[发明专利]一种拨叉式精密柔性连接驱动机构

说明书

技术领域

本发明属于驱动机构技术领域，具体涉及一种拨叉式精密柔性连接驱动机构。本发明可以使用在气浮主轴与电机之间的连接驱动，能够降低对驱动电机的精度要求，提高气浮主轴的回转精度。

背景技术

自上世纪六十年代以来，随着原子能、航天技术、微电子学、信息技术及生物工程等新兴科学技术的发展，加工精度越来越高。加工精度的高指标，形成对加工机器和测量仪器的精度要求越来越高，进而推动了高精度加工设备的发展。空气静压支承单元作为超精密加工的关键单元之一，在20世纪中期迅速发展起来。气浮主轴虽然刚度不如传统的机械主轴，但它具有高精度、无摩擦、热稳定性好、低振动、爬行小、无污染等独特优点，是实现超精密加工的核心功能部件。

高精度气浮主轴的驱动主要采用分体式力矩电机和一体式伺服电机，分体式力矩电机的动子磁片与定子硅钢片之间的磁力很大，而且动子和定子的内外圈同轴度比气浮主轴的精度差很多，这样电机的动子与定子之间会有一定的磁力，会对气浮主轴的回转精度造成一定的影响；绝大多数一体式伺服电机回转精度比分体式力矩电机差，它与气浮主轴之间一般采用弹性联轴器驱动，弹性体不能无限制柔软，导致一体式伺服电机对气浮主轴的回转精度影响更大。因此气浮主轴与驱动电机之间的连接方式成为了超精密加工、检测的关键技术。目前还没有设计出拨叉柔性连接驱动气浮主轴的机构。

发明内容

为了解决现有技术中电机驱动影响主轴回转精度的问题，本发明提供一种拨叉式精密柔性连接驱动机构。本发明的驱动机构在实现电机驱动的同时，可实现不影响主轴的回转精度。

本发明的拨叉式精密柔性连接驱动机构，其特点是，所述的驱动机构包括气浮主轴、调整垫环、电机过渡板、气浮主轴端盖、电机安装座、电机、弹性联轴器、侧护板、角接触球轴承端盖、防尘盖板、空心螺母、导向杆、弹簧、旋转芯轴、软拨爪。其中，所述旋转芯轴包括拨叉盘、拨叉盘锁紧螺母、角接触球轴承垫环、角接触球轴承芯轴、角接触球轴承锁紧螺母、角接触球轴承。所述软拨爪包括销轴、深沟球轴承挡肩、深沟球轴承、深沟球轴承外套。其连接关系是，调整垫环安装在气浮主轴的外围，环状的电机过渡板通过螺钉安装在调整垫环的上方，电机过渡板上均匀设置有四个调节空心螺母的端面窗口，用于防尘的防尘盖板通过螺钉分别对应安装在电机过渡板上的端面窗口上。电机过渡板的上方连接有环形的电机安装座，电机安装座与上方的电机通过螺钉固定连接；弹性联轴器安装在电机下方的输出轴上，电机安装座侧面开有锁紧弹性联轴器的侧面窗口，用于防尘的侧护板安装在电机安装座的侧面窗口处。旋转芯轴中的角接触球轴承芯轴的一端通过弹性联轴器与电机相连，并位于弹性联轴器的下方，角接触球轴承芯轴的另一端连接拨叉盘，拨叉盘通过拨叉盘锁紧螺母固定在角接触球轴承芯轴上，在角接触球轴承芯轴上设置有安装角接触球轴承的轴承台阶，两个角接触球轴承之间垫有角接触球轴承垫环并安装在轴承台阶上，角接触球轴承上方通过角接触球轴承锁紧螺母锁紧在角接触球轴承芯轴的上，通过角接触球轴承下方的角接触球轴承端盖与电机安装座连接。旋转芯轴中的拨叉盘上开有四个竖直方向光孔和四个侧向的螺纹孔，软拨爪中的销轴下端装有深沟球轴承，深沟球轴承通过深沟球轴承挡肩压紧，销轴穿过拨叉盘的四个光孔内通过螺母锁紧，深沟球轴承外圆面上套有深沟球轴承外套。导向杆安装在拨叉盘的侧向螺纹孔内，弹簧安装在导向杆上，软拨爪中的销轴上加工有平面，导向杆一端与销轴上的平面接触，另一端穿过空心螺母的内孔，空心螺母安装在拨叉盘的侧向的螺纹孔内。开有四个“U”型槽的气浮主轴端盖安装在气浮主轴的动子上方，软拨爪中的深沟球轴承和深沟球轴承外套安装在气浮主轴端盖的四个“U”型槽内。所述的气浮主轴、气浮主轴端盖、旋转芯轴、电机、弹性联轴器为同轴心设置。

所述的软拨爪为对称设置的四软拨爪。即分为两组，其中每组包括两个软拨爪同时驱动。

所述的侧护板设置有四个。

所述的防尘盖板设置有四个。

所述的角接触球轴承设置有二个。

所述的空心螺母设置有四个。

所述的导向杆设置有四个。

所述的弹簧设置有四个。

所述的驱动机构连接采用弹性联轴器和软拨爪两级柔性连接。所述的空心螺母可以调节弹簧的压缩量来调节对称位置两个拨爪驱动力的大小。