CN110014375B - 一种喷头调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷头调节机构，包括底板、安装在底板上的电机、与电机输出端连接的联轴器、与联轴器固定连接的第一直轴、与第一直轴固定连接的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与第二锥齿轮固定连接的第二直轴、与第二直轴固定连接的转盘、铰接在转盘上的连杆、与底板铰接的喷头组件；用于驱动喷头组件绕着底板转动的连杆与喷头组件铰接。喷头调节机构还包括第一电动推杆和第二电动推杆；第一电动推杆固定在底板上，第二电动推杆的输出端与底板侧面铰接。本喷头调节机构可以实现对喷头喷射角度的调节，也可以实现对喷头喷射距离的调节，属于喷头调节机构的技术领域。

Description

一种喷头调节机构

技术领域

本发明涉及喷头调节的技术领域，尤其涉及一种喷头调节机构。

背景技术

近年来，广州大学的刘晓初教授提出了一种集表面强化和研磨微切削为一体的强化研磨加工新方法，通过高压气体将钢珠、研磨粉和研磨液组成的研磨料通过喷射器喷射在轴承套圈表面，能够获得机械性能较好的表面强化层；但是现有设备是将喷射器套在保持架里再通过螺纹连接进行固定，若需要调节喷射角度时，只能通过人工来调节它的喷射角度，由于没有参照通过人的感觉来调节喷射角度显然是不够精确的，通过不断拧动螺丝来调节喷射角度也是非常不方便的。

为了能够快速、精准、便捷地调整角度，一种名为“一种中心杆角度调整机构”的发明专利，该机构通过手动旋转调节螺纹件，使得中心杆在调节螺纹件上移动，并结合限位装置使得中心杆相对于底座运动，从而改变中心杆的角度。此装置的中心杆通过螺纹连接与底座之间进行固定，通过感觉来调整角度，固定结构较复杂，同时由于喷射器的特殊性，此机构不能很好的应用在强化研磨加工领域。

又如一种名为“喷砂机”的发明专利，该发明所述的喷砂机包括：喷砂罐、驱动装置和喷嘴组件等，其中喷砂罐和喷嘴组件连通，喷嘴组件斜向设置，且以斜向设置所形成的斜线的顶点为圆心旋转设置，喷嘴组件由驱动装置驱动，能实现均匀自动的喷砂处理；此机构是通过喷嘴组件的旋转来达到大面积的喷砂覆盖率，并不能改变喷射的角度，更不能自动调节喷头的喷射距离，所以也不适用于强化研磨加工领域。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种喷头调节机构，喷头调节机构结构简单、易于控制，本调节机构可以调节喷头的喷射角度，得到最佳的加工效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种喷头调节机构，包括底板、安装在底板上的电机、与电机输出端连接的联轴器、与联轴器固定连接的第一直轴、与第一直轴固定连接的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与第二锥齿轮固定连接的第二直轴、与第二直轴固定连接的转盘、铰接在转盘上的连杆、与底板铰接的喷头组件；用于驱动喷头组件绕着底板转动的连杆与喷头组件铰接。电机通过两个相互啮合的锥齿轮间接驱动转盘转动，转盘驱动连杆移动，最后驱动喷头组件摆动，实现喷头喷射角度的调节。

进一步的是：喷头调节机构还包括第一电动推杆和用于制止转盘转动的摩擦片；摩擦片安装在第一电动推杆的输出端，摩擦片呈圆弧状，驱动摩擦片与转盘的圆周侧面摩擦，第一电动推杆安装在底板上。当喷头组件调节到合适的喷射角度后，第一电动推杆将摩擦片推出，摩擦片与转盘的圆周侧面接触并产生摩擦力，使得转盘不能发生转动，实现喷射角度的固定。

进一步的是：第二直轴与转盘的中心固定连接，连杆与转盘的端面铰接。底板、连杆、转盘、喷头组件形成一个对心式曲柄摇杆机构，对心式曲柄摇杆机构没有急回特性，所以能平稳地实现对喷头喷射角度的调节。

进一步的是：喷头组件包括圆管、与圆管固定连接的喷头套筒、安装在喷头套筒内的喷头；圆管上设有第一连接片，第一连接片与连杆铰接。喷头安装在喷头套筒内，圆管通过带动喷头套筒移动，从而实现喷头喷射角度的调节。

进一步的是：喷头组件还包括激光笔；圆管内设有内螺纹，激光笔设有外螺纹，激光笔通过外螺纹与圆管的内螺纹配合安装在圆管内，激光笔的指向与喷头的喷出方向相同。激光笔具有与喷头的喷射路径的自对心功能，激光笔的作用是为了方便观察喷射点的位置，激光笔也可以测量喷射距离。

进一步的是：底板上设有凸台，圆管上还设有第二连接片，凸台与第二连接片铰接。第二连接片带动圆管绕着凸台转动。

进一步的是：喷头调节机构还包括刻度盘和指针；刻度盘固定在凸台与第二连接片的铰接处，刻度盘与凸台相对固定，指针固定在第二连接片上且位于刻度盘的正上方。喷射角度可以通过指针在刻度盘上的读数来获取。

进一步的是：喷头调节机构还包括固定导轨；底板上设有滑槽，底板通过滑槽滑动式安装在固定导轨上，底板的滑动方向与第二电动推杆输出端运动方向相同。第二电动推杆推着底板沿着固定导轨滑动，使得喷头在调节喷射距离过程中保持直线运动，使得调节更加稳定。

进一步的是：喷头调节机构还包括第二电动推杆；第二电动推杆的输出端与底板铰接，底板的滑动方向与第二电动推杆输出端运动方向相同，第二电动推杆与固定导轨相对固定。第二电动推杆推动底板移动，从而推动喷头组件移动，实现喷头喷射距离的调节。

进一步的是：固定导轨的末端设有限位块。防止第二电动推杆在推动底板过程中底板脱离固定导轨。

总的说来，本发明具有如下优点：

一种喷头调节机构，本发明不仅可以实现对喷头喷射角度的调节和实现对喷头喷射距离的调节，而且具有结构简单、易于控制、控制精度高等特点。本喷头调节机构的底板、转盘、连杆、喷头组件形成了一个曲柄摇杆机构，喷头组件绕着底板转动实现喷头的喷射角度可调节，第二电动推杆推动底板移动，使得喷射距离的可调节。同时，第一电动推杆和摩擦片在喷射角度调节完成后对转盘进行锁死，保证喷头套筒内的喷头在加工过程中的喷射平稳性，保证喷射加工的定位精度，提高喷射加工质量，刻度盘和指针可以清楚地读取到喷射角度的数值。为了能直观地观察到喷射点在工件上的具***置，圆管内的激光笔照射在工件表面上的激光点能清楚地知道喷射的位置，也能准确地测量喷头与工件的距离。本发明能实现喷头喷射角度以及喷头与工件表面的距离的快速、精准、便捷地调节，这对于增加强化研磨加工的自动化具有现实意义。

附图说明

图1是喷头调节机构的结构示意图。

图2是喷头调节机构的俯视图。

图3是喷头调节机构的主视图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为底板，2为电机，3为联轴器，4为第一直轴，5为第一锥齿轮，6为第二锥齿轮，7为第二直轴，8为转盘，9为连杆，10为喷头组件，11为第一电动推杆，12为摩擦片，13为圆管，14为喷头套筒，15为第一连接片，16为激光笔，17为凸台，18为第二连接片，19为刻度盘，20为指针，21为第二电动推杆，22为固定导轨，23为限位块。

结合图1、图2、图3所示，一种喷头调节机构，包括底板、安装在底板上的电机、与电机输出端连接的联轴器、与联轴器固定连接的第一直轴、与第一直轴固定连接的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与第二锥齿轮固定连接的第二直轴、与第二直轴固定连接的转盘、铰接在转盘上的连杆、与底板铰接的喷头组件；用于驱动喷头组件绕着底板转动的连杆与喷头组件铰接。电机安装在底板的下端面，电机的输出轴通过联轴器跟第一直轴的其中一端连接，第一直轴的另一端与第一锥齿轮固定连接，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮和第二直轴固定连接，第一直轴和第一锥齿轮一体成型，第二直轴和第二锥齿轮一体成型。电机带动第一直轴转动，第一直轴通过两个锥齿轮驱动第二直轴转动，第一直轴和第二直轴相互垂直，第二直轴穿过底板与转盘固定连接，转盘位于底板上端面的上方，转盘与底板平行。转盘的上端面与连杆铰接，连杆与喷头组件的其中一端铰接，喷头组件的另一端与底板铰接，转盘转动的时候带动连杆移动，连杆带动喷头组件绕着底板摆动，实现喷头组件喷射角度的调节。底板、喷头组件、连杆、转盘相当于一个曲柄摇杆机构。

喷头调节机构还包括第一电动推杆和用于制止转盘转动的摩擦片；摩擦片安装在第一电动推杆的输出端，摩擦片呈圆弧状，驱动摩擦片与转盘的圆周侧面摩擦。第一电动推杆安装在底板的上端面，第一电动推杆的输出端指向转盘的圆周侧面，第一电动推杆的输出端固定有摩擦片，摩擦片是一种橡胶片，摩擦片的弧形与转盘的弧形相一致，因而摩擦片能很好地与转盘的圆周相贴合。当喷射角度调节完成后，第一电动推杆的输出端带动摩擦片挤压转盘的圆周侧面，第一电动推杆输出端的摩擦片能在角度调整完成后对角度调节机构进行锁死，保证喷头套筒内的喷头在加工过程中的喷射平稳性，防止喷头在加工过程中由于喷头内的高压气体造成喷头套筒内的喷头的摆动，保证喷射加工的定位精度，提高喷射加工质量。

第二直轴与转盘的中心固定连接，连杆与转盘的端面铰接。使得底板、喷头组件、连杆、转盘形成的曲柄摇杆机构为对心式曲柄摇杆机构，即转盘的偏心距为0，极位夹角为0，行程速度变化系数为1。对心式曲柄摇杆机构没有急回特性，所以利用对心式曲柄摇杆机构能平稳地实现对喷头喷射角度的调节。

喷头组件包括圆管、与圆管固定连接的喷头套筒、安装在喷头套筒内的喷头；圆管上设有第一连接片，第一连接片与连杆铰接。喷头是安装在喷头套筒内的，喷头在图中未画出，第一连接片在连杆的驱动下带动圆管摆动，从而带动喷头套筒摆动，实现喷射角度的调节。

喷头组件还包括激光笔；圆管内设有内螺纹，激光笔设有外螺纹，激光笔通过外螺纹与圆管的内螺纹配合安装在圆管内，激光笔的指向与喷头的喷出方向相同。激光笔的末端设有外螺纹，圆管内设有内螺纹，外螺纹与内螺纹配合使得激光笔固定在圆管内，激光笔可以测喷射距离，然后根据测得的距离调整喷射距离。同时，为了能直观地观察到喷射点在工件上的具***置，本发明的激光笔具有与喷头的喷射路径的自对心功能，即激光笔照射在工件表面上的激光点能与喷头喷射的位置重合。

底板上设有凸台，圆管上还设有第二连接片，凸台与第二连接片铰接。凸台高于底板，因为转盘与底板之间要存在间隙才能使得转盘的转动而不受摩擦力的影响，所以凸台的上端面要与转盘高度相同，才能使使得转盘、连杆、凸台、喷头组件均位于同一个平面上，形成一个平面曲柄摇杆机构(具有一个曲柄和一个摇杆的铰链平面四杆机构)，保证了角度调节机构的可运动性。

喷头调节机构还包括刻度盘和指针；刻度盘固定在凸台与第二连接片的铰接处，刻度盘与凸台相对固定，指针固定在第二连接片上且位于刻度盘的正上方。刻度盘是一个布满刻度线的透明圆盘，不同刻度线代表不同的度数，指针位于刻度盘的刻度线上方，刻度盘是固定在凸台与第二连接片的铰接处的，刻度盘是固定不动的，当喷头组件绕着凸台转动时，此时指针跟着第二连接片转动，即指针绕着刻度盘转动。随着指针的转动，指针会指向不同的刻度线，可以得出喷头转动的角度，即喷射角度可以通过指针在刻度盘上的读数获得，从而使得喷头喷射角度的调节更加精准。

喷头调节机构还包括第二电动推杆和固定导轨；除了喷射角度的调节，当遇到加工不同尺寸工件的情况下，喷射距离的变动可能对喷射效果产生影响，本发明的喷头调节机构，通过***控制第二电动推杆输出端的收缩和伸出，使得底板沿固定导轨滑动从而调节喷射距离；所以此机构能快速、精准、便捷地对喷射角度和距离进行调节；当需要装夹工件的时候，增大喷射距离也有利于工件的装夹。第二电动推杆的输出端与底板铰接。底板上设有滑槽，底板通过滑槽滑动式安装在固定导轨上，底板的滑动方向与第二电动推杆输出端运动方向相同。固定导轨是固定不动的，滑槽位于底板的下端面的中心线上，第二电动推杆位于固定导轨旁边并与固定导轨相对固定，第二电动推杆的输出端与底板的其中一个侧面铰接，第二电动推杆推动底板沿着固定导轨滑动。

固定导轨的末端设有限位块。限位块位于固定导轨的其中一端，第二电动推杆靠近固定导轨的另一端，第二电动推杆的本体与固定导轨相对固定，第二电动推杆的推杆与固定导轨平行。限位块防止第二电动推杆调节喷射距离的时候超出固定导轨行程的。

电机、第一电动推杆、第二电动推杆均与控制***电性相连。电机、第一电动推杆、第二电动推杆的控制方式均为现有技术。

本喷头调节机构的工作原理：当需要调节喷射角度的时候，启动电机，电机通过两个锥齿轮的啮合间接驱动转盘转动，转盘通过连杆驱动驱动组件的喷头绕着底板转动，实现喷射角度的调节，喷头喷射角度调节的过程中可以根据激光笔的自对心功能得到喷头在工件上的喷射位置，可以根据指针在刻度盘的读数来确定调节的喷射角度是否已经调节到合适的喷射角度，调节到合适的喷射角度后，电机停止转动，同时第一电动推杆迅速将摩擦片推出，摩擦片与转盘的圆周侧面摩擦，转盘马上停止转动。第一电动推杆和摩擦片在喷射角度调节完成后对转盘进行锁死，保证喷头套筒内的喷头在加工过程中的喷射平稳性。当需要调节喷射距离的时候，例如需要加工不同尺寸工件的时候或装夹工件的时候，此时第二电动推杆驱动底板沿着固定导轨滑动，底板带动喷头组件移动，实现喷射距离的调节。喷头喷射距离调节的过程中可以利用激光笔的测出当前的喷射距离。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喷头调节机构，其特征在于：包括底板、安装在底板上的电机、与电机输出端连接的联轴器、与联轴器固定连接的第一直轴、与第一直轴固定连接的第一锥齿轮、与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、与第二锥齿轮固定连接的第二直轴、与第二直轴固定连接的转盘、铰接在转盘上的连杆、与底板铰接的喷头组件；用于驱动喷头组件绕着底板转动的连杆与喷头组件铰接；

喷头组件包括圆管、与圆管固定连接的喷头套筒、安装在喷头套筒内的喷头；圆管上设有第一连接片，第一连接片与连杆铰接；

喷头组件还包括激光笔；圆管内设有内螺纹，激光笔设有外螺纹，激光笔通过外螺纹与圆管的内螺纹配合安装在圆管内，激光笔的指向与喷头的喷出方向相同；

底板上设有凸台、圆管上还设有第二连接片，凸台与第二连接片铰接；

喷头调节机构还包括刻度盘和指针；刻度盘固定在凸台与第二连接片的铰接处，刻度盘与凸台相对固定，指针固定在第二连接片上且位于刻度盘的正上方；

喷头调节机构还包括第一电动推杆和用于制止转盘转动的摩擦片；摩擦片安装在第一电动推杆的输出端，摩擦片呈圆弧状，驱动摩擦片与转盘的圆周侧面摩擦的第一电动推杆安装在底板上。

2.按照权利要求1所述的一种喷头调节机构，其特征在于：第二直轴与转盘的中心固定连接，连杆与转盘的端面铰接。

3.按照权利要求1所述的一种喷头调节机构，其特征在于：喷头调节机构还包括固定导轨；底板上设有滑槽，底板通过滑槽滑动式安装在固定导轨上。

4.按照权利要求3所述的一种喷头调节机构，其特征在于：喷头调节机构还包括第二电动推杆；第二电动推杆的输出端与底板侧面铰接，底板的滑动方向与第二电动推杆输出端运动方向相同，第二电动推杆与固定导轨相对固定。

5.按照权利要求3所述的一种喷头调节机构，其特征在于：固定导轨的末端设有限位块。

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