[发明专利]柔性丝杆

说明书

技术领域

本发明涉及传动器件，特别是一种柔性丝杆。

背景技术

丝杆是机械设备上常用的行程控制元件，它和丝杆副配合，将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动。通常，丝杆的一端和伺服电机连接，在伺服电机的带动下，可以准确地控制与丝杆副相连的加工设备进行移动，在轴向上快速移动和停止。它在机械手、自动化机械加工台、贴片机等机电设备上有着广泛的运用。

目前市场上的传动丝杆，均为合金制成，其硬度非常高。丝杆转动，丝杆副只能沿直线运动，或者沿设计好的特定曲线运动。在一些特殊场合，如弯曲的管道内，普通丝杆则无法顺利进入，进行工作。

专利号CN201220576798.0“转轴行程调节机构”中，公开了一种由调节手柄座和软轴组成的转轴行程调节机构，所述调节手柄座内设置有调节螺杆和调节螺母，调节螺杆与调节手柄相连接，调节螺母与钢丝绳、弹簧、开关座下支架依次连接，开关座下支架上设置有丝杆，通过丝杆来调节行程。该发明通过丝杆来调节行程，通过钢丝绳来实现机构的弯曲连接。其结构复杂，安装不便。并且丝杆的行程控制极为有限，可调节的距离很短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：设计一种可以任意弯曲的柔性丝杆。 

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种柔性丝杆，包括一根弹性主轴和两层以上紧绕在弹性主轴上的弹性丝层，弹性丝层由一根或多根弹性丝绕制而成，相邻层的弹性丝缠绕方向相反，其特征在于：在最外层的弹性钢丝上，还包括牙纹丝，牙纹丝和弹性丝交替缠绕，并且牙纹丝的工作面的高度和弹性丝的高度不等。

所述牙纹丝的工作面的高度大于弹性丝的高度。

所述牙纹丝的工作面的高度低于弹性丝的高度。

所述柔性丝杆，还包括丝杆副，其中牙纹外凸式柔性丝杆配合滑槽丝杆副，牙纹凹陷式丝杆配合滚珠丝杆副。

所述牙纹丝的截面形状为圆形，或鼓形，或矩形，或梯形，或三角形。

所述最外层的弹性丝的截面形状为梯形或三角形。

一种所述柔性丝杆的制造方法，包括以下步骤： a、将弹性主轴的一端紧固在牵引机上，并随着牵引机转动而拉动；

b、利用导线模具将弹性丝分层缠绕在弹性主轴的外表，各层弹性丝的缠绕方向相反；

c、将牙纹丝和弹性丝缠绕在最外层；

d、对牙纹丝进行机械整形；

e、热处理：热处理温度范围为400度至700度，热处理时间为30秒至150秒之间；

f、两端紧固处理：对柔性丝杆的两端进行压方处理或焊接处理，防止弹性丝散开。

所述柔性丝杆的制造方法，还包括两端紧固处理后，进行表面压平或磨平工序。

所述柔性丝杆的制造方法，还包括在两端紧固处理后，对柔性丝杆进行塑封处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：柔性丝杆由弹性主轴、弹性丝和牙纹丝组成，弹性主轴本身具有良好的弹性，弹性丝加强了丝杆的抗扭能力，牙纹丝的硬度较高，沿螺纹线围绕弹性主轴上，因此该柔性丝杆在轴向上具有良好的形变弯曲能力，又具有软轴一般的较好的抗扭能力，同时牙纹丝硬度高，又适合作为导轨或导槽，配合丝杆副工作。它可以根据用户的需求而进行弯曲，允许柔性丝杆在非直线状态下使用，使丝杆副可以沿着曲线进行运动。实施例中，弹性主轴采用弹簧钢制作，柔性丝杆直径为6.35mm时，可弯曲成直径为200mm的标准圆。

其次，与常规的丝杆不同，普通丝杆为直线形的，长度过长则难以保存和运输，因此标规中规定了丝杆的标准长度，若要长距离的丝杆传动，需要多根丝杆首尾连接而成。而本发明中的柔性丝杆，是在牵引机上连续加工而成的，理论上柔性丝杆的长度可以无限长，可以盘在轮轴上保存和运输，因此它可以满足超长距离（500米以上）的丝杆传动需求。

附图说明

图1、本发明的结构图（牙纹外凸式柔性丝杆，配合滑槽丝杆副）。

图2、本发明的结构图（牙纹凹陷式柔性丝杆，配合滚珠丝杆副）。

图3、牙纹为圆形的柔性丝杆的结构图。

图4、牙纹为鼓形的柔性丝杆的结构图。

图5、牙纹为凹陷式的柔性丝杆结构图。

图6、图3中A部分的放大图。

图7、图4中B部分的放大图。

图8、圆形柔性丝杆的最外层结构图。

图9、鼓形柔性丝杆的最外层结构图。

图10、三角形柔性丝杆的最外层结构图。

图11、梯形柔性丝杆的最外层结构图。

图12、梯形凹槽式柔性丝杆的最外层结构图。