线3-3的剖视图；

图4A-4C示出图2的线性悬架元件的一个腿的柔性运动的细节；

图5示出安装起来的图2的线性悬架元件的细节的剖视图；

图6示出图2的线性悬架元件的安装件的细节；

图7示出根据本发明的方法；

图8示出图7的方法的可替换步骤；

图9示出用于图7的方法的附加步骤；以及

图10示出图7的方法的结果的细节。

                          优选实施例的描述

虽然将会详细地示出且描述本发明的特定优选实施例，但是应该理解，可以做出不同的变化和修改而不背离后附的权利要求的范围。本发明的范围决不会受限于组成部件的数量、其材料、其形状、其相关的布置等，并且仅仅公开作为优选实施例的一个实例。