一种高精度钢带传动装置及其传动方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108799427A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810563275.4(22)申请日2018.06.04(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人陈志平汪赞吴亚坤林选翔李哲威何平(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人黄前泽(51)Int.Cl.F16H7/08(2006.01)F16H7/18(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种高精度钢带传动装置及其传动方法(57)摘要本发明公开了一种高精度钢带传动装置及其传动方法。钢带传动在已有产品中，钢带传动系统的钢带打滑、钢带跑偏、传动时间滞后等影响系统传动精度的问题一直存在。本发明一种高精度钢带传动装置，包括机架、主动钢带轮、从动钢带轮、莫比乌斯钢带、轮轴、驱动电机、防跑偏测距传感器组、角位移传感器和张紧防跑偏机构。张紧防跑偏机构包括导轨和辅助组件。辅助组件包括滑台、步进电机、丝杠、滑块、张紧辊、电动推杆和张紧测距传感器。本发明的莫比乌斯钢带相对于普通钢带具有更强的防跑偏能力。本发明能够根据实际负载压力的大小变化，实时调节钢带的张紧力，既能够防止打滑，也将钢带轮轴受到的压力控制在合理范围内。CN108799427ACN108799427A权利要求书1/3页1.一种高精度钢带传动装置，包括机架、主动钢带轮、从动钢带轮、莫比乌斯钢带、轮轴、驱动电机、防跑偏测距传感器组、角位移传感器和张紧防跑偏机构；其特征在于：两根轮轴分别支承在机架的两端；所述的驱动电机及两个角位移传感器均固定在机架上；两个角位移传感器的输入轴与两根轮轴的一端分别固定；驱动电机的输出轴与其中一根轮轴的另一端固定；主动钢带轮、从动钢带轮与两根轮轴分别固定，并通过莫比乌斯钢带连接；所述的莫比乌斯钢带呈莫比乌斯带状；莫比乌斯钢带位于主动钢带轮、从动钢带轮上侧的部分为莫比乌斯钢带的工作部分；莫比乌斯钢带位于主动钢带轮、从动钢带轮下方的部分为莫比乌斯钢带的扭曲部分；莫比乌斯钢带与主动钢带轮、从动钢带轮接触的部分为莫比乌斯钢带的弯曲部分；所述的防跑偏测距传感器组包括两个防跑偏测距传感器；莫比乌斯钢带位于两个防跑偏测距传感器之间；两个防跑偏测距传感器的检测头均朝向莫比乌斯钢带的工作部分；防跑偏测距传感器组共有两个；其中一个防跑偏测距传感器组设置在莫比乌斯钢带对应主动钢带轮的弯曲部分与莫比乌斯钢带工作部分的连接处；另一个防跑偏测距传感器组设置在莫比乌斯钢带对应从动钢带轮的弯曲部分与莫比乌斯钢带工作部分的连接处所述的张紧防跑偏机构包括导轨和辅助组件；所述的导轨与机架固定，且位于莫比乌斯钢带的下方；所述的辅助组件包括滑台、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一张紧辊、第二张紧辊、第三张紧辊、第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆和张紧测距传感器；所述的滑台上开设有三个滑槽；所述的第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠分别支承在三个滑槽内，且由第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机分别驱动；第二丝杠位于第一丝杠与第三丝杠之间；第一滑块、第二滑块、第三滑块与三个滑槽分别构成滑动副，且与第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠分别构成螺旋副；第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆的外壳与第一滑块、第二滑块、第三滑块分别固定；第一张紧辊、第二张紧辊、第三张紧辊均呈圆筒状，且与第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆的外壳分别构成转动副；三个张紧测距传感器与第一电动推杆、第二电动推杆和第三电动推杆的推出杆外端分别固定；辅助组件共有三个，其中一个辅助组件内第二张紧辊的轴线位于主动钢带轮、从动钢带轮轴线的对称面内，该辅助组件作为张紧测距辅助组件；其余两个辅助组件作为限位测距辅助组件；张紧测距辅助组件位于两个限位测距辅助组件之间；张紧测距辅助组件内的滑台与导轨固定；两个限位测距辅助组件内的滑台与导轨构成滑动副，且由两个进给驱动组件分别进行驱动；莫比乌斯钢带钢带的长度L、宽度h、厚度δ满足以下三条不等式：其中，0.8N·m≤T≤10N·m；G为莫比乌斯钢带的剪切模量；r1为主动钢带轮的半径；r22CN108799427A权利要求书2/3页为从动钢带轮的半径，r2＝r1；k1为包角系数，0.8≤k1≤1；s为带宽安全系数，s＞1.1；dg为一个辅助组件中第一张紧辊、第三张紧辊的轴线在垂直主动钢带轮3轴线的一个平面内投影的距离；为莫比乌斯钢带在主动钢带轮上的理想包角；为莫比乌斯钢带在从动钢带轮上的理想包角；2.根据权利要求1所述的一种高精度钢带传动装置，其特征在于：初始状态下，所有辅助组件