丝杠传动式直线模组即是以滚珠丝杠作为核心传动零件的一种直线模组。通过丝杠将电机的转动转化为丝杠螺母的直线运动，从而带动平台直线运动，即是这种模组的传动原理。直线模组中的直线导轨，又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。结合了滚珠丝杠以及直线导轨的优良特性，这种模组一般能够在轴向较大载荷的状况下保持良好的精度，且刚度好不易变形，结构不复杂，组装成本不高，所以应用场所较为广泛。

丝杠式直线模组工作台的平移速度取决于电机和导程：丝杠导程越大，相同的电机输出速度下机械手滑块移动的速度也越大[6]。

图1.1  丝杠式直线模组

图例为一种较小型丝杠直线模组。由于工作台的面积较小，直接将其和丝杠螺母及滑块合为一体进行加工。这种加工方式也是考虑其所受载荷及相对变形都会较小，故进行较为简便的加工方式。

1.2.2  齿轮齿条式

齿轮齿条传动式直线模组，普遍将电机与工作台合为一体，由电机经过减速器驱动齿轮在齿条上移动，即实现了平台的直线运动。

齿轮齿条式在工厂自动化中具有广泛的应用，比如自动上下料的桁架机器人，堆垛机械手，物料搬运装置等，其具有承载力大，精度较高等优点。特别是对于长行程应用来说，相对于同步带和滚珠丝杠，齿轮齿条是一种极为适合的选择，其通过拼接几乎可以得到任意长度的行程，滚轮直线导轨通过拼接也几乎可以得到任意长度的行程。在工厂自动化设备中，可以经常看到齿轮齿条和滚轮导轨一起配套使用。滚轮导轨可配独立的齿条，也可在滚轮导轨上直接加工出齿条成为齿条导轨。

齿轮齿条模组也有一些缺点。由于电机和工作台一体，电机的重量将加在工作台上，使得工作台的整体重量变大，影响齿条和导轨的受力状况。当原本载荷就比较大以及工作尺寸较大时，电机尺寸自然也会选用较大的，那工作台在安放电机的问题上就不容易解决。

图1.2  齿轮齿条式直线模组

1.2.3  直线电机式

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成[7]。直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式，和管式。 直线电机式模组即是将平台与电机直接相连，利用直线电机特性使得工作台直线运动。

这种模组优点很多：结构简单，适合高速直线运动，初级绕组利用率高，易于调节和控制，适应性强，高加速度。缺点也很明显，即直线电机价格高，成本太大。

图1.3  直线电机式直线模组

图中可见这种模组与直线电机本身并没有很大区别，工作台、导轨等都是原本电机中的结构。国内有很多厂家可以按不同的需求定制生产此种直线模组。

1.2.4  同步带式

同步带型直线模组的工作原理为，皮带安装在直线模组两侧的传动轴，其中作为动力输入轴，在皮带上固定一块用于增加设备工件的滑块。当有输入时，通过带动皮带而使滑块运动。

通常同步带型直线模组经过特定的设计，在其一侧可以控制皮带运动的松紧，方便设备在生产过程中的调试。不同规格的直线模组，负载上限不同，可以根据要求选用。此外，它还有结构轻巧，体积小，重量轻，速度高等优点。