一種換位轉角機構的製作方法

2023-05-25 22:03:41

專利名稱：一種換位轉角機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶動工作檯換位轉角的換位轉角機構。
背景技術：
在許多場合下，圓形工作檯面上的某一扇形區域內需要操作人員處理一定的事 務，該事務處理完畢後，將工作檯轉過一定的角度，固定不動的操作人員在後續轉來 的扇形區域內重複上述的處理工作。角行程相同的間歇旋轉持續不斷，相同的處理工 作一次又一次。工作檯面上所處理的事務可以是鑽孔、銑槽、焊接、熱合、封口、灌 漿、包裝等工序，類似餐桌上的菜餚轉盤，只是菜餚轉盤的間歇旋轉是人手施力完成 的，且轉動角度和間歇時間無嚴格規律。因為工作檯相同角行程的間歇旋轉是為了變 換工位，因而稱此過程為換位轉角，也稱分位轉角。
傳統技術中，"槽輪機構"、"不完全齒輪機構"、"凸輪機構"等機構均可實 現工作檯的分位轉角。這些能實現分位轉角的機構雖然各有特點，但有一點是相同 的，即轉動構件上作用著直接的或間接的外施驅動力矩。
近年， 一些新型的分位轉角機構見諸報導，如一專利號為ZL94217072.5(公告號為 CN2210044Y)的中國實用新型專利《一種方瓶自動轉位機構》披露了這樣一種方瓶自 動轉位機構，由星輪、弧形導板、轉軸、軸承和固定託板組成，其特徵在於星輪的 節圓，瓶子幾何中心的分布圓與輸瓶鏈帶中心線相交割，轉位機構外側是兩層弧形導 板，導板兩端與洗瓶機護欄相銜接，固定託板與輸瓶鏈帶等高，在鏈帶外側布置。
如一專利號為ZL99224683.0(公告號為CN2380542Y)的中國實用新型專利《全自動 接續式氣動轉位機構》披露了這樣一種全自動接續式氣動轉位機構，中心套與機架固 定連接，轉位託架以及撥叉與中心軸固定連接，中心軸位於中心套內且滑動配合，中 心套下部套裝著上定位塊，上定位塊底部帶有凹槽，凹槽內插裝撥叉,上定位塊與套裝 在中心套上的轉板固定連接，擺動板套裝在中心套上，擺動板7的下部安裝固定著氣缸 B，氣缸B的支杆與轉板上固定的轉軸鉸接，擺動板7的中部與氣缸A的支杆鉸接，氣缸 A主體固定在機架上。
但前述專利公開的這些機構，轉動構件上都無一例外的作用著驅使該構件轉動的 外施力矩。與傳統技術不同的是轉角控制藉助了編碼器、接近開關、行程開關等電控 元器件。發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種結構新穎的 換位轉角機構，該機構的轉動構件上無外施力矩便能實現精確分位、平穩轉角，而且 還具有結構簡單、價廉、長壽、節能等優點。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為 一種換位轉角機構，包括有 機架和氣缸，其特徵在於該換位轉角機構還包括靜止擋杆、上竄推桿及多齒板，所 述的多齒板下部具有一根附屬軸及至少兩個凸齒，而且各個凸齒分布在同一圓周上， 每個凸齒均由斜齒面和豎直齒面組成；所述的附屬軸約束在機架的滑套內，既能相對 滑套上下竄動又能繞自身軸線轉動；所述的靜止擋杆與機架相對固定，該靜止擋杆與 豎直齒面擋位配合；所述的上竄推桿約束在機架上並可相對機架上下竄動；所述的氣 缸與機架相對固定，氣缸的缸杆與上竄推桿的下端相連以推動上竄推桿上下竄動，上 竄推桿的頂面與凸齒的斜齒面相應，也即在上竄推桿上移過程中能推動凸齒的斜齒面 而帶動多齒板上移。
上述凸齒的斜齒面沿徑向具有一定寬度。這樣，上竄推桿的頂面與凸齒的斜齒面 的有足夠的接觸面積，使得上竄推桿能平穩地推動凸齒的斜齒面，即上竄推桿能平穩 地推動帶有多齒板，確保該換位轉角機構實現間歇旋轉運動。
上述凸齒的斜齒面在與豎直齒面交界處具有一供靜止擋杆頂端插入的缺口。這樣 靜止擋杆的上端卡入該缺口對多齒板進行左右約束，使得該換位轉角機構在間歇狀態 下欲轉不能，便於操作人員對放置在多齒板上的工件進行加工，即使有意外載荷也不 會動搖多齒板的間歇狀態。
上述的上竄推桿的個數與凸齒的齒數相應，各上竄推桿的下端固聯在一固定盤 上，所述的氣缸的缸杆與固定盤相連，上竄推桿的上部活動穿過機架的上表面。採用 多根上竄推桿是為了更穩定地推動多齒板，由於上竄推桿有多根，且需沿圓周間隔設 置，而一般氣缸的缸杆截面積較小，故可在缸杆的上端固定一固定盤，再將上竄推桿 固定在固定盤上，這樣設計是為了便於組裝。
上述的靜止擋杆的下端固聯在一固定板上部，靜止擋杆的上部依次穿過固定盤和 機架的上表面，所述的固定板固聯在氣缸上。其為一種靜止擋杆的安裝方式。
上述多齒板上的凸齒分布圓周半徑可以為無窮大。當凸齒分布圓周半徑為無窮大 時，也即各凸齒處於同一水平線上。
與現有技術相比，本實用新型的優點在於該換位轉角機構通過上竄推桿、靜止 擋杆與多齒板上凸齒的巧妙配合，形成了機架滑套對多齒板附屬軸的雙重運動副，即 上下移動副和旋轉運動副，當氣缸的舉升力作用於上竄推桿時，上竄推桿的頂面觸抵 多齒板上凸齒的斜齒面，頂著多齒板向上運動，當多齒板上凸齒的齒尖高度高於靜止 擋杆的頂面時，靜止擋杆的阻擋作用消失，多齒板的斜齒面與上竄推桿的頂面產生滑動，這是多齒板的重力作用使然。上述滑動的實質是，多齒板邊下落，邊旋轉。如此 時令上竄推桿迅速回縮，多齒板的斜面便擱置在靜止擋杆的頂面上，同樣的重力作用 使多齒板繼續邊下落，邊旋轉，直至多齒板的豎直齒面被前方的靜止擋杆阻擋，本換 位轉角機構便由轉動狀態進入歇息狀態。由此可見，該機構中的的轉動構件上無需外 施力矩就可以實現精確分位、平穩轉角，且該換位轉角機構的結構簡單、布局合理。


圖l為本實用新型實施例的立體結構示意圖(歇息狀態)； 圖2為本實用新型實施例的立體結構示意圖(轉動狀態)； 圖3為本實用新型實施例的工作原理示意圖(展開狀態)。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。 如圖l、 2、 3所示，為本實用新型的一個實施例。
一種換位轉角機構，包括有的機架l、氣缸2、靜止擋杆3、上竄推桿4及多齒板5。
其中，機架l為一與地面相對靜止的架體，架體包括面板及多個支撐腳，為便於觀 察主要結構，圖中所示的機架僅表示出面板部分，在機架l上固聯著一個滑套ll。
多齒板5下方具有若干個開口朝下的鋸齒狀的凸齒51及一根附屬軸52，本實施例中 的凸齒51為三個，該三個凸齒51分布在同一圓周上，每個凸齒51均由斜齒面511和豎直 齒面512組成，斜齒面511類似螺旋線，凸齒51的斜齒面511沿徑向具有一定寬度，在凸 齒51的斜齒面511在與豎直齒面512交界處具有一供靜止擋杆3頂端插入的缺口513。附 屬軸52位於凸齒51圍成的圓周的圓心位置處，附屬軸52穿插在滑套11的圓柱孔內，即 滑套11的圓柱孔對多齒板5上的附屬軸52產生約束，致使多齒板5隻能沿滑套11的軸線 方向移動和繞自身軸線轉動。
氣缸2與機架1相對固定，氣缸2也可由液壓缸或其它機械結構代替，氣缸2的作用 是推動上竄推桿4上下竄動。
上竄推桿4約束在機架1上並可相對機架1上下竄動，本實施例中的上竄推桿4的個 數與凸齒51的齒數相應，為三根，各上竄推桿4的下端固聯在一固定盤6上，氣缸2的缸 杆21與固定盤6下部相連，故氣缸的缸杆21的移動推動固定盤6及其上的上竄推桿4上下 竄動，上竄推桿4的上部活動穿過機架1的上表面，且上竄推桿4的頂面與凸齒的斜齒面 511相應，也即在上竄推桿4上移過程中能推動凸齒的斜齒面511而帶動多齒板5上移。
靜止擋杆3與機架1相對固定，本實施例中的靜止擋杆3的個數與凸齒51的齒數相 應，為三根，靜止擋杆3的下端固聯在一固定板7上部，該固定板7固聯在氣缸2上，即 固定板7與機架1相對固定，靜止擋杆3的上部依次穿過固定盤6和機架1的上表面，該靜止擋杆3與凸齒51的豎直齒面512擋位配合。
多齒板5的凸齒51數可以是大於二的整數，靜止擋杆3與上竄推桿2的根數可以是大 於一的整數，上述兩整數並無關聯可以獨立選取，多齒板5的凸齒51數與該換位轉角機 構的分位數相對應。
本實施例的工作原理及過程如下
利用多齒板5上表面的螺紋孔53，安裝一工作檯面，工作檯面在附圖中沒有繪出， 這個工作檯面將和多齒板5—樣作間歇旋轉，操作人員可利用多齒板歇息的時間在工作 臺面的某一扇形區域內處理一定的事務。
圖l、 3所示，為本換位轉角機構在歇息狀態，各靜止擋杆3的頂端插入凸齒上斜齒 面511—端的缺口513內，靜止擋杆3的頂面抵住了多齒板5的使之不能下落；靜止擋杆3 的側面擋住了多齒板上凸齒51的豎直齒面511，使之不能轉動；作為運動輸出構件的多 齒板5處於靜止狀態，此時上竄推桿4的頂面與多齒板上凸齒51的斜齒面511處於分離狀 態。
圖2所示，為本換位轉角機構的轉動狀態，氣缸2工作，氣缸2的缸杆21向上伸出， 推動與缸杆21相聯的固定盤6及固定盤6上的上竄推桿4同時向上移動，上竄推桿4的頂 面觸抵多齒板5的斜齒面511將多齒板5頂起；當多齒板5上凸齒51的齒尖高度高於靜止 擋杆3的頂面時，靜止擋杆3側面的阻擋作用消失，多齒板5在重力的作用下沿斜齒面 511下滑，即多齒板5開始沿圖示弧形箭頭的方向旋轉並下滑；之後，氣缸2反向動作， 帶動與缸杆21相連的固定盤6及固定盤6上的上竄推桿4同時向下回縮，上竄推桿4的頂 面脫離了多齒板5的斜齒面511，此時該斜齒面511便擱置在靜止擋杆3的頂面上，同樣 在重力作用下使多齒板5繼續下降和並維持繞自身軸線轉動，直至多齒板5的下一個凸 齒51的豎直齒面512被靜止擋杆3的側面所阻擋，又回到圖2所示的歇息狀態。
上竄推桿4每上竄、回縮一次，多齒板5便轉過一個凸齒，即轉過36(T /n， n為多 齒板5的凸齒數，360° /n是一個分位應完成的角行程。上竄推桿4的上竄、回縮可以是 固定時間間隔有規律的動作，也可以是依據即時指令非規律的動作。
促使多齒板5沿斜齒面511下滑的力不局限於重力，也可以是彈力、氣動力、液動力。
同樣，操縱上竄推桿4上竄和回縮運動的舉升力不局限於氣動力，也可以是液動 力、機械力和人為力。
當工作檯上的事務處理完畢，控制系統通過操縱壓縮空氣令上竄推桿4上竄、回縮 一次，使工作檯面完成一個分位的角行程。固定不動的操作人員在後續轉來的扇形區 域內重複相同的作業。角行程相同的間歇旋轉不斷，相同的處理工作一次又一次。
權利要求1、一種換位轉角機構，包括有機架(1)和氣缸(2)，其特徵在於該換位轉角機構還包括靜止擋杆(3)、上竄推桿(4)及多齒板(5)，所述的多齒板(5)下部具有一根附屬軸(52)及至少兩個凸齒(51)，各個凸齒(51)分布在同一圓周上，而且每個凸齒(51)均由斜齒面(511)和豎直齒面(512)組成；所述的附屬軸(52)約束在機架(1)的滑套(11)內，既能相對滑套(11)上下竄動又能繞自身軸線轉動；所述的靜止擋杆(3)與機架(1)相對固定，該靜止擋杆(3)與豎直齒面(512)擋位配合；所述的上竄推桿(4)約束在機架(1)上並可相對機架(1)上下竄動；所述的氣缸(2)與機架(1)相對固定，氣缸的缸杆(21)與上竄推桿(4)的下端相連以推動上竄推桿(4)上下竄動，上竄推桿(4)的頂面與凸齒的斜齒面(511)相應，也即在上竄推桿(4)上移過程中能推動凸齒的斜齒面(511)而帶動多齒板(5)上移。
2、 根據權利要求l所述的換位轉角機構，其特徵在於所述凸齒的斜齒面(511)沿 徑向具有一定寬度。
3、 根據權利要求l所述的換位轉角機構，其特徵在於所述凸齒的斜齒面(511)在 與豎直齒面(512)交界處具有一供靜止擋杆(3)頂端插入的缺口(513)。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的換位轉角機構，其特徵在於所述的上竄推桿(4) 的個數與凸齒(51)的齒數相應，各上竄推桿(4)的下端固聯在一固定盤(6)上，所述的氣 缸(2)的缸杆(21)與固定盤(6)相連，上竄推桿(4)的上部活動穿過機架(1)的上表面。
5、 根據權利要求4所述的換位轉角機構，其特徵在於所述的靜止擋杆(3)的下端 固聯在一固定板(7)上表面，靜止擋杆(3)的上部依次穿過固定盤(6)和機架(1)的上表面， 所述的固定板(7)固聯在氣缸(2)上。
6、 根據權利要求l所述的換位轉角機構，其特徵在於所述多齒板(5)上的凸齒( 51)分布圓周半徑可以為無窮大。
專利摘要本實用新型涉及一種換位轉角機構，包括有機架和氣缸，其特徵在於還包括靜止擋杆、上竄推桿及多齒板，多齒板下部具有一根附屬軸及至少兩個凸齒，各個凸齒分布在同一圓周上，每個凸齒均由斜齒面和豎直齒面組成；附屬軸約束在機架的滑套內；靜止擋杆與機架相對固定並與豎直齒面擋位配合；上竄推桿約束在機架上並可相對機架上下竄動；氣缸的缸杆與上竄推桿的下端相連以推動上竄推桿上下竄動，在上竄推桿上移過程中能推動凸齒的斜齒面而帶動多齒板上移。換位轉角機構通過上竄推桿、靜止擋杆與多齒板上凸齒的巧妙配合，形成了機架滑套對多齒板附屬軸的雙重運動副，故該機構中的的轉動構件上無外施力矩便能實現精確分位、平穩轉角，結構簡單合理。
文檔編號B65G29/00GK201381095SQ20092011826
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者範大勇, 範露璐 申請人:範露璐