本發(fā)明涉及一種機(jī)械的機(jī)構(gòu)，是立桿外圍的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是用于立桿側(cè)面的旋擺、升降、平移的機(jī)構(gòu)，尤其是自動化立桿的多維調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)。

技術(shù)背景

目前，電子化和數(shù)字化豎向桿技術(shù)已經(jīng)興起，提高了作業(yè)功效；但仍存在著造價高、精度低、靈活性差等諸多問題，難以普及，既影響了諸如精細(xì)生產(chǎn)類行業(yè)的質(zhì)量和效益的提升，也制約了智能化社會的進(jìn)程。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的立桿多維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是基于主桿已穩(wěn)定立直之前提下實施的面板調(diào)節(jié)，使其為外聯(lián)機(jī)構(gòu)提供符合指標(biāo)的作業(yè)平臺。本桿采用旋轉(zhuǎn)付桿的方式使面板轉(zhuǎn)向，采用升降、平移的方式改變面板的空間位置，采用旋擺的方式改變面板的垂直度，操作靈活迅捷，能提高智能化設(shè)備的精準(zhǔn)度和降低建造成本。

立桿機(jī)構(gòu)是一組合機(jī)構(gòu)(簡稱整桿系統(tǒng)或整桿)，主要分為主桿和付桿兩部分(圖1)，主桿主要用于自動較正垂直度(簡稱較直)和定位桿的側(cè)板，付桿主要用以調(diào)整其側(cè)板的空間位置和垂直度。所謂側(cè)板，是付桿對外的一個側(cè)面，用作外聯(lián)機(jī)構(gòu)的標(biāo)志面或線。

主桿是整桿的基礎(chǔ)部分，具專業(yè)快速的較直能力和自我固定能力，就位后其體位不再變化，為付桿及其他多維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)提供支點和旋轉(zhuǎn)中心。

付桿是依附于主桿的組合機(jī)構(gòu)，支撐點設(shè)于主桿上，并能以主桿為軸旋轉(zhuǎn)；付桿主要由付筒、付板、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、滑行頂絲機(jī)構(gòu)、旋擺頂絲機(jī)構(gòu)、承板、升降機(jī)構(gòu)、滑行約束機(jī)構(gòu)、側(cè)板組成。由付筒、付板構(gòu)成套接于主桿的連接機(jī)構(gòu)，將其他機(jī)構(gòu)于主桿建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)于主桿和付桿之間，形成推動付桿圍繞主桿的旋轉(zhuǎn)能力；滑行頂絲機(jī)構(gòu)設(shè)于付板的上端，具推動承板上端直線滑行伸縮的能力；旋擺頂絲機(jī)構(gòu)設(shè)于付板的下端，對承板下端除具推動能力外，因設(shè)有水平旋擺構(gòu)造，頂絲筒能沿付板旋擺，對承板實施變方向的推拉；在滑行頂絲機(jī)構(gòu)和旋擺頂絲機(jī)構(gòu)協(xié)同作業(yè)時，能使承板產(chǎn)生水平移動和豎向旋擺；承板是承載升降臺、側(cè)板、升降臺滑行約束機(jī)構(gòu)的載體，是付板到側(cè)板的中間過度機(jī)構(gòu)；升臺機(jī)構(gòu)設(shè)于承板之后，在滑行約束機(jī)構(gòu)的約束下推拉側(cè)板升降。

付筒、付板

付筒是沿主桿(固定的豎向位置)設(shè)置的套筒式構(gòu)件，可分成上下兩段，分別與付板的上下端連接，形成環(huán)抱主桿的機(jī)構(gòu)；付筒與主桿之間設(shè)軸承連接，使付桿可圍繞主桿轉(zhuǎn)動； 同時付筒與主桿之間還設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，建立驅(qū)動及旋轉(zhuǎn)量關(guān)連。

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由設(shè)于主桿上的固定齒輪和設(shè)于付板上的動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，動力電機(jī)通過付板上的動力齒輪與主桿上的固定齒輪嚙合傳力，驅(qū)動付板旋轉(zhuǎn)。

若將付板上的動力齒輪設(shè)成蝸桿，主桿上的固定齒輪設(shè)成蝸輪，除提升推動力外，還能鎖定付桿的旋轉(zhuǎn)行程角。

滑行頂絲機(jī)構(gòu)

滑行頂絲機(jī)構(gòu)固設(shè)于付板的右上端，為承板提供支撐。主要由頂絲、滑塊、滑槽式機(jī)座、軸承座、鉸軸等組成。鉸軸是承板的支撐體，同時也是承板的旋轉(zhuǎn)軸；滑槽式機(jī)座左邊是安裝頂絲的機(jī)架，右邊是滑塊的滑槽，呈水平狀態(tài)安裝；滑塊是相對滑槽的伸縮構(gòu)件，帶動鉸軸及承板左右運(yùn)動；滑塊呈長方體狀，一端設(shè)與頂絲吻合的螺母孔，另一端設(shè)承板較座的安裝位，承板安裝在滑塊端部的鉸軸上，承板可相對滑塊轉(zhuǎn)動。

由動力驅(qū)動頂絲旋轉(zhuǎn)，推動滑槽內(nèi)滑塊的水平方向伸縮，滑塊帶動鉸軸左右運(yùn)動，進(jìn)而推動承板上端左右運(yùn)行。若滑行頂絲機(jī)構(gòu)不運(yùn)行時，則其所帶的鉸軸相當(dāng)于承板的一個固定鉸支座。

旋擺頂絲機(jī)構(gòu)

旋擺頂絲機(jī)構(gòu)與滑行頂絲機(jī)構(gòu)構(gòu)造方法相同，其區(qū)別在于該機(jī)構(gòu)可相對付板轉(zhuǎn)動，即在動力端(左端)設(shè)垂直于付板的旋轉(zhuǎn)軸，作為旋擺頂絲機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心，在其另一端設(shè)旋轉(zhuǎn)卡(與付板上所設(shè)的弧形滑槽對應(yīng))維持其作旋擺運(yùn)動。

因旋擺頂絲機(jī)構(gòu)作為承板旋擺運(yùn)動的推拉桿件，上端的滑塊鉸軸幾乎承擔(dān)了承板及后部機(jī)構(gòu)的所有質(zhì)量，故在后部機(jī)構(gòu)質(zhì)量較大時，宜將旋擺頂絲機(jī)構(gòu)傾斜設(shè)置。傾斜的旋擺頂絲對承板產(chǎn)生傾斜的支撐力，即該力可分解為推動承板旋擺的水平力和分擔(dān)承板及其后部機(jī)構(gòu)質(zhì)量的豎向力。

承板

承板是一豎向的條狀板，左面設(shè)支承件，右面的上下兩端設(shè)挑出的楣板。支承件用以鉸接付板，楣板用以安裝其與頂升機(jī)構(gòu)和側(cè)板的連接頂絲以及安裝約束頂升機(jī)構(gòu)滑行軌跡的約束機(jī)構(gòu)。

承板的上下楣板與升降機(jī)架之間留有一定空間，作為升降機(jī)架上下運(yùn)行的空間。承板還是降機(jī)架滑行的基準(zhǔn)面和安裝滑行約束機(jī)構(gòu)的基板。

升降機(jī)構(gòu)

升降機(jī)構(gòu)(或升降臺)是設(shè)于承板和側(cè)板之間的機(jī)構(gòu)，以承板為支撐上下移動側(cè)板。升降機(jī)構(gòu)主要由升降機(jī)架、頂絲、齒輪、螺母軸等組成；機(jī)架是升降機(jī)構(gòu)的總承，設(shè)有頂絲軸 孔、動力安裝位、導(dǎo)軌滑輪(若采用導(dǎo)桿作升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，則機(jī)架上設(shè)導(dǎo)桿孔)等；頂絲的上下兩端固設(shè)于承板的楣板上，頂絲與承板側(cè)面平行；螺母軸既是頂絲的螺母，又是安裝從動齒輪的軸，吻(咬)合套接于頂絲之外，又安裝在升降機(jī)架上下端所設(shè)的軸承中；螺母軸上設(shè)驅(qū)動齒輪與固設(shè)于升降機(jī)架上的電機(jī)齒輪嚙合，電機(jī)驅(qū)動齒輪及螺母軸旋轉(zhuǎn)，螺母軸咬合頂絲產(chǎn)生升降力，帶動升降機(jī)架上下運(yùn)動，進(jìn)而帶動側(cè)板移動。

升降機(jī)架的上下滑行，是在滑行約束機(jī)構(gòu)的約束下沿承板進(jìn)行的，機(jī)架上下兩端分別設(shè)置沿承板滾動和沿約束軌道滾動的滾輪，約束軌道安裝在承板上并與之形成平直的空間，滾輪被約束其間，進(jìn)而鉗制了升降機(jī)架的滑行軌跡。

側(cè)板

側(cè)板是與主桿基本平行的豎向條形板，安裝在升降機(jī)架上，可上下移動和以主桿為軸作圓周運(yùn)動，是外聯(lián)設(shè)備的標(biāo)志板或面狀軌道。

用作精準(zhǔn)姿態(tài)的側(cè)板時，應(yīng)在側(cè)板或升降臺中設(shè)置垂直度傳感器，并以傳感器信息決策側(cè)板的旋擺量。

附圖說明

圖1、是描述本立桿多維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的示意圖。

表示立桿由主桿和付桿兩大部分組成。主桿主要由固定部分和垂直頂升部分組成，由固定部分建立桿件的豎向基礎(chǔ)，垂直頂升部分則通過升高頂筒，以擠壓上部固定物的方式建立桿的頂部支點，使其兩端固定而獲得穩(wěn)定狀態(tài)；付桿主要由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平頂升機(jī)構(gòu)、旋擺頂絲機(jī)構(gòu)、承板、升降機(jī)構(gòu)及側(cè)板組成，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可改變付桿的指向(側(cè)板的朝向)，通過單獨允許旋擺頂絲機(jī)構(gòu)可使側(cè)板旋擺，同時運(yùn)行旋擺頂絲機(jī)構(gòu)和滑行頂絲機(jī)構(gòu)可使側(cè)板平移運(yùn)動或平移兼旋擺的復(fù)合運(yùn)動。

具體實施方式

主桿由基板1.8、高度調(diào)節(jié)螺栓1.7組成主桿的基座部分；由主筒1、頂筒1.1、觸筒1.2、彈簧1.3、螺母筒1.4、主桿軸承座1.5、螺桿筒1.9組成主桿的頂升部分。

螺桿筒1.9安裝在固設(shè)于主筒1內(nèi)孔的軸承座1.5和螺母筒1.4中，螺栓筒1.9獲得動力(公知知識，圖略)驅(qū)動后產(chǎn)生對螺母筒1.4的推/拉力，帶動頂筒1.1沿主筒1的軸向滑行升降；當(dāng)頂筒1.1被螺栓筒1.9推高到一定高度時，其上的觸筒1.2與上端的障礙物接觸而停止上行，同時對其彈性支承體彈簧1.3產(chǎn)生向下的反壓，當(dāng)反壓力達(dá)到一定程度后，其壓力傳感器1.6.4發(fā)出信號，螺栓筒停止頂壓，表示主桿已經(jīng)穩(wěn)定。

1.6.1、1.6.2代表觸碰開關(guān)或位移傳感器，為防止觸筒1.2與頂筒1.1、頂筒1.1與軸承座 1.5之間產(chǎn)生擠壓而設(shè)，當(dāng)距離較近時，發(fā)出信息停止螺栓筒1.9的運(yùn)行；1.6.3是主桿的對中傳感器的固定部分(非本發(fā)明內(nèi)容，從略)，由此信息決定基板各支撐螺栓(1.7)的運(yùn)行方向(升降)及量值，由此使主桿豎直。

以上下兩個帶有中心圓孔和軸承位的付桿上筒2.1.1和付桿下筒2.1.2分別套接于主筒1的上下兩端(在軸承位上安裝軸承)，在用前后兩塊付板2.2與付桿上筒2.1.1和付桿下筒2.1.2固定連接，形成以主筒1為底的U形空間，即形成了付桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、滑行頂絲機(jī)構(gòu)、旋擺頂絲機(jī)構(gòu)的安裝空間。若增大兩塊付板之間的距離，即增大外觀形狀為方形的付桿上筒2.1.1和付桿下筒2.1.2的各邊長，使付板2.2與主桿1之間留有間隙，則可將滑塊設(shè)成魚叉式(Y字形)的構(gòu)造，將頂絲機(jī)構(gòu)的動力、滑塊套筒等置于主桿左側(cè)，而魚叉式滑塊的兩個前支通過付板與主桿之間的間隙懸挑伸至主筒右側(cè)與承板7.3連接，使側(cè)板10靠攏主筒1。

將付桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定齒輪3安裝在主筒1的下端(付桿下筒2.1.2下方)，對應(yīng)固定齒輪3的位置將付桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)3.5及傳動機(jī)構(gòu)(傳動齒輪3.3和3.1、傳動軸3.4、軸承座3.2)安裝在付板2.2上，形成驅(qū)動齒輪3.1(即電機(jī)3.5的從動輪)與固定齒輪3嚙合，建立起旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。若將驅(qū)動齒輪3.1和固定齒輪3采用蝸輪蝸桿的嚙合方式，則處傳力之外還能鎖死付桿的旋擺方向。

將滑行頂絲機(jī)構(gòu)的頂絲4.1安裝在軸承座4.2(可省略)中，然后安裝到滑行套筒4.3的軸承座孔位中，在滑行套筒4.3左端的滑槽中裝入滑塊4.4，旋轉(zhuǎn)頂絲4.1使其旋入滑塊4.4上的螺絲孔中，使二者咬合連接；再將配套好的滑行套筒4.3就位安裝到付板2.2上，同時將其驅(qū)動電機(jī)也安裝到付板2.2上。

將旋擺頂絲機(jī)構(gòu)的頂絲5.1安裝在軸承座5.2中，軸承座5.2安裝到旋擺套筒5.6中(帶有拖板5.9，用以安裝能隨套筒5.6一起轉(zhuǎn)動的電機(jī))，滑塊5.3安裝到旋擺套筒5.6的滑槽中，旋轉(zhuǎn)頂絲5.1使其旋入滑塊5.3上的螺絲孔中，使二者咬合連接；再將配套好的旋擺套筒5.6左端用一垂直于付板2.2的軸5.10就位安裝到付板2.2上，右端翼板2.7上的卡軸5.8安裝到付板2.2上的滑槽5.4中，以確定旋擺套筒5.6的弧形軌跡和旋轉(zhuǎn)幅度。

將承板上下端的支座板7.2、7.1分別就位于滑塊4.4、5.3中，安裝并鎖死鉸軸4.5、5.5后等待安裝承板。

先將升降臺螺栓8.2套結(jié)于升降臺螺栓筒8.3中，再將從動齒輪8.5安裝到螺栓筒8.3上，再將螺栓筒8.3安裝在升降臺8.1上所設(shè)的螺栓筒安裝位中，然后安裝升降臺電機(jī)8.4及齒輪8.6，使齒輪8.6與從動齒輪8.5嚙合；在升降臺的左側(cè)上下端分別安裝滑行導(dǎo)輪9.2(一組兩個，分別相對承板7.3和導(dǎo)軌9.1滾動)。

楣板7.4、7.5上設(shè)有升降臺螺栓8.2的安裝孔，將螺栓8.2分別就位于安裝孔中后，將楣板7.4、7.5固定于承板7.3上。將導(dǎo)軌9.1安裝到承板7.3上，導(dǎo)軌9.1壓住滾輪9.2，使升 降臺8.1沿承板7.3滑行。

將承板7.3與左端的承板支座板7.1、7.2固定連接，將側(cè)板10與升降臺固定連接，由此形成本發(fā)明的立桿單位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能使立桿的側(cè)板10相對主筒1產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、平移、旋擺以及多維度的組合運(yùn)動。