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图1 龙门机器人结构图
直线电机
直线电机相当于旋转电机结构上在顶部沿径向剖开并将其圆周拉直，不需要任何中间环节，可直接驱动被控制对象产生直线轨迹运动，打破了传统“旋转电机+化环节”的传动形式。
对给定路径可用高速进行高精度跟踪与定位，具有比传统旋转电动机大得多的加速度和减速。
直线电机安装底座采用大理石材质，具有平面度高、温升变形量小优点。
电机选型主要计算推力公式如下：
()**a i f m a m g F u
F F =∗++=+ ()
2
221231234
()*i
f
f i f F F t F t F F t t t t t +∗+∗+−=
+++ 式（1）中F p 为最大推力；m 为负载重量；a 为最大加g 为重力加速度；F a 为额外垂直压力；u 为摩擦系数，
图3 龙门双驱控制架构
表1 滚珠丝杠花键轴耦合控制算法
丝杠螺母电机花键螺帽电机轴运动运行停止Z垂直运动运行运行θ旋转运动停止运行Z和θ
图4 机器人样机
4 结语
直线电机双驱龙门机器人采用直线电机和滚珠丝杠花键轴作为主要传动结构，并进行龙门双驱控制和丝杠花键耦合控制。
实测结果表明，速度、同步精度达到预期，系统运行可靠性高且成本低，在电子、半导体等行业具有重要的实用价值。
参考文献
[1]王伟进.直线电机的发展与应用概述[J].微电机，2004，（1）：
45-46.
[2]陈海森，张德新，王继河.基于H-交叉耦合算法的双驱同步控
制[J].浙江大学学报，2017，（1）：131-137.
图6 同步控制精度监控。
THK介绍THK轴承THK轴承公司介绍日本THK公司于1971 年，在日本东京Meguro-ku 成立，最初名称为 Toho Seiko Co., Ltd.。
后更名THK C O.,LTD。
“THK”代表“ Toughness（坚韧）”、“ High Quality（高品质）”和“ Know-how（技术诀窍）”。
THK发展历程：1971 年，THK 在东京 Meguro-ku 成立，最初名称为 Toho Seiko Co., Ltd.。
1972 年，THK 成为世界上第一家开发通过滚动接触实现直线运动的方法的公司，并开始制造和销售商业化的成果：直线运动 (LM) 导轨。
1977 年，THK 的 Kofu 工厂（第一家完善的 LM滚动导轨生产厂）成立。
这是 THK 扩大生产设施的第一步。
1981 年在美国成立了 THK America Inc.，次年在德国成立了 THK Europe，为国际销售网络的扩展打下了基础。
1984 年在日本成立了 Gifu 工厂，并于 1985 年在日本成立了 Mie 工厂和 Yamaguchi 工厂，进一步扩大生产能力。
1996 年，THK 开发了“球保持器型 LM滚动导轨”，这种产品的性能显著优于传 THK直线轴承统产品。
如今THK拥有四位一体的生产和销售基地：日本、欧洲、美洲和亚洲。
THK产品及应用：THK公司的“直线运动系统”飞跃性地提高了工作机械、产业用自动装置、半导体制造装置等先进机电一体化设备的高精度化，省力化，高速化等机械性能，并为其商品化做出了划时代的贡献。
THK凭借独特的机械组件，包括LM 导轨设备，滚珠花键、滚珠丝杠和连杆球，享誉全球。
THK直线运动系列产品广泛应用于机床、加工中心、汽车、橡胶、包装、工业机器人、半导体制造装置、医疗器械及其他各种电子控制机器等。
LM导轨的先驱机器的运动零件可分为滚动件、直线运动件或两者的组合件。
随着大约 110 年前滚动轴承的开发，滚动接触成为了实现滚动运动的标准方法。
滚珠丝杠花键轴的传动原理小伙伴们！今天咱们来聊聊一个超酷的机械零件——滚珠丝杠花键轴。
这玩意儿听起来就很厉害的样子，其实它的传动原理就像一场超级有趣的机械小魔术呢！咱先来说说滚珠丝杠部分吧。
想象一下，有一根长长的丝杠，就像一根超级精致的大螺丝。
丝杠上有一圈一圈的螺纹，这些螺纹就像是为滚珠们准备的专属跑道。
然后呢，那些滚珠就像是一群超级活泼的小钢珠精灵。
它们住在这个螺纹跑道里，当丝杠开始转动的时候呀，就像是在给这些小钢珠精灵下命令。
丝杠按照一定的方向转，小钢珠们就会在螺纹跑道里欢快地滚动起来。
这一滚动可不得了，它们就带着一种神奇的力量开始推动跟丝杠配合的部件啦。
比如说，如果有个螺母跟丝杠配合着，那这个螺母就会在滚珠的推动下，沿着丝杠的轴向开始移动。
就好像小钢珠们在齐心协力地把螺母往前或者往后推呢。
这就像是一群小伙伴一起推一个大箱子，只不过这里是小钢珠在机械的世界里完成这个任务。
再来说说花键轴部分哦。
花键轴就像是一个有着特殊造型的轴，它的身上有好多像小牙齿一样的键槽。
这些键槽可不是为了好看的，它们是为了和其他部件完美配合的。
当有另一个部件，比如说一个带花键孔的零件要和花键轴连接的时候，那些键槽就像是一把把小钥匙，准确无误地插入到对应的孔里。
这样呢，花键轴在转动的时候，就能带着这个连接的部件一起转动啦。
而且因为键槽和孔的配合很紧密，所以在转动的时候就非常稳定，不会出现那种摇摇晃晃的情况。
这就好比两个人手拉手跳舞，他们紧紧地握着对方的手，然后随着音乐的节奏一起转动，既稳定又和谐。
那滚珠丝杠和花键轴组合在一起的时候呢，那可真是强强联合。
滚珠丝杠负责把转动转化为精确的轴向移动，而花键轴呢，在这个过程中又能保证整体结构的稳定性和良好的扭矩传递。
就像是一个团队里，有的成员负责精准的操作，有的成员负责稳定的支撑，大家各司其职，把整个传动工作完成得特别出色。
比如说在一些自动化设备里，像那种高精度的数控机床。
滚珠丝杠花键轴就发挥着至关重要的作用。
Harbin Institute of Technology综合课程设计Ⅱ报告题目：SCARA工业机器人设计院系：机电工程学院班级： *******姓名： ****学号： ***********指导教师： ***哈尔滨工业大学2017年10月26日目录第1章 SCARA机器人简介.................................... 错误!未定义书签。
第2章SCARA机器人的总体设计 .............................. 错误!未定义书签。
SCARA机器人的驱动方式............................... 错误!未定义书签。
液压驱动 .......................................... 错误!未定义书签。
气压驱动 .......................................... 错误!未定义书签。
电力驱动 .......................................... 错误!未定义书签。
SCARA机器人驱动方式的确定........................... 错误!未定义书签。
SCARA机器人的减速器选择............................. 错误!未定义书签。
SCARA机器人传动机构的对比与分析..................... 错误!未定义书签。
SCARA机器人机构杆件参数初定......................... 错误!未定义书签。
SCARA机器人运动空间计算............................. 错误!未定义书签。
SCARA机械臂材料初定................................. 错误!未定义书签。
第3章 SCARA机器人关节元件设计计算........................ 错误!未定义书签。
THK滚珠丝杠的LM智能组合单元由与LM滚动导轨结合在一起的铝质基座、标准化的顶置工作台和驱动系统等构成。
用户可以从可供选择的各种选配件中自由选择主要部件，从而能够实现最适合于特定应用的最优技术规格。
THK滚珠丝杠滚珠花键是一种滚动导轨花键。
这是一款创新型产品，通过滚珠在与轴相连的槽道中的滚动，可实现比使用直线轴套时更大的容许负荷，且可以在进行直线运动的同时传递扭矩。
由于花键轴表面采用镜面加工，因此THK滚珠丝杠可获得平滑的滑动。
另外，接触面积较大，并具有在施加扭矩时自动定心的同心性，因此传递扭矩时可发挥稳定的性能THK 标准导程精密滚珠螺杆结构与特长在循环导管式螺母的滚珠螺杆中，承受轴方向负荷的负荷滚珠在螺杆轴和螺母上所开设的滚动沟槽上顺着轴的周围滚动后，进入埋在螺母内部的循环导管中成为无负荷，通过导管再返回负荷领域，如此进行滚动运动的无限循环。
这种型式的滚珠螺杆是系列中种类最丰富，最普及的型式，被广泛地使用于各种各样的用途。
丰富的轴径与导程的组合您可以从各种螺母类型和丝杠轴导程的组合中，选择符合使用条件的轴径和导程的组合，螺母类型包括回流管螺母，紧凑型单螺母和大导程端盖螺母轴端末加工的丝杠轴类型，其丝杠轴按标准长度来进行批量制造；轴端完成加工的丝杠轴类型，在其中丝杠轴经过加工以配合相应的支撑单元，这2类型均作为标准件提供。
备有满足使用环境要求的任选构件提供的任选购件包含QZ自润滑润滑器和清洁环(w),前者使维修的时间显着延长，而后者提高了在恶劣环境中排除异物的能力。
THK 带球保持器的高速滚珠螺杆为了消除钢珠之间的碰撞和相互摩擦﹐并提高保持润滑剂的性能﹐在钢珠之间安装了球保持器。
由此实现了低噪音和优异的扭距性能﹐并可长期免维修保养。
采用透过回流管使钢珠按切线方向上行的理想的循环结构﹐提高了循环部分的强度﹐达到了DN值13万的容许值。
（: DN值=钢珠中心直径X每分钟的转速）预压方式采用了在一个螺母的正中间﹑使两侧螺纹的导程相对移动的偏置预负荷方式。
