能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于：所述機構(gòu)包括運動單元和回轉(zhuǎn)單元，所述運動單元包括固定板，通過上、下運動副以滑動配合的方式與固定板立面相結(jié)合的安裝板，位于上、下運動副之間的固定設(shè)置在固定板上的齒條，以及與齒條相嚙合的由驅(qū)動部分帶動的齒輪；所述回轉(zhuǎn)單元是由上下兩端分別通過軸承與安裝板上下端設(shè)置的軸承座相結(jié)合的異形軸構(gòu)成，所述的異形軸的中段為用于穿入與其垂直相交的驅(qū)動部分的中空結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動部分和異形軸的回轉(zhuǎn)中心正交，異形軸可以在設(shè)定的角度范圍內(nèi)擺動，整個機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動。
【專利說明】能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能實現(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)的兩個垂直轉(zhuǎn)軸交叉布置的機械結(jié)構(gòu)，特別適用于機械工程領(lǐng)域中安裝空間小、剛度要求高、多旋轉(zhuǎn)運動疊加的場合。
【背景技術(shù)】
[0002]高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)非常適用于空間狹小、剛度要求高、多轉(zhuǎn)軸運動的工作場合。
[0003]對于要求實現(xiàn)多自由度旋轉(zhuǎn)運動的場合，目前多采用逐個轉(zhuǎn)軸依次串聯(lián)的布置方式，這樣就形成了一個“細(xì)長”的結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)缺點是占用空間大，整體剛度差，往往為了提高結(jié)構(gòu)剛度，不惜采用昂貴的材料或者增大相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸，這樣無形的增加了成本和加大了對空間的占用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)。本發(fā)明中兩個垂直方向的轉(zhuǎn)軸采用相互交錯的布置方式，和傳統(tǒng)各轉(zhuǎn)軸依次串聯(lián)的結(jié)構(gòu)相比，能使得機構(gòu)空間更加緊湊，整體剛度也很容易得到保證。
[0005]本發(fā)明的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)包括運動單元和回轉(zhuǎn)單元，所述運動單元包括固定板，通過上、下運動副以滑動配合的方式與固定板立面相結(jié)合的安裝板，位于上、下運動副之間的固定設(shè)置在固定板上的齒條，以及與齒條相嚙合的由驅(qū)動部分帶動的齒輪；所述回轉(zhuǎn)單元是由上下兩端分別通過軸承與安裝板上下端設(shè)置的軸承座相結(jié)合的異形軸構(gòu)成，所述的異形軸的中段為用于穿入與其垂直相交的驅(qū)動部分的中空結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動部分和異形軸的回轉(zhuǎn)中心正交，異形軸可以在設(shè)定的角度范圍內(nèi)擺動，整個機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動。
[0006]本發(fā)明中所述運動單元為圓弧運動單元，所述圓弧運動單元包括固定板，通過弧形結(jié)構(gòu)的上、下運動副以滑動配合的方式與固定板立面相結(jié)合的安裝板，位于上、下運動副之間的固定設(shè)置在固定板上的齒條為弧形結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明中所述運動單元根據(jù)實際應(yīng)用情況可以設(shè)計為直線運動單元，所述直線運動單元包括固定板，通過直線結(jié)構(gòu)的上、下運動副以滑動配合的方式與固定板立面相結(jié)合的安裝板，位于上、下運動副之間的固定設(shè)置在固定板上的齒條為直線結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明所述的異形軸的擺動范圍由驅(qū)動部分和異形軸之間的間隙控制；所述驅(qū)動部分一般由電機及減速器組成。
[0009]本發(fā)明所述的上、下運動副是由導(dǎo)軌和滑塊組成。
[0010]本發(fā)明的工作原理(以圓弧運動單元為例)以及有益效果如下:
圓弧運動單元依靠弧形齒條和齒輪的嚙合驅(qū)動做繞O點的旋轉(zhuǎn)；異形軸的中段徑向是中空的，圓弧運動單元的驅(qū)動部分穿過異形軸的中空部分，異形軸可以做一個擺動，擺動的角度范圍由驅(qū)動部分和異形軸之間的間隙決定；圓弧運動單元的回轉(zhuǎn)中心和異形軸的回轉(zhuǎn)中心正交重合于點O，整體機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動。
[0011]由于本發(fā)明把垂直方向的兩個轉(zhuǎn)軸交叉地布置在一起，和傳統(tǒng)各轉(zhuǎn)軸依次串聯(lián)的布置方式相比，結(jié)構(gòu)十分緊湊，整體剛度也容易得到保證，十分適用機械工程領(lǐng)域中一些安裝空間有限且對剛度要求苛刻的場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(弧形運動副)。
[0013]圖2為圖1的左剖視圖。
[0014]在圖1、圖2中:1一固定板，2—上運動副，3—安裝板，4一異形軸，5—驅(qū)動部分，6一下運動副，7—齒條,8一齒輪。
[0015]圖3為本發(fā)明的第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖(直線運動副)。
【具體實施方式】
[0016]以下將結(jié)合實例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017]實施例1
如圖1、2所示，本發(fā)明的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)包括圓弧運動單元和回轉(zhuǎn)單元，所述運動單元包括固定板1，通過圓弧結(jié)構(gòu)的上、下運動副2、6以滑動配合的方式與固定板I立面相結(jié)合的安裝板3，位于圓弧結(jié)構(gòu)的上、下運動副2、6之間的固定設(shè)置在固定板I上的圓弧結(jié)構(gòu)的齒條7，以及與圓弧結(jié)構(gòu)的齒條7相嚙合的由驅(qū)動部分5帶動的齒輪8 ;所述回轉(zhuǎn)單元是由上下兩端分別通過軸承與安裝板3上下端設(shè)置的軸承座相結(jié)合的異形軸4構(gòu)成，所述的異形軸4的中段為用于穿入與其垂直相交的驅(qū)動部分5的中空結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動部分5和異形軸4的回轉(zhuǎn)中心正交，異形軸4可以在設(shè)定的角度范圍內(nèi)擺動，設(shè)計的擺動角度應(yīng)使其不碰觸驅(qū)動部分5的外輪廓，通過這樣的布置，整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，剛度很容易得到保證，整個機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動；所述的上、下運動副2、6是由導(dǎo)軌和滑塊組成。
[0018]更具體說，本發(fā)明所述的異形軸4的中空結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)、外輪廓都為方形(也可根據(jù)實際需要將異形軸4的外形及中空部分設(shè)計成為任意合適的形狀結(jié)構(gòu))，驅(qū)動部分5的輪廓為圓形；所述異形軸4的擺動范圍由驅(qū)動部分5和異形軸4之間的間隙控制；所述驅(qū)動部分5包括電機和減速器，其最里端安裝有齒輪8，通過齒輪8和齒條7的嚙合驅(qū)動，實現(xiàn)安裝板3及其上安裝的部分一起做繞O點的轉(zhuǎn)動，整體機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向的旋轉(zhuǎn)運動。
[0019]實施例2
如圖3所示，本實施例與實施例1的不同之處在于:所述運動單元為直線運動單元，所述直線運動單元包括固定板1，通過直線結(jié)構(gòu)的上、下運動副2、6以滑動配合的方式與固定板I立面相結(jié)合的安裝板3，位于上、下運動副2、6之間的固定設(shè)置在固定板I上的齒條7為直線結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于:所述機構(gòu)包括運動單元和回轉(zhuǎn)單元，所述運動單元包括固定板(1)，通過上、下運動副(2、6)以滑動配合的方式與固定板(I)立面相結(jié)合的安裝板(3)，位于上、下運動副(2、6)之間的固定設(shè)置在固定板(I)上的齒條(7)，以及與齒條(7)相嚙合的由驅(qū)動部分(5)帶動的齒輪(8);所述回轉(zhuǎn)單元是由上下兩端分別通過軸承與安裝板(3)上下端設(shè)置的軸承座相結(jié)合的異形軸(4)構(gòu)成，所述的異形軸(4)的中段為用于穿入與其垂直相交的驅(qū)動部分(5)的中空結(jié)構(gòu)，且驅(qū)動部分(5)和異形軸(4)的回轉(zhuǎn)中心正交，異形軸(4)可以在設(shè)定的角度范圍內(nèi)擺動，整個機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)的聯(lián)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于:所述運動單元為圓弧運動單元，所述圓弧運動單元包括固定板(1)，通過弧形結(jié)構(gòu)的上、下運動副(2、6)以滑動配合的方式與固定板(1)立面相結(jié)合的安裝板(3)，位于上、下運動副(2、6)之間的固定設(shè)置在固定板(1)上的齒條(7)為弧形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于:所述運動單元為直線運動單元，所述直線運動單元包括固定板(1)，通過直線結(jié)構(gòu)的上、下運動副(2、6)以滑動配合的方式與固定板(1)立面相結(jié)合的安裝板(3)，位于上、下運動副(2、6)之間的固定設(shè)置在固定板(1)上的齒條(7)為直線結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于:所述的異形軸(4)的擺動范圍由驅(qū)動部分(5)和異形軸(4)之間的間隙控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能夠?qū)崿F(xiàn)高剛度回轉(zhuǎn)中心正交的雙轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于:所述的上、下運動副(2、6)是由導(dǎo)軌和滑塊組成。
【文檔編號】F16M11/18GK104019337SQ201410220052
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】盧志輝, 張磊樂, 孫志楊, 楊洪濤 申請人:鄭州機械研究所