CN106394090B - 一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置 - Google Patents

Abstract

一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置，包括模型固定机构、多自由度调节机构、钻机夹持机构、底座和钻机。通过调节模型固定机构中的螺纹杆来适应模型的尺寸，实现不同尺寸模型的雕刻，钻机夹持机构装夹不同直径的电钻或者气钻，多自由度调节机构能够实现上下、左右、前后的移动，将电钻或者气钻输送到所要工作的位置。该装置结构简单、操作方便、稳定性好、雕刻速度快且力度均匀，实用性强。

Description

一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置

技术领域

本发明涉及一种模型雕刻装置，尤其是一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置。

背景技术

目前，市场上小型产品的表面雕刻或是模型造型制作教学中的模型雕刻，如木材模型的雕刻，由于规模较小的商家和实验室所能提供的曲线雕刻装置很少，电动切割工具只能切割直线，不能自由切割曲线，电动曲线锯在加工时切割设备震动大，很难实现稳定性操作，导致产品制作粗糙，也存在安全隐患，并且由于现有雕刻机体积庞大，造价昂贵，不能在实验室中得到普及，故不能实现模型的深加工，表面的雕刻装饰及模型制作工艺受到极大的限制，所以，大多数采用手持钻机进行雕刻，但是这种雕刻方式震动大、不易操控，存在很大安全隐患，且雕刻出的产品表面粗糙，无法进行雕刻更高层次的产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多自由度调节，雕刻范围大，实用性强，适用范围广，体积小巧，结构精巧，雕刻方式简便，无震动，易操控的机电一体气动多自由度模型雕刻装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置，包括模型固定机构、多自由度调节机构、钻机夹持机构、底座以及钻机，所述钻机为电钻或者气钻，具体结构和连接关系是：所述模型固定机构包括固定挡板、固定挡板螺栓、固定挡板垫圈、螺纹杆、螺纹杆支座、螺纹杆支座螺栓、螺纹杆支座垫圈、紧固挡板以及紧固挡板螺母，所述固定挡板通过固定挡板螺栓、固定挡板垫圈固定在底座上，螺纹杆支座由螺纹杆支座螺栓与螺纹杆支座垫圈固定在底座上，螺纹杆与螺纹杆支座配合，紧固挡板通过紧固挡板螺母与螺纹杆相连接；所述多自由度调节机构包括支撑架、支撑架螺栓、支撑架垫圈、内六角螺栓、螺栓孔、伸缩杆、伸缩杆螺栓、伸缩杆螺母、连接架、连接架螺栓、导轨、导轨螺栓、滑轮、第一滚轮轴承、第一轴头、销钉、连杆、连杆螺栓、第二滚轮轴承以及第二轴头，所述支撑架通过支撑架螺栓、支撑架垫圈固定在底座上；伸缩杆的一端通过内六角螺栓与支撑架连接，另一端与连接架焊接，伸缩杆通过调节伸缩杆螺栓和伸缩杆螺母实现伸缩；连接架通过连接架螺栓与导轨连接；导轨的另一端通过导轨螺栓与支撑架连接，支撑架、导轨和伸缩杆构成一个可调节三角形结构；滑轮与导轨相配合，实现前后移动；第一滚轮轴承一端与滑轮连接，另一端与第一轴头连接；连杆的一端通过销钉与第一轴头连接，另一端通过连杆螺栓与第二滚轮轴承连接；第二轴头与第二滚轮轴承相连接；所述钻机夹持机构包括夹持杆、夹头以及夹头螺栓，所述夹持杆一端与第二轴头相连接，另一端与夹头相连接，夹头依据钻机大小通过夹头螺栓调节松紧。

本发明的突出优点在于：

1、模型固定机构通过调节螺纹杆能够实现多种尺寸、多种样式材料固定的功能。

2、所述多自由度调节机构有多个自由度，能够实现钻机的上下、前后、左右的移动，其中上下移动有三种实现方式，分别是通过调节伸缩杆螺栓、伸缩杆垫圈实现杆的伸缩；通过调节内六角螺栓与螺栓孔配合的位置实现高度调节；还能够通过连杆围绕销钉转动实现上下位移，通过滑轮与导轨的配合实现前后移动，通过第一滚轮轴承和第二滚轮轴承实现水平平面的移动，多自由度调节机构实现钻机在三维空间范围内工作的功能，使得雕刻范围无死角。

3、钻机夹持机构可根据需要更换电钻或气钻，夹头可依据钻机大小通过夹头螺栓调节松紧。

4、用机器代替了繁琐的人工操作，提高了雕刻操作时的稳定性、安全性。

附图说明

图1是本发明所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置的结构示意图。

图2是本发明所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置的模型固定机构的结构示意图。

图3是本发明所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置的多自由度调节机构的结构示意图。

图4是本发明所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置的钻机夹持机构的结构示意图。

图中标记为：

1底座、2固定挡板、3固定挡板螺栓、4固定挡板垫圈、5螺纹杆、6螺纹杆支座、7螺纹杆支座螺栓、8螺纹杆支座垫圈、9紧固挡板、10紧固挡板螺母、11支撑架、12支撑架螺栓、13支撑架垫圈、14内六角螺栓、15螺栓孔、16伸缩杆、17伸缩杆螺栓、18伸缩杆螺母、19连接架、20连接架螺栓、21导轨、22导轨螺栓、23滑轮、24第一滚轮轴承、25第一轴头、26销钉、27连杆、28连杆螺栓、29第二滚轮轴承、30第二轴头、31夹持杆、32夹头、33夹头螺栓，34钻机。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置，包括模型固定机构、多自由度调节机构、钻机夹持机构以及底座和钻机，具体结构和连接关系是：

所述模型固定机构包括固定挡板2、固定挡板螺栓3、固定挡板垫圈4、螺纹杆5、螺纹杆支座6、螺纹杆支座螺栓7、螺纹杆支座垫圈8、紧固挡板9以及紧固挡板螺母10。它们的连接关系是：固定挡板2通过固定挡板螺栓3和固定挡板垫圈4固定于底座1上。螺纹杆支座6用螺纹杆支座螺栓7和螺纹杆支座垫圈8固定于底座1上，螺纹杆5与螺纹杆支座6配合，紧固挡板9通过紧固挡板螺母10与螺纹杆5连接。

所述多自由度调节机构包括支撑架11、支撑架螺栓12、支撑架垫圈13、内六角螺栓14、螺栓孔15、伸缩杆16、伸缩杆螺栓17、伸缩杆螺母18、连接架19、连接架螺栓20、导轨21、导轨螺栓22、滑轮23、第一滚轮轴承24、第一轴头25、销钉26、连杆27、连杆螺栓28、第二滚轮轴承29以及第二轴头30。它们的连接关系是：支撑架11通过支撑架螺栓12和支撑架垫圈13固定于底座1上；伸缩杆16的一端通过内六角螺栓14与支撑架11连接，另一端与连接架19焊接，也可将内六角螺栓14与螺栓孔15配合，从而调节伸缩杆16高度，通过调节伸缩杆螺栓17和伸缩杆螺母18实现伸缩杆16的伸缩；连接架19通过连接架螺栓20与导轨21连接；导轨21的另一端通过导轨螺栓22与支撑架11连接，支撑架11、导轨21和伸缩杆16构成一个可调节三角形结构；滑轮23与导轨21相配合，实现滑轮23的前后移动；第一滚轮轴承24一端与滑轮23连接，另一端与第一轴头25连接；连杆27的一端通过销钉26与第一轴头25连接，另一端通过连杆螺栓28与第二滚轮轴承29连接；第二轴头30与第二滚轮轴承29相连接。

所述钻机夹持机构包括夹持杆31、夹头32以及夹头螺栓33。它们的连接关系是：夹持杆31一端与第二轴头30相连接，另一端与夹头32相连接，夹头32可依据钻机34大小通过夹头螺栓33调节松紧。

所述底座1用于实现各机构的固定与连接。

所述钻机34可以使用电钻或者气钻，电钻由交流电提供动力，气钻由气动装置控制。

工作原理及过程：

将模型放于底座1上，一端与固定挡板2对齐，然后调节螺纹杆5通过调节螺纹杆5从而调节紧固挡板9的位置，使紧固挡板9抵住模型的另一端使模型固定。

固定钻机34，将钻机34夹头螺栓33扭松，将钻机34放入夹头32内，扭紧夹头螺栓33，根据需要更换电钻或气钻，电钻由交流电提供动力，气钻由气动装置控制。

调节钻机34的高度，通过调节伸缩杆螺栓17和伸缩杆螺母18实现伸缩杆的伸缩，从而抬高或降低钻机34的位置；还可以通过调节内六角螺栓14与螺栓孔15配合的位置实现伸缩杆高度调节，调节到合适的高度后，通过连杆27围绕销钉26转动实现钻机34的下沉雕刻与取出。通过滑轮23与导轨21的配合实现钻机34前后移动。通过第一滚轮轴承24和第二滚轮轴承29实现钻机34的水平平面移动。

将钻机34抬高，接通电源，让钻机34缓慢下沉，借助手部力量描绘所需图案，雕刻完毕后将钻机34抬起从模型中取出。

本发明工作条件为家用220V家用普通电源。

Claims (3)

1.一种机电一体气动多自由度模型雕刻装置，包括模型固定机构、多自由度调节机构、钻机夹持机构、底座以及钻机，所述钻机为电钻或者气钻，其特征在于，具体结构和连接关系是：所述模型固定机构包括固定挡板、固定挡板螺栓、固定挡板垫圈、螺纹杆、螺纹杆支座、螺纹杆支座螺栓、螺纹杆支座垫圈、紧固挡板以及紧固挡板螺母，所述固定挡板通过固定挡板螺栓、固定挡板垫圈固定在底座上，螺纹杆支座由螺纹杆支座螺栓与螺纹杆支座垫圈固定在底座上，螺纹杆与螺纹杆支座配合，紧固挡板通过紧固挡板螺母与螺纹杆相连接；所述多自由度调节机构包括支撑架、支撑架螺栓、支撑架垫圈、内六角螺栓、螺栓孔、伸缩杆、伸缩杆螺栓、伸缩杆螺母、连接架、连接架螺栓、导轨、导轨螺栓、滑轮、第一滚轮轴承、第一轴头、销钉、连杆、连杆螺栓、第二滚轮轴承以及第二轴头，所述支撑架通过支撑架螺栓、支撑架垫圈固定在底座上；伸缩杆的一端通过内六角螺栓与支撑架连接，另一端与连接架焊接，伸缩杆通过调节伸缩杆螺栓和伸缩杆螺母实现伸缩；连接架通过连接架螺栓与导轨连接；导轨的另一端通过导轨螺栓与支撑架连接，支撑架、导轨和伸缩杆构成一个可调节三角形结构；滑轮与导轨相配合，实现前后移动；第一滚轮轴承一端与滑轮连接，另一端与第一轴头连接；连杆的一端通过销钉与第一轴头连接，另一端通过连杆螺栓与第二滚轮轴承连接；第二轴头与第二滚轮轴承相连接；所述钻机夹持机构包括夹持杆、夹头以及夹头螺栓，所述夹持杆一端与第二轴头相连接，另一端与夹头相连接，夹头依据钻机大小通过夹头螺栓调节松紧。

2.根据权利要求1所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置，其特征在于，所述模型固定机构通过调节螺杆实现多种尺寸、多种样式材料的固定。

3.根据权利要求1所述的机电一体气动多自由度模型雕刻装置，其特征在于，所述多自由度调节机构有多个自由度，能够实现钻机的上下、前后、左右的移动，其中上下移动有三种实现方式，分别是通过调节伸缩杆螺栓、伸缩杆垫圈实现杆的伸缩；通过调节内六角螺栓与螺栓孔配合的位置实现高度调节；还能够通过连杆围绕销钉转动实现上下位移，通过滑轮与导轨的配合实现前后移动，通过第一滚轮轴承和第二滚轮轴承实现水平平面的移动，多自由度调节机构实现钻机在三维空间范围内工作的功能，使得雕刻范围无死角。