CN104006269A - 一种三维浮动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维浮动机构，其包括动力源连接板和执行端连接板，动力源连接板和执行端连接板的相对应四个角之间均安装有定位销轴，动力源连接板布置Z向定位螺栓，Z向定位螺栓的一端穿过动力源连接板后置于动力源连接板和执行端连接板之间，相邻的两根Z向定位螺栓之间设置有Z向定位C型块，Z向定位C型块的一端固定在动力源连接板的上端面，Z向定位C型块的另一端悬空，执行端连接板位于四块Z向定位C型块围绕的空间内，并通过设置锥形凸台和锥形孔，使执行端具有六自由度，从而可以对动力源端设备起到保护作用，同时使执行端不受动力源端的振动的影响，降低了设备的加工和安装精度，并通过锥形结构，使得浮动机构具有自动对中功能。
Description
技术领域
本发明涉及应用于机械制造行业，尤其涉及一种用于机械设备动力源端与执行端需要柔性连接的三维浮动机构，属于工业自动化技术领域。
背景技术
目前工业自动化设备领域大量设备的动力源端与执行端需要柔性连接，主要起到减少整机振动的传递，设备执行端发生异常情况时对动力源端的保护、执行端定位时具有自动调整空间角度和位移的作用。通过这样的柔性连接减少了振动和噪声污染，延长设备寿命和保护价格较贵设备，同时也减少了设备零件所需加工和安装精度。
现有工业自动化领域设备的柔性连接所采用的浮动机构主要通过零件间弹簧连接、橡胶连接、铰链连接等。但现有技术大多只能实现单向或者两个方向的移动和转动，并且自动补偿能力较差，结构过于复杂不宜自行生产，不能真正意义的保护动力源端设备，或使执行端设备不受动力源端振动影响，或者部分不能自动对中复位等缺点的存在。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种结构简单、空间角度和位移补偿能力强、执行端具有六个自由度并且具有自动对中复位功能的三维浮动机构。
本发明解决其技术问题的解决方案是： 一种三维浮动机构，其包括从上到下依次布置的动力源连接板和执行端连接板，所述动力源连接板和执行端连接板的相对应四个角之间均安装有定位销轴，动力源连接板上端面的四个角均布置一根Z向定位螺栓，所述Z向定位螺栓的一端穿过动力源连接板后置于动力源连接板和执行端连接板之间，相邻的两根Z向定位螺栓之间设置有一块Z向定位C型块，所述Z向定位C型块的一端固定在动力源连接板的上端面，Z向定位C型块的另一端悬空，所述执行端连接板位于四块Z向定位C型块围绕的空间内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述Z向定位C型块包括第一水平块、第二水平块以及设置在第一水平块和第二水平块之间的竖直块，所述第一水平块通过螺栓固定在动力源连接板上，所述竖直块的内侧面与执行端连接板的侧面之间存在Y向间隙或X向间隙，所述第二水平块的上端面与执行端连接板的下端面之间存在Z向间隙。
作为上述技术方案的进一步改进，所述执行端连接板上设置了两个大衬套和两个小衬套，两个所述大衬套呈对角布置，两个所述小衬套呈对角布置，与大衬套匹配的定位销轴的一端过盈安装在动力源连接板上，与大衬套匹配的定位销轴的一端穿过与大轴套固定，所述大轴套中靠近动力端连接板的一端设置锥形凸台，所述大衬套内设置有与锥形凸台匹配的锥形孔，与小衬套匹配的定位销轴的一端螺栓固定在动力源连接板上，与小衬套匹配的定位销轴的一端穿过与小轴套固定。
作为上述技术方案的进一步改进，所述大轴套的最大外径大于锥形孔的最大内径。
作为上述技术方案的进一步改进，所述大轴套与大衬套同轴安装，所述锥形凸台的外表面与锥形孔的内表面之间设置了配合间隙。
本发明的有益效果是：本发明通过在动力源连接板和执行端连接板之间设置Z向定位螺栓和Z向定位C型块，并通过设置锥形凸台和锥形孔，使执行端在X、Y、Z三向都具有两个自由度，实现了六自由度，从而可以对动力源端设备起到保护作用，同时使执行端不受动力源端的振动的影响，降低了设备的加工和安装精度，并通过锥形结构使得浮动机构具有自动对中复位功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的三维结构示意图；
图2是本发明的正视图；
图3是本发明中A-A向剖视图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1～图3，一种三维浮动机构，其包括从上到下依次布置的动力源连接板3和执行端连接板5，所述动力源连接板3和执行端连接板5的相对应四个角之间均安装有定位销轴4，动力源连接板3上端面的四个角均布置一根Z向定位螺栓1，所述Z向定位螺栓1的一端穿过动力源连接板3后置于动力源连接板3和执行端连接板5之间，相邻的两根Z向定位螺栓1之间设置有一块Z向定位C型块9，所述Z向定位C型块9的一端固定在动力源连接板3的上端面，Z向定位C型块9的另一端悬空，所述执行端连接板5位于四块Z向定位C型块9围绕的空间内。
通过在动力源连接板3和执行端连接板5之间设置Z向定位螺栓1和Z向定位C型块9，执行端在Z向可以自动调整，并通过设置锥形凸台和锥形孔，执行端在X向和Y向可以自动调整，可以对动力源端设备起到保护作用，使执行端不受动力源端的振动的影响，降低了设备的加工和安装精度，使得的结构使浮动机构具有自动对中复位功能。
进一步作为优选的实施方式，所述Z向定位C型块9包括第一水平块、第二水平块以及设置在第一水平块和第二水平块之间的竖直块，所述第一水平块通过螺栓固定在动力源连接板3上，所述竖直块的内侧面与执行端连接板5的侧面之间存在Y向间隙或X向间隙，竖直块的内侧面与执行端连接板5的侧面之间存在Y向间隙或X向间隙限制了执行端连接板5沿Z向的旋转的调整范围，所述第二水平块的上端面与执行端连接板5的下端面之间存在Z向间隙。 Z向定位螺栓1和第二水平块的上端面之间限制了执行端连接板5沿Z向的上下移动的调整范围。
进一步作为优选的实施方式，所述执行端连接板5上设置了两个大衬套6和两个小衬套10，两个所述大衬套6呈对角布置，两个所述小衬套10呈对角布置，与大衬套6匹配的定位销轴4的一端螺栓固定在动力源连接板3上，与大衬套6匹配的定位销轴4的一端穿过与大轴套7固定，所述大轴套7中靠近动力端连接板的一端设置锥形凸台，所述大衬套6内设置有与锥形凸台匹配的锥形孔，与小衬套10匹配的定位销轴4的一端过盈安装在动力源连接板3上，与小衬套10匹配的定位销轴4的一端穿过与小轴套11固定。所述大轴套7的最大外径大于锥形孔的最大内径。
进一步作为优选的实施方式，所述大轴套7的最大外径大于锥形孔的最大内径。
进一步作为优选的实施方式，所述大轴套7与大衬套6同轴安装，所述锥形凸台的外表面与锥形孔的内表面之间设置了配合间隙。锥形凸台的外表面与锥形孔的内表面之间设置了配合间隙限制了执行端连接板5沿X向或Y向的水平移动范围，也限制了执行端连接板5绕X轴或 Y轴的旋转范围。
三维浮动机构，包括动力源连接板3，动力源连接板3上安装有四根Z向定位螺栓1，其通过螺母2与动力源连接板3连接，从而使其在Z向位置固定。四块Z向定位C型块9通过螺钉固定在动力源连接板3四个侧面中间位置，通过其与Z向定位螺栓1的相互作用，当执行端连接板5发生转动时，保证其在正常工作范围内转动，从而防止执行端连接板5卡死现象。在动力源连接板3的四个对角安装有四个定位销轴4。还包括执行端连接板5，执行端连接板5四个对角位置安装有两个大衬套6和两个小衬套10，大衬套6固定在执行端连接板3对角位置。根据实际应用需求可以在执行端连接板5上安装所需设备，同时在动力源连接板3上连接气缸、液压缸、电机等动力源。
定位销轴4上安装有轴套、平垫圈12、弹簧垫圈13和螺母2。所述轴套包括大轴套7和小轴套11。大轴套7通过平垫圈12、弹簧垫圈13以及螺母2固定在定位销轴4上，从而使大轴套7与动力源连接板3连接为一体。所述大轴套7具有一定的锥度见图3，与其对应的大衬套6同样设有一定的锥度见图3，通过两者相互配合，从而保证在工作完成时，在重力作用下执行端连接板5自动复位处于水平位置。同时通过大轴套7与大衬套6的配合间隙，使执行端连接板5在空间方位内实现X、Y两个方向的转动，从而降低了设备零件的安装和加工精度。
小轴套11通过平垫圈12、弹簧垫圈13以及螺母2安装在另外两个定位销轴4上；小衬套10安装在执行端连接板5另外两个对角位置与小轴套11对应，这样使执行端连接板5运行更加平稳。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.一种三维浮动机构，其特征在于：其包括从上到下依次布置的动力源连接板和执行端连接板，所述动力源连接板和执行端连接板的相对应四个角之间均安装有定位销轴，动力源连接板上端面的四个角均布置一根Z向定位螺栓，所述Z向定位螺栓的一端穿过动力源连接板后置于动力源连接板和执行端连接板之间，相邻的两根Z向定位螺栓之间设置有一块Z向定位C型块，所述Z向定位C型块的一端固定在动力源连接板的上端面，Z向定位C型块的另一端悬空，所述执行端连接板位于四块Z向定位C型块围绕的空间内。
2.根据权利要求1所述的三维浮动机构，其特征在于：所述Z向定位C型块包括第一水平块、第二水平块以及设置在第一水平块和第二水平块之间的竖直块，所述第一水平块通过螺栓固定在动力源连接板上，所述竖直块的内侧面与执行端连接板的侧面之间存在Y向间隙或X向间隙，所述第二水平块的上端面与执行端连接板的下端面之间存在Z向间隙。
3.根据权利要求1或2所述的三维浮动机构，其特征在于：所述执行端连接板上设置了两个大衬套和两个小衬套，两个所述大衬套呈对角布置，两个所述小衬套呈对角布置，与大衬套匹配的定位销轴的一端螺栓固定在动力源连接板上，与大衬套匹配的定位销轴的一端穿过与大轴套固定，所述大轴套中靠近动力端连接板的一端设置锥形凸台，所述大衬套内设置有与锥形凸台匹配的锥形孔，与小衬套匹配的定位销轴的一端过盈安装在动力源连接板上，与小衬套匹配的定位销轴的一端穿过与小轴套固定。
4.根据权利要求3所述的三维浮动机构，其特征在于：所述大轴套的最大外径大于锥形孔的最大内径。
5.根据权利要求3所述的三维浮动机构，其特征在于：所述大轴套与大衬套同轴安装，所述锥形凸台的外表面与锥形孔的内表面之间设置了配合间隙。
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