CN102076460B - 保龄球表面处理设备 - Google Patents

Abstract

一种保龄球表面处理设备，该保龄球表面处理设备被设计成均匀地研磨并抛光保龄球。该设备包括：壳体；球运动导向件，该球运动导向件设置在所述壳体内，用于引导保龄球的运动，并且用于将所述保龄球限制在受限的表面处理区域内；以及表面处理盘，该表面处理盘布置在所述球运动导向件的下方，用于支撑、旋转所述保龄球和使所述保龄球公转。所述表面处理盘具有盘轴和表面处理元件，该表面处理元件用于研磨或抛光所述保龄球。所述设备还包括：盘旋转装置，该盘旋转装置用于绕盘中心轴线旋转所述表面处理盘；以及盘公转装置，该盘公转装置用于可旋转地保持所述表面处理盘的盘轴，并且用于使所述表面处理盘绕偏离所述盘中心轴线的恒星轴线进行公转运动。

Description

保龄球表面处理设备

技术领域

本发明涉及一种保龄球表面处理设备，并且更具体地涉及一种在沿许多不同方向旋转保龄球的同时能够均匀地研磨和抛光保龄球的保龄球表面处理设备。

背景技术

保龄球与球道之间的摩擦滚动接触通常在保龄球的表面上留下不规则的磨损部或刮痕。特别是，保龄球趋于大体在其相同外周区域处与球道接触，这可能造成保龄球的不平衡磨损。刮伤或非均匀磨损的保龄球看起来难看，并且使用刮伤或非均匀地磨损的保龄球主要因保龄球的不可预知的运动而使保龄球投手难以练习例如他/她期望的旋转能力。结果，刮痕和不平衡磨损可能不利地影响保龄游戏的得分，因此降低了玩游戏的娱乐性。因此，保龄球需要被定期地研磨成完美的球形形状而无刮痕或刮痕很少。

存在大量公开了用于自动研磨保龄球的装置的现有技术文献。这些文献中其中一个的美国专利No.5,613,896教导了一种保龄球表面修整机，该保龄球表面修整机包括：三个轴，该三个轴以120度的角布置，从而支撑保龄球；三个电机，该三个电机用于使对应的轴沿前后方向旋转；以及三个安装在所述轴上的圆锥形研磨转杯。尽管该保龄球表面修整机具有其自身的优点，但其存在的缺点在于保龄球的滚动方向或旋转轴线在表面修整过程期间不能灵活地转换。为此，保龄球表面修整机在将保龄球的整个表面均匀地研磨成完美的球形时存在困难。

另一个现有技术文献是美国专利No.7,063,607，该专利公开了一种保龄球表面修整设备，该保龄球表面修整设备包括：壳体；第一和第二竖直支撑辊，该第一和第二竖直支撑辊安装到所述壳体，用于绕平行的竖直轴线旋转，每个竖直支撑辊均适于在保龄球的一个侧向底面处与保龄球的表面接触；第一和第二水平支撑辊，该第一和第二水平支撑辊安装到所述壳体，用于协同竖直支撑辊一起支撑保龄球，每个水平支撑辊均可绕水平轴线旋转，并且适于在保龄球的另一个侧向底面处与保龄球的表面接触；驱动电机，所述驱动电机用于使支撑辊旋转；以及研磨和抛光轮组件，该研磨和抛光轮组件用于与保龄球的表面进行摩擦接触，以研磨或抛光保龄球。

上述的现有技术装置能够通过沿不同的方向旋转保龄球而充分均匀地研磨或抛光保龄球的表面。然而，现有技术的装置留下了改善的空间，因为它们结构复杂，制造困难且成本高，并且很容易出现故障。

发明内容

技术问题

鉴于现有技术装置中的上述或其它问题，本发明的目的是提供一种保龄球表面处理设备，该保龄球表面处理设备能够在短期内沿许多不同方向旋转保龄球并且能够均匀地研磨和抛光保龄球的整个表面。

本发明的另一个目的是提供一种结构简单、易于制造且成本低的保龄球表面处理设备。

技术方案

根据本发明，提供了一种保龄球表面处理设备，该保龄球表面处理设备包括：

壳体；

球运动导向件，该球运动导向件设置在所述壳体内，用于引导保龄球的运动，并且用于将所述保龄球限制在受限的表面处理区域内，所述球运动导向件具有由曲线导向表面部和转向部形成的内表面，所述曲线导向表面部用于沿弯曲的运动方向引导所述保龄球，所述转向部用于改变所述保龄球的所述运动方向；

表面处理盘，该表面处理盘布置在所述球运动导向件的下方，用于支撑、旋转所述保龄球并使所述保龄球公转，所述表面处理盘具有盘轴和表面处理元件，该表面处理元件用于与所述保龄球进行摩擦接触，以研磨或抛光所述保龄球；

盘旋转装置，该盘旋转装置用于绕盘中心轴线旋转所述表面处理盘；以及

盘公转装置，该盘公转装置用于可旋转地保持所述表面处理盘的所述盘轴，并用于使所述表面处理盘绕偏离所述盘中心轴线的恒星轴线进行公转运动。

有益效果

通过本发明的保龄球表面处理设备，可以在短时间内均匀地研磨和抛光所述保龄球的整个表面。此外，该保龄球表面处理设备结构简单，因此能够以容易且成本低的方式制造。

附图说明

从下列结合附图给出的对优选实施方式的说明将清楚本发明的以上和其它目的和特征，附图中：

图1是示出根据本发明的保龄球表面处理设备的侧剖视图；

图2是沿图1中的线II-II剖取的保龄球表面处理设备的横剖视图；

图3是示出用于本发明的保龄球表面处理设备中的盘公转装置的运动的图；以及

图4至11是示出在由本发明的保龄球表面处理设备进行的表面处理过程期间保龄球的运动的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图详细地描述根据本发明的保龄球表面处理设备的一个优选实施方式。

参照图1和2，保龄球表面处理设备包括具有上通路开口11的壳体10，保龄球B通过该上通路开口进出壳体10。通路开口11通过盖12可打开地关闭。壳体10的内部空间通过分隔板15被分成上表面处理隔室13和下驱动隔室14。在表面处理隔室13中，对插入通过通路开口11的保龄球B进行表面处理。下驱动隔室14被设计成接收下述的各种驱动单元。

用于控制保龄球表面处理设备的操作的控制板16附连到壳体10的内侧面。用于设定保龄球表面处理设备的各种操作条件的一系列按钮17和定时器18布置在壳体10的外侧面上，并且与控制板16电关联。

在壳体10的表面处理隔室13内，设置有大体为环形的球运动导向件20，球运动导向件20用于引导保龄球B的运动，并且将保龄球B限制在受限的表面处理区域内。尽管在所示的实施方式中球运动导向件20为大体圆形形状，但其可以为椭圆形状、多边形形状或其它不规则形状。

在所示的实施方式中，球运动导向件20通过多个从该球运动导向件20向下延伸的杆状支撑构件20a被固定地紧固到分隔板15。每个支撑构件20a均设置有卷簧部20b，该卷簧部用于降低在保龄球表面处理设备的操作期间在球运动导向件20中产生的振动和噪声。可选地，球运动导向件20可通过减震器(例如卷簧)被附连到壳体10。尽管在所示的实施方式中使用了四个支撑构件20a，但支撑构件20a的数量可以更多或更少。

球运动导向件20具有：用于可旋转地且可公转地接收保龄球B的球接收开口21；以及内表面20c，保龄球B沿该内表面形成公转运动。球接收开口21的直径比保龄球B的直径略大，以确保接收在球接收开口21中的保龄球B在绕其自身轴线旋转的同时可沿球运动导向件20的内表面20c自由地公转。由弹性可变形材料(例如橡胶条)制成的吸震内衬22可分离地附连到球运动导向件20的内表面20c。

球运动导向件20的内表面20c包括：曲线导向表面部20c-1，该曲线导向表面部用于沿弯曲的运动方向引导保龄球B的公转运动；以及转向表面部20c-2，该转向表面部用于当保龄球B绕球运动导向件20的中心轴线进行公转运动时改变保龄球B的运动方向。最佳如图2所示，曲线导向表面部20c-1延伸超过内表面20c的三分之二，转向部20c-2形成为大体平面形状，并且被设计成与曲线导向表面部20c-1的相反两端互连。优选的是，转向部20c-2布置在球运动导向件20的后延伸部中。这有助于在表面处理完成时取出保龄球B。曲线导向表面部20c-1和转向部20c-2的长度不限于图2中所示的一种，而是如果需要可以任意地改变。尽管转向部20c-2在所示的实施方式中具有平面形状，但其也可以形成为例如凸出表面形状、略凹入的表面形状或者其它形状。如果需要，可以与转向部20c-2成对称关系形成另外的转向部。简言之，转向部20c-2的形状和数量可以变化，只要转向部20c-2确定地改变保龄球B的运动方向即可。

在球运动导向件20的下方布置表面处理盘30，以支撑、旋转和使保龄球B公转。表面处理盘30设置有沿盘中心轴线向下延伸的盘轴31。表面处理盘30具有表面处理元件，该表面处理元件与保龄球B进行摩擦接触以进行表面处理，即，研磨和/或抛光。在所示的实施方式中，表面处理元件由表面处理结构40和附连到表面处理结构40的垫衬41形成。

表面处理结构的实施例包括诸如砂纸片材和金刚石涂层纸片材的研磨结构和诸如非编织结构或棉结构的抛光结构。研磨结构和抛光结构可被选择地使用于研磨和抛光保龄球B。优选的是，使用三类研磨结构，即精细、中等和粗糙的研磨结构来以不同的粗糙度研磨保龄球B。

垫衬41由例如海绵材料制成，该垫衬吸收在表面处理过程期间由保龄球B产生的震动。减震垫衬41例如可通过维可牢尼龙搭扣(Velcro)紧固件可更换地附连到表面处理盘30的上表面。垫衬41具有中央坚硬部41a，该中央坚硬部的硬度比垫衬41的其余部分的硬度大。中央坚硬部41a用于当保龄球B径向向内运动并且在垫衬41的中央坚硬部41a的正上方的位置与表面处理结构40接触时使保龄球B与表面处理结构40之间滑动。这有助于防止保龄球B在表面处理期间以特别高的速度旋转。为了使保龄球B与表面处理结构40在垫衬41的中央坚硬部41a的正上方的位置处可靠地产生滑动，表面处理盘30形成为具有与垫衬41的中央坚硬部41a对应的中央凸起区域。

保龄球表面处理设备包括：盘旋转装置，该盘旋转装置用于使表面处理盘30和盘轴31绕盘中心轴线旋转；以及盘公转装置，该盘公转装置用于使表面处理盘30绕与盘中心轴线偏离预定距离的恒星轴线公转或进行行星运动。

盘旋转装置包括：盘驱动轴32，该盘驱动轴穿过分隔板15延伸到表面处理隔室13和驱动隔室14中；盘驱动电机33，该盘驱动电机设置在驱动隔室14内；一对带轮34a和34b以及带35，该34a和34b以及带35用于将盘驱动电机33的转矩传递到盘驱动轴32；以及一对正齿轮36a和36b，该对正齿轮36a和36b用于将盘驱动轴32的转矩传递到表面处理盘30的盘轴31。

另一方面，盘公转装置包括安装成用于绕恒星轴线旋转的恒星轴51。恒星轴51或恒星轴线也从球运动导向件20的竖直中心轴线偏离，以确保在下述的表面处理过程期间保龄球B能够与表面处理结构40在表面处理盘30的不同径向位置处进行接触。恒星轴51或恒星轴线被布置成距转向部20c-2比距曲线导向表面部20c-1更近。恒星轴51是穿过分隔板15延伸到驱动隔室14中的中空类型，并且可旋转地支撑在分隔板15上。

盘公转装置还包括承载臂52，承载臂52在其近端固定地紧固到恒星轴51。承载臂52被设计成在其远端处可旋转地支撑表面处理盘30的盘轴31，在恒星轴51与盘轴31之间设有特定间隔。恒星轴51由恒星轴驱动装置可旋转地驱动。如果恒星轴51如图3所示旋转，则表面处理盘30在绕盘中心轴线逆时针旋转的同时绕恒星轴51顺时针公转。在该方面，优选的是，表面处理盘30的旋转方向与其公转方向相反。通过表面处理盘30的公转运动，保龄球B也绕球运动导向件20的中心轴线公转，并且沿球运动导向件20的内表面20c移动。如以下将参照图4至11详尽描述的那样，保龄球B沿曲线导向表面部20c-1以较低转速移动，但沿转向部20c-2快速移动。另外，在保龄球B与转向部20c-2最初接触时，保龄球B的公转运动停止一段时间。

恒星轴驱动装置包括设置在驱动隔室14内的恒星轴驱动电机53。恒星轴驱动装置还包括用于将恒星轴驱动电机53的转矩传递到恒星轴51的一对带轮54a和45b以及带55。

在表面处理过程期间，表面处理盘30通过盘旋转装置绕盘中心轴线旋转，同时通过盘公转装置使表面处理盘30绕恒星轴线，即恒星轴51进行公转和行星运动，借此保龄球B可在表面处理盘30的不同径向位置与表面处理结构40进行摩擦接触。

此时，盘驱动电机33和恒星轴驱动电机53的操作由控制板16控制。通过使用按钮17和定时器18，表面处理盘30被设置成以例如400至1200rpm的转速旋转，并且还以例如每一秒或每两秒一转的速度进行公转或行星运动。如果需要，盘驱动电机33的操作可间歇地停止例如1至3秒的时间。

保龄球表面处理设备包括用于向保龄球B供应表面处理溶液的处理溶液供应装置。在保龄球表面处理设备中使用两种表面处理溶液。一种是用于研磨保龄球B的研磨溶液，另一种是用于抛光保龄球B的抛光溶液。

处理溶液供应装置包括：用于向保龄球B的表面喷射研磨溶液的研磨溶液喷嘴61；用于向保龄球B的表面喷射抛光溶液的抛光溶液喷嘴62；用于存储研磨溶液的研磨溶液储槽63；用于存储抛光溶液的抛光溶液储槽64；用于将存储在研磨溶液储槽63中的研磨溶液抽到研磨溶液喷嘴61的研磨溶液泵65；以及用于将存储在抛光溶液储槽64中的抛光溶液抽到抛光溶液喷嘴62的抛光溶液泵66。

研磨溶液喷嘴61和抛光溶液喷嘴62附连到盖12的内侧，使得它们可面向接收在表面处理隔室13内的保龄球B。研磨溶液储槽63、抛光溶液储槽64、研磨溶液泵65和抛光溶液泵66布置在驱动隔室14内。抛光溶液储槽64通过排液管67与表面处理隔室13连通，以收集喷射到表面处理隔室13中的研磨溶液和抛光溶液。

现在将说明如上构成的保龄球表面处理设备的操作。

首先，如由图1和2中的单点划线所示，将盖12打开，并且通过球运动导向件20的球接收开口21将保龄球B放置在表面处理盘30上。

然后，利用按钮17和定时器18设置保龄球表面处理设备的操作条件。盘驱动电机33和恒星轴驱动电机53被通电并且在控制板16的控制下被旋转驱动。盘驱动电机33的转矩经由一对带轮34a和34b以及带35传递到盘驱动轴32，然后经由一对正齿轮36a和36b传递到盘轴31，由此使表面处理盘30随盘轴31一起旋转。同时，恒星轴驱动电机53的转矩经由一对带轮54a和54b以及带55被传递到恒星轴51。当恒星轴51随承载臂52一起绕恒星轴线旋转时，如图3所示，表面处理盘30绕恒星轴51或恒星轴线进行公转或行星运动。

因此，保龄球B通过与附连到表面处理盘30的表面处理结构40进行摩擦接触而进行表面处理。随着表面处理盘30继续绕偏离球运动导向件20的中心轴线的恒星轴51公转，保龄球B与表面处理盘30的不同径向位置接触。通过表面处理盘30的公转运动，保龄球B还绕球运动导向件20的中心轴线公转，并且沿球运动导向件20的内表面20c移动。换言之，保龄球B以较低转速沿曲线导向表面部20c-1移动，但以较高速度沿转向部20c-2直线运动。当保龄球B与转向部20c-2进行最初接触时，保龄球B的公转运动停止一段时间。保龄球B旋转所绕的旋转轴线在该过程中被确定地改变，因此，当表面处理设备持续作业时，确保了保龄球B的不同表面区域与表面处理盘30的表面处理结构40进行接触。这使得可以均匀地研磨或抛光保龄球B的整个表面。

将参照图4至11详细地描述保龄球B在球运动导向件20内进行的公转或行星运动。

首先参照图4，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时绕恒星轴线S顺时针公转。保龄球B以较低速度沿球运动导向件20的内表面20c的曲线导向表面部20c-1从7点钟位置朝9点钟位置移动。在7点钟位置，保龄球B在接触点P1处与表面处理盘30进行接触。由于盘中心轴线D与接触点P1之间的距离较大，因此保龄球B通过表面处理盘30以增大的旋转力旋转。保龄球B在以该方式公转和旋转的同时被表面处理盘30的表面处理结构40研磨或抛光。

转至图5，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时还绕恒星轴线S顺时针公转。因此，保龄球B沿球运动导向件20的内表面20c的曲线导向表面部20c-1从9点钟位置朝11点钟位置移动。在9点钟位置，保龄球B在接触点P2处与表面处理盘30进行接触。由于盘中心轴线D与接触点P2之间的距离较大，因此保龄球B通过表面处理盘30以增大的旋转力旋转。保龄球B在以该方式公转和旋转的同时被表面处理盘30的表面处理结构40研磨或抛光。

转至图6，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时还绕恒星轴线S顺时针公转。此时，保龄球B压靠球运动导向件20的内表面20c的转向部20c-2。在该状态下，保龄球B在绕盘中心轴线D旋转的同时保持静止在11点钟位置。在11点钟位置，保龄球B在接触点P3处与表面处理盘30进行接触。由于盘中心轴线D与接触点P3之间的距离较大，因此保龄球B通过表面处理盘30以增大的旋转力旋转。保龄球B在11点钟位置旋转的同时被表面处理盘30的表面处理结构40研磨或抛光。

转至图7，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时还绕恒星轴线S顺时针公转。保龄球B继续压靠球运动导向件20的内表面20c的转向部20c-2。在该状态下，保龄球B在绕盘中心轴线D旋转的同时仍旧保持静止在11点钟位置。此时，保龄球B在接触点P4处与表面处理盘30进行接触。由于接触点P4从图6所示的接触点P3沿表面处理盘30径向向内移动，因此保龄球B通过表面处理盘30以减小的旋转力旋转。保龄球B在11点钟位置旋转的同时被表面处理盘30的表面处理结构40研磨或抛光。

转至图8，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时更进一步地绕恒星轴线S顺时针公转。保龄球B继续压靠球运动导向件20的内表面20c的转向部20c-2。在该状态下，保龄球B在绕盘中心轴线D旋转的同时仍旧保持静止在11点钟位置。此时，保龄球B在接触点P5处在表面处理盘30的垫衬41的中央坚硬部41a的正上方(参见图1和2)与表面处理结构40接触，接触点P5位于表面处理盘30上的图7所示的接触点P4的径向内侧。因此，表面处理盘30施加到保龄球B的旋转力下降很大程度，由此减慢保龄球B的旋转。这有助于防止保龄球B以不可控制的高速旋转。

转至图9，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时还更进一步地绕恒星轴线S顺时针公转。保龄球B继续压靠球运动导向件20的内表面20c的转向部20c-2。在该状态下，保龄球B在绕盘中心轴线D旋转的同时仍旧保持静止在11点钟位置。此时，保龄球B在接触点P6处在表面处理盘30的垫衬41的中央坚硬部41a的正上方(参见图1和2)与表面处理结构40接触，接触点P6几乎与盘中心轴线D重合。因此，表面处理盘30施加到保龄球B的旋转力保持为非常小，由此进一步减慢保龄球B的旋转。这有助于防止保龄球B以不可控制的高速旋转。

转至图10，表面处理盘30在绕盘中心轴线D逆时针旋转的同时还更进一步地绕恒星轴线S顺时针公转。从而，保龄球B在接触点P7处在表面处理盘30的垫衬41的中央坚硬部41a的正上方(参见图1和2)与表面处理结构40接触，接触点P7从盘中心轴线D略向左移动。此时，保龄球B从11点钟位置脱离，并且沿转向部20c-2朝图11中(和图4中)所示的7点钟位置快速且直线地移动。通过该直线运动确定地改变保龄球B的表面上的研磨或抛光区域。这意味着每当表面处理盘30绕恒星轴线S进行一次公转或行星运动，则保龄球B的研磨或抛光区域就改变。因此，随着表面处理盘30继续进行公转和行星运动，通过表面处理盘30的表面处理结构40均匀地研磨和抛光保龄球B的整个表面。

在保龄球表面处理设备中应用的表面处理被分成研磨过程和抛光过程，它们可独立或者相结合地进行。

在研磨过程期间，构成表面处理结构40的研磨结构可更换地附连到表面处理盘30。可选择性使用粗糙、中等和精细的研磨结构而以不同的粗糙度研磨保龄球B。如果需要，通过将粗糙、中等和精细的研磨结构接连地附着到表面处理盘30，可连续地进行粗糙研磨、中等研磨和精细研磨。在研磨过程中，存储在研磨溶液储槽63中的研磨溶液由研磨溶液泵65通过研磨溶液喷嘴61供应到保龄球B的表面。

在抛光过程期间，由构成表面处理结构40的抛光结构取代研磨结构。存储在抛光溶液储槽64中的抛光溶液由抛光溶液泵66通过抛光溶液喷嘴62供应到保龄球B的表面。

尽管以上已示出并描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应理解，在不脱离如由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变和修改。

工业实用性

本发明的保龄球表面处理设备可用于均匀地研磨和抛光保龄球或重量和尺寸与保龄球相当的其它球形物。

Claims (6)

1.一种保龄球表面处理设备，该保龄球表面处理设备包括：

壳体；

球运动导向件，该球运动导向件设置在所述壳体内，用于引导保龄球的运动，并且用于将所述保龄球限制在受限的表面处理区域内，所述球运动导向件具有由曲线导向表面部和转向部形成的内表面，所述曲线导向表面部用于沿弯曲的运动路线引导所述保龄球，所述转向部用于改变所述保龄球的所述运动路线；

表面处理盘，该表面处理盘布置在所述球运动导向件的下方，用于支撑、旋转所述保龄球和使所述保龄球公转，所述表面处理盘具有盘轴和表面处理元件，该表面处理元件用于与所述保龄球进行摩擦接触，以研磨或抛光所述保龄球；

盘旋转装置，该盘旋转装置用于绕盘中心轴线旋转所述表面处理盘；以及

盘公转装置，该盘公转装置用于可旋转地保持所述表面处理盘的所述盘轴，并用于使所述表面处理盘绕偏离所述盘中心轴线的恒星轴线进行公转运动。

2.根据权利要求1所述的保龄球表面处理设备，其中，所述恒星轴线布置成距所述转向部比距所述曲线导向表面部更近。

3.根据权利要求1所述的保龄球表面处理设备，其中，所述转向部大体为平面形状。

4.根据权利要求1所述的保龄球表面处理设备，其中，所述表面处理元件由表面处理结构和附连到该表面处理结构的垫衬形成，所述垫衬具有中央坚硬部，该中央坚硬部比所述垫衬的其余部分更硬。

5.根据权利要求1所述的保龄球表面处理设备，其中，所述壳体的内部空间通过分隔板被分成上表面处理隔室和下驱动隔室，所述球运动导向件包括固定地紧固到所述分隔板的多个支撑构件，每个所述支撑构件均具有卷簧部。

6.根据权利要求1所述的保龄球表面处理设备，其中，所述盘公转装置包括：恒星轴，该恒星轴可旋转地安装到所述壳体，用于绕所述恒星轴线旋转；承载臂，该承载臂附连到所述恒星轴，用于以与所述恒星轴间隔开的关系可旋转地支撑所述盘轴；以及驱动机构，该驱动机构用于旋转所述恒星轴，以使所述表面处理盘公转运动。

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