CN108422315A - 打磨头及打磨机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种打磨头及打磨机器人。该打磨头包括：驱动件；传动组件，包括驱动轴、锥齿轮组及至少一个传动轴，驱动轴连接于驱动件的输出端，以由驱动件驱动而绕一轴线旋转，每个传动轴的一端均与驱动轴通过锥齿轮组连接；至少一个输出轴，分别可绕一轴线旋转地安装于传动轴的另一端，且输出轴的轴线与相应的传动轴的轴线平行且不共线；至少一个打磨材料，分别固定安装于输出轴远离驱动轴的一端。在使用过程中，驱动件可通过传动组件同时驱动多个输出轴旋转，多个输出轴可安装不同型号的打磨材料，不需要在打磨加工过程中拆卸和安装打磨材料，提升了加工效率；也不需要额外增加打磨头及工件的运输设备，减小了加工成本。

Description

打磨头及打磨机器人

技术领域

本发明涉及打磨技术领域，特别是涉及一种打磨头及打磨机器人。

背景技术

目前，打磨头包括驱动件及磨片，打磨头安装于机床或机械臂，驱动件驱动磨片旋转，旋转的磨片与工件表面接触，从而实现打磨加工。

然而，同一个工件往往需要经过多个打磨工序，例如粗磨、精磨、抛光、镜面等。各个打磨工序所使用的磨片类型不同。如此就需要在完成一个打磨工序之后，更换机床或工业机械臂上的打磨头，再进行下一打磨工序，加工时间长，生产效率低。为解决该问题，现有设计中采用多个打磨头依次对工件进行不同工序的打磨加工，虽然节省了更换磨片的时间，但是增加了机床或机械臂的数量以及打磨工序间工件的运输设备，增加了生产成本。

发明内容

基于此，有必要针对传统打磨头在打磨加工过程中，要么需要频繁更换磨片，加工时间长，生产效率低；要么所需设备多，生产成本大的问题，提供一种既提升生产效率又降低生产成本的打磨头及打磨机器人。

打磨头，包括：

驱动件；

传动组件，包括驱动轴、锥齿轮组及至少一个传动轴，所述驱动轴连接于所述驱动件的输出端，以由所述驱动件驱动而绕一轴线旋转，每个所述传动轴的一端均与所述驱动轴通过所述锥齿轮组连接，以使所述驱动轴带动每个所述传动轴旋转；

至少一个输出轴，分别可绕一轴线旋转地安装于所述传动轴的另一端，且所述输出轴的轴线与相应的所述传动轴的轴线平行且不共线；

至少一个打磨材料，分别固定安装于所述输出轴远离所述驱动轴的一端。

上述打磨头，在使用过程中，启动驱动件驱动驱动轴旋转，并通过锥齿轮组带动传动轴旋转。由于传动轴与输出轴偏心安装(即二者的轴线平行且不共线)，因此传动轴的旋转产生激振力，从而带动安装于输出轴的打磨材料振动，打磨材料与工件接触实现对工件的打磨加工。驱动件可同时驱动多个传动轴旋转，打磨头可通过多个输出轴安装不同型号的打磨材料，一道打磨工序完成之后，可直接切换至另一输出轴安装的打磨材料对准工件，再次对工件进行不同道次的打磨加工，实现依次对工件进行多道打磨工序的打磨加工，不需要在完成一个工序后拆卸并安装相应打磨材料，节省了打磨加工时间，提升了打磨加工效率；也不需要额外增加打磨头及工件的运输设备，减小了打磨加工成本。

在一个实施例中，所述传动轴安装有所述输出轴的一端端面开设有安装孔，所述安装孔的轴线与所述传动轴的轴线平行且不共线，所述输出轴可绕一轴线旋转地安装于所述安装孔。

在一个实施例中，所述打磨头还包括依次套装于所述输出轴的轴用挡圈、深沟球轴承及推力轴承，且所述轴用挡圈位于所述输出轴朝向所述安装孔底部的一端。

在一个实施例中，所述锥齿轮组包括主动锥齿轮及与所述主动锥齿轮相啮合的至少一个从动锥齿轮，所述主动锥齿轮套装于所述驱动轴，至少一个所述从动锥齿轮分别套装于所述传动轴的一端。

在一个实施例中，当所述从动锥齿轮包括多个时，多个所述从动锥齿轮沿所述主动锥齿轮的周向均匀布设。

在一个实施例中，所述打磨头还包括壳罩，所述驱动轴可绕一轴线旋转地安装于所述壳罩内，所述传动轴可绕一轴线旋转地安装于所述壳罩，且安装有所述输出轴的一端穿出所述壳罩。

在一个实施例中，所述打磨头还包括两个固定连接于所述壳罩相对两侧的第一固定套，且所述驱动轴的两端通过轴承分别可绕一轴线旋转地安装于两个所述第一固定套。

在一个实施例中，所述打磨头还包括固定连接于所述壳罩的第二固定套，且所述传动轴通过轴承可绕一轴线旋转地连接于所述第二固定套。

在一个实施例中，所述打磨头还包括布设于所述壳罩内壁的冷却管，用于冷却所述打磨头。

打磨机器人，包括机械臂及固定安装于所述机械臂的如上任一实施例中所述的打磨头。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的打磨头去除壳罩后的结构示意图；

图2为图1所示的打磨头的结构示意图；

图3为图1所示的打磨头的驱动轴与输出轴的装配结构剖面图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2及图3所示，本发明一实施例中的打磨头，包括驱动件10、传动组件(图未标)、至少一个输出轴30及至少一个打磨材料40。

其中，传动组件包括驱动轴21、锥齿轮组(图未标)及至少一个传动轴23，驱动轴21连接于驱动件10的输出端，以由驱动件10驱动而绕一轴线旋转，每个传动轴的一端均与驱动轴通过锥齿轮组连接，以使驱动件带动每个传动件旋转。至少一个输出轴30分别可绕一轴线旋转地安装于传动轴23的另一端，且输出轴30的轴线与相应的传动轴23的轴线平行且不共线。至少一个打磨材料40分别固定安装于输出轴30远离所述驱动轴21的一端。

上述打磨头，在使用过程中，启动驱动件10驱动驱动轴21旋转，并通过锥齿轮组带动传动轴23旋转。由于传动轴23与输出轴30偏心安装(即二者的轴线平行且不共线)，因此传动轴23的旋转产生激振力，从而带动安装于输出轴30的打磨材料40振动，打磨材料40与工件接触实现对工件的打磨加工。驱动轴21通过锥齿轮组可同时驱动多个传动轴23旋转，打磨头可通过多个输出轴30安装不同型号的打磨材料40，一道打磨工序完成之后，可直接切换至另一输出轴30安装的打磨材料40对准工件，再次对工件进行不同道次的打磨工序，实现依次对工件进行多道打磨工序的打磨加工，不需要在完成一个工序后拆卸并安装相应打磨材料40，节省了打磨加工时间，提升了打磨加工效率；并且也不需要额外增加打磨头及工件的运输设备，减小了打磨加工成本。

可以理解的是，输出轴30与传动轴23一一对应，即一个传动轴23安装有一个输出轴30。并且每个输出轴30均安装有打磨材料40。

在一个实施例中，该传动轴23安装有输出轴30的一端端面开设有安装孔231，该安装孔231的轴线与传动轴23的轴线平行且不共线，输出轴30可绕一轴线旋转地安装于该安装孔231。

进一步地，打磨头还包括依次套装于输出轴30的轴用挡圈300、深沟球轴承302及推力轴承304，且轴用挡圈300位于输出轴30朝向安装孔231底部的一端。如此，深沟球轴承302靠近轴用挡圈300的一端抵接于该轴用挡圈300，防止深沟球轴承302与所述推力轴承304脱离输出轴30。深沟球轴承302的安装实现了输出轴30相对于传动轴23可旋转；推力轴承304用于承受由于打磨材料40与工件的接触而产生的沿输出轴30轴线方向的载荷。

进一步地，打磨头还包括安装于安装孔231侧壁的孔用挡圈306，且该孔用挡圈306抵接于推力轴承304背向深沟球轴承302的一端，以防止输出轴30从安装孔231内脱出。

在一个实施例中，锥齿轮组包括主动锥齿轮223及与该主动锥齿轮223相啮合的至少一个从动锥齿轮221，主动锥齿轮223套装于驱动轴21，至少一个从动锥齿轮221分别套装于传动轴23的一端。也就是说，从动锥齿轮221与传动轴23一一对应，驱动轴21旋转，通过主动锥齿轮223与从动锥齿轮221的传动，从而带动各传动轴23绕各自的轴线旋转。进一步地，当从动锥齿轮包括多个时，多个从动锥齿轮221沿主动锥齿轮223的周向均匀布设。更加具体地，从动锥齿轮221包括三个，三个从动锥齿轮221均匀分布于主动锥齿轮223周侧，且均与主动锥齿轮223啮合。传动轴23亦包括三个，且三个从动锥齿轮221分别安装于三个传动轴23，从而实现驱动轴21旋转带动三个传动轴23绕各自轴线旋转。

具体地，主动锥齿轮223与驱动轴21通过键连接，从而实现传动。从动锥齿轮221与相应地传动轴23亦通过键连接，从而实现传动。

具体地，驱动轴21的轴线与传动轴23的轴线呈角度设置。具体到一个事实例中，驱动轴21的轴线与传动轴23的轴线垂直。

在一个实施例中，打磨头还包括壳罩60，主要起到支撑与保护作用。驱动轴21可绕轴线旋转地安装于壳罩60内，传动轴23可绕轴线旋转地安装于壳罩60，且安装有输出轴30的一端穿出该壳罩60。

具体地，打磨头还包括两个固定连接于壳罩60相对两侧的第一固定套70，且驱动轴21的两端通过轴承分别可绕一轴线旋转地安装于两个第一固定套70。如此，实现了驱动轴21可绕轴线旋转地安装于壳罩60。具体地，第一固定套70通过螺纹紧固件锁紧固定于壳罩60。

进一步地，驱动件10固定安装于壳罩60，且该驱动件10的输出端与驱动轴21的一端传动连接。当驱动件10启动时，带动驱动轴21旋转。或者，驱动件10固定安装于其中一第一固定套70，且驱动件10的输出端与驱动轴21的端部传动连接。当驱动件10启动时，带动驱动轴21旋转。具体的，驱动件10为驱动电机。在另一个实施例中，打磨头还包括防水罩(图未标)，驱动件10收容于该防水罩内，防水罩固定安装于壳罩60或相应的第一固定套70，对驱动件10起到防水作用。

进一步地，打磨头还包括安装座(图未示)。该安装座固定安装于远离驱动件10的第一固定套70，用于与机械臂或机床固定安装，从而实现打磨头与机械臂或机床的固定安装。具体地，驱动件10与安装座分别位于驱动轴21的相对两端。如此，便于对多个打磨材料40件进行切换，依次完成多道打磨工序。

具体地，打磨头还包括固定连接于壳罩60的第二固定套(图未标)，且传动轴23通过轴承可绕一轴线旋转地连接于该第二固定套。如此，实现了传动轴23可转动地连接于壳罩60。第二固定套包括两端开口的套体81及连接于该套体81一端的法兰83，传动轴23穿设于该套体81，且传动轴23与套体81通过轴承可转动地连接，法兰83与壳罩60通过螺纹紧固件锁紧固定。可以理解的是，第二固定套的数目与传动轴23的数目一致，即一个固定套安装一个传动轴23。

具体地，打磨头还可包括安装件50，该安装件50固定安装于输出轴30背向驱动轴21的一端，打磨材料40固定安装于安装件50。安装件50通过螺钉锁固于输出轴30。更加具体地，打磨材料40为具有装贴绒面的砂纸，安装件50具有与装贴绒面相贴合的装贴钩面。或者安装件50为砂纸魔力贴，砂纸贴装于砂纸魔力贴。

进一步地，打磨头还包括多个弹性连接件90，多个弹性连接件90沿驱动轴21周向布设。弹性连接件90的一端连接于安装件50的外沿，另一端连接于第二固定套。

在一个实施例中，打磨头还包括布设于壳罩内壁的冷却管62，打磨头处于工作状态时，冷却管62内通入冷却液，用于冷却打磨头。

在一个实施例中，打磨头还包括报警机构，该报警机构包括传感器、比较器及报警器，该传感器包括电流传感器和/或电压传感器，传感器电连接于驱动件的定子电路，比较器与传感器电连接，报警器与比较器电连接。如此，传感器实时检测驱动件的工作电流和/或工作电压并发送至比较器，比较器将接收到的该工作电流和/或工作电压与预设值或预设范围比较，如果该工作电流和/或工作电压不等于预设值或不在预设范围内，比较器将发送报警信号至报警器。报警器收到比较器的报警信号后进行报警。

进一步地，报警器包括接收模块、功放和扬声器，接收模块与比较器电连接，用于接收报警信号，功放电连接于接收模块，扬声器电连接于功放。

基于上述打磨头，本发明还提供一种打磨机器人，该打磨机器人包括机械臂及固定安装于该机械臂的如上任一实施例中所述的打磨头，如此该打磨头跟随机械臂的移动而移动。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.打磨头，其特征在于，包括：

驱动件；

传动组件，包括驱动轴、锥齿轮组及至少一个传动轴，所述驱动轴连接于所述驱动件的输出端，以由所述驱动件驱动而绕一轴线旋转，每个所述传动轴的一端均与所述驱动轴通过所述锥齿轮组连接，以使所述驱动轴带动每个所述传动轴旋转；

至少一个输出轴，分别可绕一轴线旋转地安装于所述传动轴的另一端，且所述输出轴的轴线与相应的所述传动轴的轴线平行且不共线；

至少一个打磨材料，分别固定安装于所述输出轴远离所述驱动轴的一端。

2.根据权利要求1所述的打磨头，其特征在于，所述传动轴安装有所述输出轴的一端端面开设有安装孔，所述安装孔的轴线与所述传动轴的轴线平行且不共线，所述输出轴可绕一轴线旋转地安装于所述安装孔。

3.根据权利要求2所述的打磨头，其特征在于，所述打磨头还包括依次套装于所述输出轴的轴用挡圈、深沟球轴承及推力轴承，且所述轴用挡圈位于所述输出轴朝向所述安装孔底部的一端。

4.根据权利要求1所述的打磨头，其特征在于，所述锥齿轮组包括主动锥齿轮及与所述主动锥齿轮相啮合的至少一个从动锥齿轮，所述主动锥齿轮套装于所述驱动轴，至少一个所述从动锥齿轮分别套装于所述传动轴的一端。

5.根据权利要求4所述的打磨头，其特征在于，当所述从动锥齿轮包括多个时，多个所述从动锥齿轮沿所述主动锥齿轮的周向均匀布设。

6.根据权利要求1所述的打磨头，其特征在于，所述打磨头还包括壳罩，所述驱动轴可绕一轴线旋转地安装于所述壳罩内，所述传动轴可绕一轴线旋转地安装于所述壳罩，且安装有所述输出轴的一端穿出所述壳罩。

7.根据权利要求6所述的打磨头，其特征在于，所述打磨头还包括两个固定连接于所述壳罩相对两侧的第一固定套，且所述驱动轴的两端通过轴承分别可绕一轴线旋转地安装于两个所述第一固定套。

8.根据权利要求6所述的打磨头，其特征在于，所述打磨头还包括固定连接于所述壳罩的第二固定套，且所述传动轴通过轴承可绕一轴线旋转地连接于所述第二固定套。

9.根据权利要求1～8任一项所述的打磨头，其特征在于，所述打磨头还包括布设于所述壳罩内壁的冷却管，用于冷却所述打磨头。

10.打磨机器人，其特征在于，包括机械臂及固定安装于所述机械臂的如权利要求1～9中任一项所述的打磨头。