CN104476046B - 可折叠双旋转切割机构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供可折叠双旋转切割机构，主要由电磁底座、折叠结构、双旋转机构、直坡口机构四部分组成。电磁底座的两个电磁铁都通过电磁铁摆动架、轴承座与底座之间实现固定，当需要固定在某一待加工可磁化弧面上时，电磁铁会根据弧面曲率的大小改变偏转的角度，让电磁铁与弧面实现两个线接触，打开电磁铁开关，进而与待吸附表面固定。本发明采用双旋转机构和直坡口机构控制割枪末端在空间中的位置及偏转角度。采用数控方式来控制电动机驱动各个旋转轴的旋转，使切割精度更高，效率更高。采用折叠机构实现切割机构在转移过程中占用空间小，转移方便的功能。另外，电磁底座的采用也使切割机构的固定和移动更加方便。

Description

可折叠双旋转切割机构

技术领域

本发明涉及的是一种切割机构。

背景技术

传统的切割机构是分为固定式(数控)、便携式(数控)和手持式，固定式切割机要求工人对待切割的材料进行转移，需要依靠工厂内的吊车，十分不方便而且不安全，这样就导致切割效率较低。传统的便携式切割机由两个相互垂直的导轨来控制平面内X,Y轴向的位置，大多数不能完成空间曲线的切割，并且固定方式决定了自己固定不牢，同样存在安全隐患。并且要想达到一定的切割范围，就要加大两个导轨的长度，这样一来占用的空间就比较大，而且移动起来不方便。手持式切割十分便于转移，但是其轨迹完全由工人决定，十分依靠工人的技术熟练程度，而且效率很低，工人十分劳累，造成生产效率不高。因此现有的切割机构都存在一定的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供用于解决现存切割机构占有空间大、转移不方便、切割效率不高问题的可折叠双旋转切割机构。

本发明的目的是这样实现的：

本发明可折叠双旋转切割机构，其特征是：包括底座、电磁铁摆动架、电磁铁、水平臂、第一旋转轴、第二旋转轴、第二旋转轴电机、平行四边形上杆、平行四边形下杆、滑轨板、操作孔板、滑块、丝杠电机、旋转台、带齿弧板、割枪、竖直臂、竖直臂旋转电机，可沿电磁铁摆动架自由摆动的电磁铁通过电磁铁摆动架安装在底座下方，所述电磁铁以及与其配合的电磁铁摆动架有两组；第二旋转轴电机固定在电机固定架上，水平臂的第一端通过第二旋转轴连接第二旋转轴电机，平行四边形上杆的第一端和平行四边形下杆的第一端均连接电机固定架，滑轨板包括依次相连的卡槽段、弧形段和直线段，卡槽段与弧形段连接处、卡槽段的下端部以及直线段的下端部分别设置第一滚针轴承定位槽、第二滚针轴承定位槽、第三滚针轴承定位槽，平行四边形上杆的第二端安装与第一滚针轴承定位槽和第三滚针轴承定位槽配合的螺栓型滚针轴承，平行四边形下杆的第二端安装与第二滚针轴承定位槽配合的螺栓型滚针轴承，操作孔板分别与平行四边形上杆、平行四边形下杆和丝杠电机相连，丝杠电机的输出端连接丝杠，丝杠与螺母相配合，螺母安装在滑片上，滑片与平行四边形上杆相固定，滑轨板的卡槽段与旋转台之间固定有导轨，和导轨配合的滑块与操作孔板相连；底座下方固定有旋转台旋转电机，旋转台旋转电机通过连接第一旋转轴连接旋转台，竖直臂旋转电机以及水平臂的第二端固定在电机架上，竖直臂旋转电机通过竖直臂旋转轴连接竖直臂，竖直臂上固定有小齿轮电机、竖直臂下方还安装有两个螺栓型滚针轴承，小齿轮电机连接小齿轮，带齿弧板安装在两个螺栓型滚针轴承上，带齿弧板的两个端部设置与两个螺栓型滚针轴承配合限位的卡板，带齿弧板的齿与小齿轮相啮合，割枪通过割枪架固定在带齿弧板上。

本发明的优势在于：本发明采用双旋转机构和直坡口机构控制割枪末端在空间中的位置及偏转角度。采用数控方式来控制电动机驱动各个旋转轴的旋转，使切割精度更高，效率更高。采用折叠机构实现切割机构在转移过程中占用空间小，转移方便的功能。另外，电磁底座的采用也使切割机构的固定和移动更加方便。与以往专利相比较，本发明专利设计新颖，结构简单、可靠，控制简单，非常适合做在铁材料表面完成工作的工程机械的底座。

附图说明

图1为本发明的轴测图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的左视图；

图5为本发明的折叠状态图；

图6为本发明的电磁铁工作状态图；

图7为本发明的割枪摆动情况图a；

图8为本发明的割枪摆动情况图b。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～8，整个可折叠双旋转切割机构，主要由电磁底座、折叠机构、双旋转机构和直坡口机构四部分组成。各部件如下：螺栓型滚针轴承1，带齿弧板2，定位螺栓3，割枪架4，竖直臂5，竖直臂旋转轴6，竖直臂定位螺母7，轴承端盖8，端盖螺栓9，水平臂10，电机架固定螺栓11，竖直臂旋转电机12，电机架13，弹性联轴器14，端盖螺栓15，电机固定螺栓16，旋转轴二电动机17，长螺栓18，电机固定架19，弹性联轴器20，旋转轴二21，平行四边形上杆22，平行四边形下杆23，螺栓型滚针轴承24，滑轨板25，操作孔板26，滑块27，丝杠电机28，导轨螺栓29，支架螺栓30，滚针轴承定位槽31，滑轨板支架32,旋转台33，轴承座34，电磁铁摆动架35，电磁铁36，支架螺栓37，旋转台旋转电机38，导轨39，导轨支架40，丝杠41，滚珠块42，螺栓型滚针轴承43，电机固定板44，轴承端盖45，键46，电机轴47，小齿轮48，割枪49，小齿轮旋转电机50，导轨架螺栓51,旋转架52，底座53，轴承箱54，弹性联轴器55，把手56，端盖螺栓57，端盖58，轴承箱支架59。

电磁底座主要由轴承座34，电磁铁摆动架35，电磁铁36，旋转台旋转电机38，底座53，轴承箱54，弹性联轴器55，把手56，端盖螺栓57，轴承端盖58，轴承箱支架59组成。电磁底座的两个电磁铁36都通过电磁铁摆动架35、轴承座34与底座53之间实现旋转运动副连接，当需要固定在某一待加工可磁化弧面上时，两块电磁铁36会一同根据弧面曲率的大小改变偏转的角度，让电磁铁36与弧面实现两个线接触，然后打开电磁铁开关，由于电磁铁的吸引力，实现整个切割机构与待吸附表面固定。旋转台旋转电机38通过螺栓固定在底座53上，轴承箱54通过螺栓及轴承箱支架59固定在底座53上，轴承箱54内有成对使用的轴承，实现旋转轴一的轴向和周向定位，旋转轴一与电机38通过弹性联轴器55连接，实现第一旋转运动的传递。

折叠机构主要由水平臂10，端盖螺栓15，电机固定螺栓16，旋转轴二电动机17，长螺栓18，电机固定架19，弹性联轴器20，旋转轴二21，平行四边形上杆22，平行四边形下杆23，螺栓型滚针轴承24，滑轨板25，操作孔板26，滑块27，丝杠电机28，导轨螺栓29，支架螺栓30，滚针轴承定位槽31，滑轨板支架32,旋转台33，支架螺栓37，导轨39，导轨支架40，螺栓型滚针轴承43，电机固定板44，轴承端盖45，导轨架螺栓51组成。从工作状态到闲暇时的折叠过程为：水平臂10旋转直至与平行四边形机构的杆(22，23)相互平行，通过移动操作孔板26先使平行四边形机构沿着滑轨板25的圆弧轨道旋转，直至平行四边形机构中的杆(22，23)与导轨39平行，之后停止旋转沿着导轨39竖直移动，直至整个平行四边形机构进入到两个滑轨板25中间的空间中，两侧的螺栓型滚针轴承24与滑轨板25上的滚针轴承定位槽31相接触，同时滑块27达到导轨39行程末端不能再继续滑动完成折叠。从闲暇状态到工作状态的切换只需要逆向重复上述步骤即可。

双旋转机构主要由水平臂10，端盖螺栓15，电机固定螺栓16，旋转轴二电动机17，长螺栓18，电机固定架19，弹性联轴器20，旋转轴二21，平行四边形上杆22，平行四边形下杆23，螺栓型滚针轴承24，滑轨板25，操作孔板26，滑块27，丝杠电机28，导轨螺栓29，支架螺栓30，滚针轴承定位槽31，滑轨板支架32,旋转台33，支架螺栓37，旋转台旋转电机38，导轨39，导轨支架40，丝杠41，滚珠块42，螺栓型滚针轴承43，电机固定板44，轴承端盖45，导轨架螺栓51,旋转架52，底座53，端盖螺栓57，轴承端盖58，轴承箱支架59组成。旋转台33与底座53之间由第一旋转轴连接，旋转台33上竖直固定有滑轨板25和导轨39，平行四边形机构与滑轨板25和导轨支架40靠螺栓型滚针轴承24连接，平行四边形机构的另一端安装有旋转轴二电动机17，旋转轴二电动机17通过弹性联轴器20驱动旋转轴二21，旋转轴二21与水平臂10相连接。旋转轴一和旋转轴二21一起协同转动，决定了水平臂10末端的位置，进而使割枪末端达到所需位置，实现切割。

直坡口机构主要由螺栓型滚针轴承1，带齿弧板2，定位螺栓3，割枪架4，竖直臂5，竖直臂旋转轴6，竖直臂定位螺母7，轴承端盖8，端盖螺栓9，水平臂10，电机架固定螺栓11，竖直臂旋转电机12，电机架13，弹性联轴器14，键46，电机轴47，小齿轮48，割枪49，小齿轮旋转电机50组成。竖直旋转臂通过上述平行四边形机构末端的竖直臂旋转电机12驱动，它们之间由竖直臂旋转轴6连接，竖直臂5上固定有小齿轮旋转电机50，小齿轮旋转电机50的电动机轴上安装有一小齿轮48，与带齿弧板2上的齿轮相啮合，驱动带齿弧板2的偏转，带齿弧板2内径端有弧形滑轨，通过两个螺栓型滚针轴承1与竖直臂5连接，决定了带齿弧板2的摆动轨迹。割枪49直坡口的控制依靠竖直臂5的旋转及带齿弧板2的摆动一同实现，带齿弧板2的设计主要是出于对加工过程中割枪末端位置在任意角度下都相对于竖直臂5不变的考虑，这样一来对割枪49末端空间任意位置的控制与直坡口的控制相互独立开，便于控制的实现。

可折叠双旋转切割机构主要由电磁底座、折叠结构、双旋转机构、直坡口机构四部分组成。电磁底座的两个电磁铁都通过电磁铁摆动架、轴承座与底座之间实现固定，当需要固定在某一待加工可磁化弧面上时，电磁铁会根据弧面曲率的大小改变偏转的角度，让电磁铁与弧面实现两个线接触，打开电磁铁开关，进而与待吸附表面固定。

折叠机构中的滑轨板及导轨通过螺栓及支架与旋转台固定，旋转台通过键连接与底座中的第一旋转轴连接，平行四边形机构由螺栓型滚针轴承与导轨上的滑块和滑轨板固定，平行四边形机构中杆的一端相互位置由一对折叠操作孔板决定，而另一端由带孔(该零件上的孔间距同操作板的孔间距相同)的零件决定，从工作状态到闲暇时的折叠过程如下，水平臂旋转直至与平行四边形机构的杆相互平行，通过移动操作孔板实现平行四边形机构中的杆与导轨平行，之后沿着导轨移动，直至整个平行四边形机构进入到一对滑轨板中间的空间中，螺栓型滚针轴承与滑轨板上的定位圆槽相接触，完成折叠。从折叠状态到工作状态的切换只需要逆向重复上述步骤即可。

双旋转机构的旋转台与底座之间由第一旋转轴连接，旋转台上竖直固定有滑轨板和导轨，平行四边形机构与滑轨板和导轨支架靠螺栓型滚针轴承连接，平行四边形机构的另一端安装有旋转电机，电机驱动旋转轴二，旋转轴二与水平臂相连接。旋转轴一和旋转轴二一起协同转动，决定了水平臂末端的位置，进而使割枪末端达到所需位置，实现切割。

直坡口机构的竖直旋转臂通过上述平行四边形机构末端的电动机驱动，它们之间由旋转轴连接，竖直旋转臂上固定有电动机，电动机轴上安装有一小齿轮，与弧板上的齿轮相啮合，驱动弧板的偏转，带齿弧板内径端有弧形滑轨，通过两个螺栓型滚针轴承与竖直旋转臂连接，决定了带齿弧板的摆动轨迹。割枪直坡口的控制依靠竖直旋转臂的旋转及带齿弧板的摆动一同实现，弧板的设计主要是出于对加工过程中割枪末端位置在任意角度下都相对于竖直旋转臂不变的考虑，这样一来对割枪末端空间任意位置的控制与直坡口的控制相互独立开，便于控制的实现。

电磁底座的两个电磁铁都通过电磁铁摆动架、轴承座与底座之间实现旋转运动副连接，当需要固定在某一待加工可磁化弧面上时，两块电磁铁会一同根据弧面曲率的大小改变偏转的角度，让电磁铁与弧面实现两个线接触，然后打开电磁铁开关，由于电磁铁的吸引力，实现整个切割机构与待吸附表面固定。

从工作状态到闲暇时的折叠过程为：水平臂旋转直至与平行四边形机构的杆相互平行，通过移动操作孔板先使平行四边形机构沿着滑轨板的圆弧轨道旋转，直至平行四边形机构中的杆与导轨平行，之后停止旋转沿着导轨竖直移动，直至整个平行四边形机构进入到一对滑轨板中间的空间中，螺栓型滚针轴承与滑轨板上的定位圆槽相接触，滑块达到导轨行程末端不能再继续滑动完成折叠。从闲暇状态到工作状态的切换只需要逆向重复上述步骤即可。

旋转台与底座之间由第一旋转轴连接，旋转台上竖直固定有滑轨板和导轨，平行四边形机构与滑轨板和导轨支架靠螺栓型滚针轴承连接，平行四边形机构的另一端安装有旋转电机，电机驱动旋转轴二，旋转轴二与水平臂相连接。旋转轴一和旋转轴二一起协同转动，决定割枪末端X,Y轴方向的位置，由平行四边形机构的升降作用决定割枪末端Z轴方向的位置，最终实现切割。

竖直旋转臂通过平行四边形机构末端的电动机驱动，它们之间由旋转轴连接，竖直旋转臂上安装有电动机，电动机轴上安装有一小齿轮，与弧板上的齿轮相啮合，驱动弧板的偏转，带齿弧板内径端有弧形滑轨，通过两个螺栓型滚针轴承与竖直旋转臂连接，决定了带齿弧板的摆动轨迹。割枪直坡口的控制依靠竖直旋转臂的旋转及带齿弧板的摆动一同实现，弧板的设计主要是出于对加工过程中割枪末端位置在任意角度下都相对于竖直旋转臂不变的考虑，这样一来对割枪末端空间任意位置的控制与直坡口的控制相互独立开，便于控制的实现。

电磁底座主要由两个弧形接触面电磁铁、电磁铁摆动架、轴承座、底座、电动机、轴固定装置，第一旋转轴组成。两个电磁铁都通过电磁铁摆动架、轴承座与底座之间实现固定，当需要固定在某一待加工可磁化弧面上时，电磁铁会根据弧面曲率的大小改变偏转的角度，让电磁铁与弧面实现两个线接触，打开电磁铁开关，进而与待吸附表面固定。折叠机构主要由滑轨板、导轨、平行四边形升降机构、电动机和水平臂组成。滑轨板及导轨通过螺栓及支架与旋转台固定，旋转台通过键连接与底座中的第一旋转轴连接，平行四边形机构由螺栓型滚针轴承与导轨上的滑块和滑轨板固定，平行四边形机构中杆的一端相互位置由一对折叠操作孔板决定，而另一端由带孔(该零件上的孔间距同操作板的孔间距相同)的零件决定，从工作状态到闲暇时的折叠过程如下，水平臂旋转直至与平行四边形机构的杆相互平行，通过移动操作孔板实现平行四边形机构中的杆与导轨平行，之后沿着导轨移动，直至整个平行四边形机构进入到一对滑轨板中间的空间中，螺栓型滚针轴承与滑轨板上的定位圆槽相接触，完成折叠。从闲暇状态到工作状态的切换只需要逆向重复上述步骤即可。双旋转机构主要由旋转台、滑轨板、导轨、滑块、平行四边形升降机构、电动机、水平臂组成。旋转台与底座之间由第一旋转轴连接，旋转台上竖直固定有滑轨板和导轨，平行四边形机构与滑轨板和导轨支架靠螺栓型滚针轴承连接，平行四边形机构的另一端安装有旋转电机，电机驱动旋转轴二，旋转轴二与水平臂相连接。旋转轴一和旋转轴二一起协同转动，决定了水平臂末端的位置，进而使割枪末端达到所需位置，实现切割。直坡口机构主要由竖直旋转臂、电动机、小齿轮、带齿弧板、割枪架和割枪组成。竖直旋转臂通过上述平行四边形机构末端的电动机驱动，它们之间由旋转轴连接，竖直旋转臂上固定有电动机，电动机轴上安装有一小齿轮，与弧板上的齿轮相啮合，驱动弧板的偏转，带齿弧板内径端有弧形滑轨，通过两个螺栓型滚针轴承与竖直旋转臂连接，决定了带齿弧板的摆动轨迹。割枪直坡口的控制依靠竖直旋转臂的旋转及带齿弧板的摆动一同实现，弧板的设计主要是出于对加工过程中割枪末端位置在任意角度下都相对于竖直旋转臂不变的考虑，这样一来对割枪末端空间任意位置的控制与直坡口的控制相互独立开，便于控制的实现。

Claims (1)

1.可折叠双旋转切割机构，其特征是：包括底座、电磁铁摆动架、电磁铁、水平臂、第一旋转轴、第二旋转轴、第二旋转轴电机、平行四边形上杆、平行四边形下杆、滑轨板、操作孔板、滑块、丝杠电机、旋转台、带齿弧板、割枪、竖直臂、竖直臂旋转电机，可沿电磁铁摆动架自由摆动的电磁铁通过电磁铁摆动架安装在底座下方，所述电磁铁以及与其配合的电磁铁摆动架有两组；第二旋转轴电机固定在电机固定架上，水平臂的第一端通过第二旋转轴连接第二旋转轴电机，平行四边形上杆的第一端和平行四边形下杆的第一端均连接电机固定架，滑轨板包括依次相连的卡槽段、弧形段和直线段，卡槽段与弧形段连接处、卡槽段的下端部以及直线段的下端部分别设置第一滚针轴承定位槽、第二滚针轴承定位槽、第三滚针轴承定位槽，平行四边形上杆的第二端安装与第一滚针轴承定位槽和第三滚针轴承定位槽配合的螺栓型滚针轴承，平行四边形下杆的第二端安装与第二滚针轴承定位槽配合的螺栓型滚针轴承，操作孔板分别与平行四边形上杆、平行四边形下杆和丝杠电机相连，丝杠电机的输出端连接丝杠，丝杠与螺母相配合，螺母安装在滑片上，滑片与平行四边形上杆相固定，滑轨板的卡槽段与旋转台之间固定有导轨，和导轨配合的滑块与操作孔板相连；底座下方固定有旋转台旋转电机，旋转台旋转电机通过连接第一旋转轴连接旋转台，竖直臂旋转电机以及水平臂的第二端固定在电机架上，竖直臂旋转电机通过竖直臂旋转轴连接竖直臂，竖直臂上固定有小齿轮电机、竖直臂下方还安装有两个螺栓型滚针轴承，小齿轮电机连接小齿轮，带齿弧板安装在两个螺栓型滚针轴承上，带齿弧板的两个端部设置与两个螺栓型滚针轴承配合限位的卡板，带齿弧板的齿与小齿轮相啮合，割枪通过割枪架固定在带齿弧板上。