CN107028348A - 一种桌面回转与翻转机构 - Google Patents

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Abstract

一种桌面回转与翻转机构，由桌面(分为中圈、外圈，每圈分为块)、桌面支承架、桌面内部的杆组与中心处的驱动机构(内含2个驱动电机)组成。在食客用餐时，中圈桌面(上摆放盛放菜品的大盘)在驱动机构的驱动下进行360°回转，方便食客取用菜品。在食客用餐完毕后，驱动机构驱动杆组，改变中圈与外圈桌面的连接方式，使桌面沿一轴进行180°翻转，将餐具倾倒入下方机构中，并将已使用桌面翻转至下方。后驱动机构驱动杆组，改变外圈桌面与桌体的连接方式，使翻转后的桌面整体进行360°回转。利用桌面支承架上的毛刷清洁桌面，以备下桌食客使用。

Description

一种桌面回转与翻转机构
技术领域
本发明是一种应用于家庭或餐厅的自动餐具清理餐桌的桌面回转与翻转机构，属于机械工程机构设计领域。
背景技术
目前，餐后餐具的收集、分拣及餐桌的清理工作大部分由人完成。而现有的餐具收集、分拣及餐桌清理机器人大都是一独立部件，占用大量空间，且效率较低。目前，餐桌内的空间多被闲置，产生了空间浪费。若能将餐后的收集、分拣与餐桌清理机构紧凑的放入餐桌内部，就能节省大量外部空间，而且能大大减少下桌食客等待服务员收集餐具、清理桌面的时间，提高食客的用餐体验。
发明内容
桌面回转与翻转机构是一种自动餐具清理餐桌的最上部机构。它由桌面(分为中圈、外圈，每圈分为6块，每块60°)、桌面支承架、桌面内部的杆组与中心处的内圈桌面与其中的驱动机构(内含2个驱动电机)组成。
桌面回转与翻转机构，其特征在于：包括内圈桌面(1)、中圈桌面(2)、外圈桌面(3)、桌体(4)、桌面支承架(5)、内圈桌面下的驱动机构与中圈、外圈桌面内的杆组；
驱动机构底座焊接在桌面支承架(5)的中央，在它的上方是圆形内圈桌面(1)，外侧由内到外依次是分块成扇形的中圈桌面(2)，分块成扇形的外圈桌面(3)与桌体(4)；中圈桌面(2)与外圈桌面(3)置于桌面支承架(5)上方，桌面支承架(5)由螺栓固定在桌体(4)上；在外圈桌面(3)内侧与桌体(4)内侧有环形槽；在中圈桌面(2)外侧装有轴承一(6)、轴承二(7)，此二轴承置于外圈桌面(3)内侧环形槽内；在外圈桌面(3)外侧装有轴承三(8)、轴承四(9)，此二轴承置于桌体(4)内侧环形槽内；
驱动机构由高速锥齿轮(18)、支架(19)、差速齿轮支架(20)、正齿轮(21)、电机二(22)、电机一(23)、蜗杆(24)、蜗轮(25)、低速锥齿轮轴(26)、螺套(27)、凸轮轴(28)、凸轮(29)、回转装置推力轴承上安装环(30)、推力球轴承(31)、回转装置推力轴承下安装环(32)、低速锥齿轮(33)和差速齿轮(34)组成；
回转装置推力轴承下安装环(32)焊接在桌面支承架(5)中央的上方，电机一(23)通过卡扣安装在回转装置推力轴承下安装环(32)的下方；推力球轴承(31)安装在回转装置推力轴承下安装环(32)与回转装置推力轴承上安装环(30)之间，内圈桌面(1)通过螺栓与回转装置推力轴承上安装环(30)固连；螺套(27)通过轴承安装在内圈桌面(1)侧面的孔内；螺套(27)与中圈桌面(2)、高速锥齿轮(18)之间是刚性连接；蜗杆(24)安装在低速锥齿轮轴(26)上，与涡轮(25)啮合；低速锥齿轮(33)也安装在低速锥齿轮轴(26)上，与高速锥齿轮(18)啮合；在低速锥齿轮轴(26)外侧套有空心的凸轮轴(28)，其上装有凸轮(29)和差速齿轮支架(20)；支架(19)通过螺栓固定在内圈桌面内侧，正齿轮(21)通过螺丝固定在支架(19)内侧；正齿轮(21)、差速齿轮(34)和差速齿轮支架(20)构成一行星轮系；电机二(22)驱动差速齿轮(34)；
桌面内部杆组由杆一(10)、中圈弹簧(11)、杆二(12)、杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)、外圈弹簧(16)和杆六(17)组成；
杆一(10)安装在中圈桌面(2)内部，内侧与凸轮(29)高副接触，中部有中圈弹簧(11)对杆一(10)施加向心弹力，确保其与凸轮(29)的接触；轴承一(6)套在杆一(10)的另一端外圆面上；杆二(12)、杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)、外圈弹簧(16)和杆六(17)安装在外圈桌面(3)内部；杆之间按顺序铰链连接；杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)呈“之”字形，将杆二(12)和杆六(17)的运动反向；杆六(17)末端外圆面上套有轴承三(8)，正常工作时，杆六(17)的末端卡在桌体(4)内侧环形槽内侧的孔内。
进一步，内到外依次是60°扇形组成的中圈桌面(2)，60°扇形组成的外圈桌面(3)。
在食客用餐时，中圈桌面(上摆放盛放菜品的大盘)在驱动机构中电机一的驱动下随内圈桌面(上摆放花卉、餐巾纸、牙签盒等)进行360°回转，方便食客取用菜品。
在食客用餐完毕后，驱动机构中的电机二驱动凸轮，进而推动杆组，改变中圈与外圈桌面(上摆放餐盘、碗、勺、筷等餐具)的连接方式，将中、外圈桌面连接成为一个整体。驱动机构中的电机一驱动锥齿轮，使桌面沿一杆进行180°翻转，将餐具中圈与外圈上的餐具倾倒入下方机构中，并将已使用桌面翻转至下方。
之后驱动机构中的电机二驱动凸轮，推动杆组，改变外圈桌面与桌体的连接方式，解锁外圈桌面与桌体见的锁定。驱动机构中的电机一驱动锥齿轮，使翻转后的桌面整体进行360°回转。利用桌面支承架上的毛刷清洁桌面，以备下桌食客使用。
桌面回转与翻转机构设计有如下几个特点：
1.该机构设计紧凑，驱动机构设计在内圈桌面的壳体内，杆组设计在桌面内部。占用空间小，外形美观。
2.通过电机二驱动凸轮，改变中圈与外圈内部杆组的结构，从而改变电机1输出力矩的流向，使桌面在三种模式之间切换。这种机构设计新颖、动作快。
3.电机一通过蜗轮蜗杆驱动低速锥齿轮，进而驱动桌面翻转，具有自锁特性，不会在桌面翻转时产生危险。
4.机构的一种模式保留了传统餐桌的转盘功能，方便食客取餐。
附图说明
图1为桌面回转与翻转机构的整体外形示意图
图2为内圈桌面外侧轴承示意图
图3为外圈桌面外侧轴承示意图
图4为桌面回转与翻转机构的内部结构示意图
图5为驱动机构整体示意图
图6为行星轮系示意图(隐去低速锥齿轮与凸轮)
图7为电机二示意图(隐去低速锥齿轮、凸轮、高速锥齿轮支架与正齿轮)
图8为电机一示意图
图9为驱动机构剖视图
图10为凸轮位于角度1时的杆系状态示意图
图11为凸轮位于角度2时的杆系状态示意图
图12为凸轮位于角度3时的杆系状态示意图
具体实施方式
桌面回转与翻转机构整体外形如图1所示。其主要由内圈桌面(1)、中圈桌面(2)、外圈桌面(3)、桌体(4)、桌面支承架(5)、内圈桌面下的驱动机构与中圈、外圈桌面内的杆组构成(如图4)。在外圈桌面(3)内侧与桌体(4)内侧有环形槽。在中圈桌面(2)外侧装有轴承一(6)、轴承二(7)，此二轴承置于外圈桌面(3)内侧环形槽内。在外圈桌面(3)外侧装有轴承三(8)、轴承四(9)，此二轴承置于桌体(4)内侧环形槽内。轴承与桌面支承架(5)一起维持桌面的稳定，减小桌面回转时的摩擦。轴承二(7)在桌面翻转时起到传递扭矩的作用。
驱动机构底部为焊接在桌面支承架(5)上的回转装置推力轴承下安装环(32)，该零件是绝对静止的。上部外壳(1)、回转装置推力轴承上安装环(30)、支架(19)以及正齿轮(21)之间是刚性连接的，它们可随中外圈桌面(2、3)共同回转。回转装置推力轴承上安装环(30)与回转装置推力轴承下安装环(32)之间安装有推力球轴承(31)，提供低速锥齿轮轴系轴承所需预紧力。中圈桌面(2)、螺套(27)以及高速锥齿轮(18)之间是刚性连接的，他们可以共同翻转。回转装置推力轴承下安装环(32)上安装有电机一(23)，该电机通过下方蜗轮(25)蜗杆(24)机构及低速锥齿轮轴(26)将扭矩传递到上方低速锥齿轮(33)处。凸轮(29)与差速齿轮支架(20)均安装在一空心凸轮轴(28)上，杆一(10)由中圈弹簧(11)保持和凸轮(29)表面的接触。差速齿轮支架(20)上安装有电机二(22)，该电机驱动差速齿轮(34)，带动差速齿轮支架(20)及凸轮(29)相对支架(19)产生旋转，从而使凸轮(29)推动杆一(10)产生轴向运动，该运动可改变中圈(2)与外圈(3)内部杆系的结构，从而改变电机一(23)输出力矩的流向。
如图10所示，当凸轮(29)处于角度1时，杆一(10)完全位于中圈桌面(2)内，杆六(17)受外圈弹簧(16)弹力作用卡在桌体(4)内侧的槽中。此时系统自由度为2，但在桌面自身重力作用下，桌面的回转倾向大于翻转倾向。此时外圈桌面(3)静止，中圈桌面(2)在低速锥齿轮(33)的带动下进行回转。该功能在食客用餐时使放有盛放菜品的大盘的中圈桌面(2)自动回转，方便食客取用菜品。
如图11所示，当凸轮(29)处于角度2时，杆一(10)被顶入外圈桌面上的槽中，但未触及杆二(12)，杆六(17)依然卡在桌体(4)内侧的槽中。此时，中圈桌面(2)与外圈桌面(3)的回转自由度被约束。中圈桌面(2)与外圈桌面(3)一起在低速锥齿轮(33)的带动下沿a-f轴进行180°翻转。该功能在食客用餐完毕后将桌面上的餐具倾倒入下方机构中。
如图12所示，当凸轮(29)处于角度3时，杆一(10)被进一步顶入外圈桌面(3)，推动杆二(12)向外侧运动，进而通过杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)驱动杆六(17)向内侧运动，使杆六(17)从桌体(4)上的槽中退出。此时，中圈桌面(2)与外圈桌面(3)一起在低速锥齿轮(33)带动下进行回转。该功能在上一步桌面翻面后利用桌面支承架(5)上的毛刷清洁已使用桌面，以备下桌食客使用。

Claims (2)

1.桌面回转与翻转机构，其特征在于：包括内圈桌面(1)、中圈桌面(2)、外圈桌面(3)、桌体(4)、桌面支承架(5)、内圈桌面下的驱动机构与中圈、外圈桌面内的杆组；
驱动机构底座焊接在桌面支承架(5)的中央，在它的上方是圆形内圈桌面(1)，外侧由内到外依次是分块成扇形的中圈桌面(2)，分块成扇形的外圈桌面(3)与桌体(4)；中圈桌面(2)与外圈桌面(3)置于桌面支承架(5)上方，桌面支承架(5)由螺栓固定在桌体(4)上；在外圈桌面(3)内侧与桌体(4)内侧有环形槽；在中圈桌面(2)外侧装有轴承一(6)、轴承二(7)，此二轴承置于外圈桌面(3)内侧环形槽内；在外圈桌面(3)外侧装有轴承三(8)、轴承四(9)，此二轴承置于桌体(4)内侧环形槽内；
驱动机构由高速锥齿轮(18)、支架(19)、差速齿轮支架(20)、正齿轮(21)、电机二(22)、电机一(23)、蜗杆(24)、蜗轮(25)、低速锥齿轮轴(26)、螺套(27)、凸轮轴(28)、凸轮(29)、回转装置推力轴承上安装环(30)、推力球轴承(31)、回转装置推力轴承下安装环(32)、低速锥齿轮(33)和差速齿轮(34)组成；
回转装置推力轴承下安装环(32)焊接在桌面支承架(5)中央的上方，电机一(23)通过卡扣安装在回转装置推力轴承下安装环(32)的下方；推力球轴承(31)安装在回转装置推力轴承下安装环(32)与回转装置推力轴承上安装环(30)之间，内圈桌面(1)通过螺栓与回转装置推力轴承上安装环(30)固连；螺套(27)通过轴承安装在内圈桌面(1)侧面的孔内；螺套(27)与中圈桌面(2)、高速锥齿轮(18)之间是刚性连接；蜗杆(24)安装在低速锥齿轮轴(26)上，与涡轮(25)啮合；低速锥齿轮(33)也安装在低速锥齿轮轴(26)上，与高速锥齿轮(18)啮合；在低速锥齿轮轴(26)外侧套有空心的凸轮轴(28)，其上装有凸轮(29)和差速齿轮支架(20)；支架(19)通过螺栓固定在内圈桌面内侧，正齿轮(21)通过螺丝固定在支架(19)内侧；正齿轮(21)、差速齿轮(34)和差速齿轮支架(20)构成一行星轮系；电机二(22)驱动差速齿轮(34)；
桌面内部杆组由杆一(10)、中圈弹簧(11)、杆二(12)、杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)、外圈弹簧(16)和杆六(17)组成；
杆一(10)安装在中圈桌面(2)内部，内侧与凸轮(29)高副接触，中部有中圈弹簧(11)对杆一(10)施加向心弹力，确保其与凸轮(29)的接触；轴承一(6)套在杆一(10)的另一端外圆面上；杆二(12)、杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)、外圈弹簧(16)和杆六(17)安装在外圈桌面(3)内部；杆之间按顺序铰链连接；杆三(13)、杆四(14)、杆五(15)呈“之”字形，将杆二(12)和杆六(17)的运动反向；杆六(17)末端外圆面上套有轴承三(8)，正常工作时，杆六(17)的末端卡在桌体(4)内侧环形槽内侧的孔内。
2.根据权利要求1所述的桌面回转与翻转机构，其特征在于：内到外依次是60°扇形组成的中圈桌面(2)，60°扇形组成的外圈桌面(3)。
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