CN109775336B - 无限三维转动机器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无限三维转动机器，其包括支撑架、转盘固定轴、固定转盘、转盘旋转驱动装置及若干三轴固定组件，所述转盘固定轴的第一端与所述支撑架的第一侧壁活动连接，所述转盘固定轴的第二端与所述支撑架的第二侧壁活动连接，所述固定转盘套设在所述转盘固定轴上，所述转盘旋转驱动装置与所述固定转盘相连，若干所述三轴固定组件等间距设置并与所述固定转盘相连。本发明具有生产效率高，扩展性强，适应度高，便于使用，便于维护及便于组装等优点。

Description

无限三维转动机器

技术领域

本发明涉及物料加工设备技术领域，特别涉及一种用于固定和传送物料的无限三维转动机器。

背景技术

随着中小企业面临三大问题。一是环境与资源的制约加剧，劳动力与原材料等成本不断上涨。二是传统行业市场已趋于饱和，设备产能、产品良品率未得到明显提高；三是中小企业离散式的制造都是以多工段得方式进行生产，各工段都自成一个孤岛且各自又有其设备机群，无法联网联动。

比如现有技术中，在对车间内的物料加工设备的进行时，需要利用人力将物料运送到缺料的物流加工设备处上料，在设备将物料加工完成后，再利用人力将加工完的物料下料并搬运至下一个工段。导致大量的人力资源浪费，也导致排产效率较低。而且各工段之间的设备相互独立，需要人工查看或者询问各工段的各设备的工作状态，比如是否有设备是否正常工作、设备是否缺料或者是否需要下料等，就可能导致生产过程中断、上料不及时、下料不及时等影响生产效率的情况发生，不仅导致生产效率低下，还造成了大量的人力资源浪费。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种生产效率高的无限三维转动机器。

本发明公开了一种无限三维转动机器，包括支撑架、转盘固定轴、固定转盘、转盘旋转驱动装置及若干三轴固定组件，所述转盘固定轴的第一端与所述支撑架的第一侧壁活动连接，所述转盘固定轴的第二端与所述支撑架的第二侧壁活动连接，所述固定转盘套设在所述转盘固定轴上，所述转盘旋转驱动装置与所述固定转盘相连，若干所述三轴固定组件等间距设置并与所述固定转盘相连；

所述三轴固定组件包括导向座、活动座、进给件、角度调节件及旋转件，所述活动座与所述导向座活动连接；所述进给件与所述活动座相连，用于带动所述活动座运动，以带动所述角度调节件及所述旋转件运动；所述角度调节件安装在所述活动座上，用于调节所述旋转件与水平面之间的角度；所述旋转件安装在所述活动座上，用于带动工件旋转以对所述工件进行加工，所述旋转件用于固定所述工件的一端位于所述支撑架外。

优选地，所述旋转件包括第一安装座、第一旋转轴、末端执行夹具及第一动力装置，所述第一安装座安装在所述活动座上，所述第一旋转轴与所述第一安装座活动连接；所述末端执行夹具与所述第一旋转轴的第一端相连，用于固定所述工件；所述第一动力装置与所述第一旋转轴的第二端相连，用于带动所述第一旋转轴旋转。

优选地，所述末端执行夹具的第一端端面处设置有连接槽，所述末端执行夹具的第二端端面处设置有与所述连接槽相连通的第一气孔，所述第一旋转轴的第一端插设在所述连接槽内，所述第一旋转轴设置有贯穿所述第一旋转轴的第一端及所述第一旋转轴的第二端的第二气孔，所述第一气孔与所述第二气孔相连通。

优选地，所述第一动力装置通过第一联轴器与所述第一旋转轴相连。

优选地，所述角度调节件包括第二旋转轴及第二动力装置，所述第二旋转轴与所述活动座活动连接并与所述第一安装座相连；所述第二动力装置用于带动所述第二旋转轴转动，以调节所述第一旋转轴与水平面之间的角度。

优选地，所述角度调节件还包括第一主动轮、第一从动轮及第一皮带，所述第二动力装置与所述第一主动轮相连，所述第一从动轮与所述第二旋转轴相连，所述第一皮带套设在所述第一主动轮及所述第一从动轮上。

优选地，所述角度调节件还包括变速箱及第二轴连器，所述变速箱与所述第二旋转轴相连，所述第二轴连器与所述变速箱及所述第二动力装置相连。

优选地，所述进给件包括第二主动轮、第二从动轮、第二皮带、夹紧板及第三动力装置，所述第二主动轮及所述第二从动轮均与所述导向座相连，所述第三动力装置与所述第二主动轮相连，所述第二皮带套设在所述第二主动轮及所述第二从动轮上，所述夹紧板与所述活动座及所述第二皮带相连。

优选地，所述进给件包括无杆气缸及气缸连接部件，所述无杆气缸与所述气缸连接部件相连，所述气缸连接部件与所述活动座相连。

优选地，所述导向座包括固定件、第一导向杆及第二导向杆，所述第一导向杆与所述第二导向杆相互平行设置并均与所述固定件相连，所述活动座套设在所述第一导向杆及所述第二导向杆上。

本发明具有如下有益效果：首先，由于本发明通过将若干所述三轴固定组件等间距设置并与所述固定转盘相连，所述固定转盘套设在所述转盘固定轴上，所述转盘旋转驱动装置与所述固定转盘相连，工作时通过所述转盘旋转驱动装置驱动所述固定转盘转动以带动若干所述三轴固定组件运动，从而对每个所述三轴固定组件上的工件同时进行加工，无需人工搬运，因而生产效率高。其次，由于所述三轴固定组件包括导向座、活动座、进给件、角度调节件及旋转件，所述活动座与所述导向座活动连接；所述进给件与所述活动座相连，用于带动所述活动座运动，以带动所述角度调节件及所述旋转件运动；所述角度调节件安装在所述活动座上，用于调节所述旋转件与水平面之间的角度；所述旋转件安装在所述活动座上，用于带动工件旋转以对所述工件进行加工。因此，其扩展性强，适应度高，可以完成三维物体的转动配合其他工作，例如喷墨印刷、3D打印等，其模块化设计，便于使用，便于维护及便于组装。

附图说明

图1为本发明无限三维转动机器第一种实施例的结构示意图；

图2为图1所示本发明无限三维转动机器另一视角的结构示意图；

图3为图1所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件的分解图；

图4为图3所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件另一视角的结构示意图；

图5为图3所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件的分解图；

图6为图3所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件的分解图；

图7为本发明无限三维转动机器第二种实施例的三轴固定组件的结构示意图；

图8为图7所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件另一视角的结构示意图；

图9为图7所示本发明无限三维转动机器的三轴固定组件的分解图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1至图6，本发明公开了一种无限三维转动机器，其包括支撑架a、转盘固定轴b、固定转盘c、转盘旋转驱动装置d及若干三轴固定组件e，在本实施例中，所述支撑架a包括底壁a1、第一侧壁a2及第二侧壁a3，所述第一侧壁a2与所述第二侧壁a3位置相对设置并均与所述底壁a1相连。可以理解的是，所述支撑架a的结构在此不做具体限定，只要能够对所述转盘固定轴b进行支撑即可。所述转盘固定轴b的延伸方向与水平面相平行，因而转动较灵活。所述转盘固定轴b的第一端与所述支撑架a的第一侧壁a2活动连接，所述转盘固定轴b的第二端与所述支撑架a的第二侧壁a3活动连接，所述固定转盘c套设在所述转盘固定轴b上，所述转盘旋转驱动装置d与所述固定转盘c相连，若干所述三轴固定组件e等间距设置并与所述固定转盘c相连。所述转盘固定轴b的中部套设有气电滑环，所述气电滑环用于为所述三轴固定组件e供应气和电，因而整体结构较紧凑，便于装配及维护。所述转盘旋转驱动装置d可以是电机或气缸，在此不做具体限定。

所述三轴固定组件e包括导向座1、活动座2、进给件3、角度调节件4及旋转件5，所述活动座2与所述导向座1活动连接；所述进给件3与所述活动座2相连，用于带动所述活动座2运动，以带动所述角度调节件4及所述旋转件5运动；所述角度调节件4安装在所述活动座2上，用于调节所述旋转件5与水平面之间的角度；所述旋转件5安装在所述活动座2上，用于带动工件旋转以对所述工件进行加工，所述旋转件5用于固定所述工件的一端位于所述支撑架a外。在本实施例中，所述第二侧壁a3设置有弧形的限位孔a4，所有的所述旋转件5用于固定所述工件的一端均穿过所述限位孔a4延伸至所述支撑架a外。通过设置所述限位孔a4，因而可提高可靠性。

在本发明优选的实施例中，所述旋转件5包括第一安装座51、第一旋转轴52、末端执行夹具53及第一动力装置54，所述第一安装座51安装在所述活动座2上，所述第一旋转轴52与所述第一安装座51活动连接。所述末端执行夹具53与所述第一旋转轴52的第一端相连，用于固定所述工件。所述第一动力装置54与所述第一旋转轴52的第二端相连，用于带动所述第一旋转轴52旋转。通过所述第一旋转轴52带动所述末端执行夹具53旋转，以带动工件旋转，因而可便于加工及提高加工效率。

在本发明优选的实施例中，所述末端执行夹具53的第一端端面处设置有连接槽531，所述末端执行夹具53的第二端端面处设置有与所述连接槽531相连通的第一气孔532，所述第一旋转轴52的第一端插设在所述连接槽531内，所述第一旋转轴52设置有贯穿所述第一旋转轴52的第一端及所述第一旋转轴52的第二端的第二气孔521，所述第一气孔532与所述第二气孔521相连通。使用时通过所述第二气孔521连通至外部吸气装置，因而可将工件吸附至所述末端执行夹具53的第二端端面处，提高了可靠性。

在本实施例中，所述末端执行夹具53包括夹持环533及吸盘534，所述夹持环533背向所述第一旋转轴52的端面处设置有球冠状的容纳槽535，所述吸盘534位于所述容纳槽535内并与所述夹持环533相连，所述吸盘534的外周边缘与所述容纳槽535的槽壁之间形成有间隙，因而在吸附工件时不仅可让所述吸盘534有变形空间，而且避免任意变形，从而提高了吸附工件的可靠性。所述夹持环533背向所述第一旋转轴52的端面与所述吸盘534背向所述第一旋转轴52的端面位于同一平面内，所述吸盘534设置有所述第一气孔532。所述第一动力装置54通过第一联轴器50与所述第一旋转轴52相连。较佳地，所述夹持环533由金属材料制成，所述吸盘534由橡胶材料制成，通过两者的结合，因而吸附工件较可靠。

可以理解的是，在一种实施例中，所述夹持环533及吸盘534均由橡胶材料制成，所述第一动力装置54直接与所述第一旋转轴52相连。所述末端执行夹具53通过螺纹与所述第一旋转轴52连接，因而在需要时可以快速更换所述末端执行夹具53。所述第一旋转轴52的第一端设置有定位圆柱体（图中未标号），通过所述定位圆柱体与所述末端执行夹具53连接，因而可以保证末端执行夹具53的精准装配。

在本发明优选的实施例中，所述角度调节件4包括第二旋转轴41及第二动力装置42，所述第二旋转轴41与所述活动座2活动连接并与所述第一安装座51相连。所述第二动力装置42用于带动所述第二旋转轴41转动，以调节所述第一旋转轴52与水平面之间的角度，也就是说，当需要调节所述第一旋转轴52与水平面之间的角度时，通过所述第二动力装置42带动所述第二旋转轴41转动，使所述第二旋转轴41带动所述第一安装座51旋转，从而实现角度调节。

在本实施例中，所述第二旋转轴41设置有卡口411，所述第一安装座51设置有活动插设在所述卡口411内的卡持凸起511，以实现所述所述第二旋转轴41与所述第一安装座51活动连接。所述角度调节件4还包括第一主动轮43、第一从动轮44及第一皮带45，所述第二动力装置42与所述第一主动轮43相连，所述第一从动轮44与所述第二旋转轴41相连，所述第一皮带45套设在所述第一主动轮43及所述第一从动轮44上。通过所述第二动力装置42带动所述第一主动轮43旋转，所述第一主动轮43带动所述第一从动轮44旋转，从而带动所述第二旋转轴41旋转。

由步进电机或者伺服电机带动，可以通过系统进行精确控制，从而保证第一旋转轴52的旋转轴线在旋转的时候可以和水平线保存一定的角度或者保存平行，这样有利于第一旋转轴52在旋转的时候在倾斜旋转和水平旋转两种模式下进行自由切换。

在本发明优选的实施例中，所述进给件3包括第二主动轮31、第二从动轮32、第二皮带33、夹紧板34及第三动力装置35，所述第二主动轮31及所述第二从动轮32均与所述导向座1相连，所述第三动力装置35与所述第二主动轮31相连，所述第二皮带33套设在所述第二主动轮31及所述第二从动轮32上，所述夹紧板34与所述活动座2及所述第二皮带33相连。通过所述第三动力装置35带动所述第二从动轮32运动，以带动所述第二皮带33运动，从而使所述夹紧板34带动所述活动座2运动，通过所述活动座2运动以带动所述第一旋转轴52前后运动。在本实施例中，所述第一动力装置54、所述第二动力装置42及所述第三动力装置35为电机，可以理解的是，所述第一动力装置54、所述第二动力装置42及所述第三动力装置35也可以为气缸等，在此不做具体限定。

在本发明优选的实施例中，所述导向座1包括固定件11、第一导向杆12及第二导向杆13，所述第一导向杆12与所述第二导向杆13相互平行设置并均与所述固定件11相连。所述活动座2套设在所述第一导向杆12及所述第二导向杆13上，并能够沿所述第一导向杆12及所述第二导向杆13运动。通过设置相互平行设置的所述第一导向杆12与所述第二导向杆13，因此，所述第一旋转轴52前后运动更可靠及精准到位。

所述三轴固定组件e有可以完成三种独立的动作分别是进退、角度倾斜、无限旋转。固定转盘c由步进电机或者伺服电机带动，按照固定的圆周角α旋转并停顿，在固定转盘c旋转圆周角α的过程中每一个三轴固定组件e都会会从上一个工位运行到下一个工位并停顿一段时间，在这段挺停顿的时间内，三轴固定组件e会在所到的工位上执行固定的动作流程。三轴固定组件e在每一个工位上面执行动作所耗费的时间几乎是相等的，因此三个工位的动作可以同时进行并且同时完成。成品在其中一个工位完成，因此该发明的固定转盘c每旋转圆周角α将会出现一个成品。成品的生产效率跟本发明固定转盘c结构的转速和三轴固定组件e的数量有关。

本发明的固定转盘c结构由三个或三个工位以上的三轴固定组件e的动作同时进行，并且让三轴固定组件e在固定转盘c旋转角度后进行工位切换；每一个工具端从开始工位旋转一周后即可完成所有工位的动作并产生一个成品。

本发明的主体是无限旋转的固定转盘c结构带三套或三套以上的三轴固定组件e，三轴固定组件e通过固定转盘c结构的旋转和停顿被无限利用；相对于单一三轴固定组件e完成成品，该发明通过带动三套或者三套以上的三轴固定组件e进行生产，生产效率和提高三倍或者三倍以上，并且有效的提高了空间的利用率。

实施例2

请参阅图7至图9，本实施例与实施例1的结构相似，其不同之处在于：所述角度调节件4还包括变速箱46及第二轴连器47，所述变速箱46与所述第二旋转轴41相连，所述第二轴连器47与所述变速箱46及所述第二动力装置42相连，通过所述第二动力装置42带动所述变速箱46运动，以带动所述第二旋转轴41运动；所述进给件3包括无杆气缸36及气缸连接部件37，所述无杆气缸36与所述气缸连接部件37相连，所述气缸连接部件37与所述活动座2相连，以通过所述无杆气缸36带动所述活动座2运动。本实施例无需设置所述第一主动轮43、第一从动轮44、第一皮带45、第二主动轮31、第二从动轮32、第二皮带33及夹紧板34。通过所述变速箱46带动所述第二旋转轴41运动，以调节所述第一旋转轴52与水平面的角度，因而可提高精度。

综上所述，首先，由于本发明通过将若干所述三轴固定组件e等间距设置并与所述固定转盘c相连，所述固定转盘c套设在所述转盘固定轴b上，所述转盘旋转驱动装置d与所述固定转盘c相连，工作时通过所述转盘旋转驱动装置d驱动所述固定转盘c转动以带动若干所述三轴固定组件e运动，从而对每个所述三轴固定组件e上的工件同时进行加工，无需人工搬运，因而生产效率高。其次，由于所述三轴固定组件e包括导向座1、活动座2、进给件3、角度调节件4及旋转件5，所述活动座2与所述导向座1活动连接；所述进给件3与所述活动座2相连，用于带动所述活动座2运动，以带动所述角度调节件4及所述旋转件5运动；所述角度调节件4安装在所述活动座2上，用于调节所述旋转件5与水平面之间的角度；所述旋转件5安装在所述活动座2上，用于带动工件旋转以对所述工件进行加工。因此，其扩展性强，适应度高，可以完成三维物体的转动配合其他工作，例如喷墨印刷、3D打印等，其模块化设计，便于使用，便于维护及便于组装。

以上对本发明所提供的无限三维转动机器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内，不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种无限三维转动机器，其特征在于，包括支撑架、转盘固定轴、固定转盘、转盘旋转驱动装置及若干三轴固定组件，所述转盘固定轴的第一端与所述支撑架的第一侧壁活动连接，所述转盘固定轴的第二端与所述支撑架的第二侧壁活动连接，所述固定转盘套设在所述转盘固定轴上，所述转盘旋转驱动装置与所述固定转盘相连，若干所述三轴固定组件等间距设置并与所述固定转盘相连；

所述三轴固定组件包括导向座、活动座、进给件、角度调节件及旋转件，所述活动座与所述导向座活动连接；所述进给件与所述活动座相连，用于带动所述活动座运动，以带动所述角度调节件及所述旋转件运动；所述角度调节件安装在所述活动座上，用于调节所述旋转件与水平面之间的角度；所述旋转件安装在所述活动座上，用于带动工件旋转以对所述工件进行加工，所述旋转件用于固定所述工件的一端位于所述支撑架外；

所述旋转件包括第一安装座、第一旋转轴、末端执行夹具及第一动力装置，所述第一安装座安装在所述活动座上，所述第一旋转轴与所述第一安装座活动连接；所述末端执行夹具与所述第一旋转轴的第一端相连，用于固定所述工件；所述第一动力装置与所述第一旋转轴的第二端相连，用于带动所述第一旋转轴旋转；

所述角度调节件包括第二旋转轴及第二动力装置，所述第二旋转轴与所述活动座活动连接并与所述第一安装座相连；所述第二动力装置用于带动所述第二旋转轴转动，以调节所述第一旋转轴与水平面之间的角度。

2.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述末端执行夹具的第一端端面处设置有连接槽，所述末端执行夹具的第二端端面处设置有与所述连接槽相连通的第一气孔，所述第一旋转轴的第一端插设在所述连接槽内，所述第一旋转轴设置有贯穿所述第一旋转轴的第一端及所述第一旋转轴的第二端的第二气孔，所述第一气孔与所述第二气孔相连通。

3.如权利要求1或2所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述第一动力装置通过第一联轴器与所述第一旋转轴相连。

4.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述角度调节件还包括第一主动轮、第一从动轮及第一皮带，所述第二动力装置与所述第一主动轮相连，所述第一从动轮与所述第二旋转轴相连，所述第一皮带套设在所述第一主动轮及所述第一从动轮上。

5.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述角度调节件还包括变速箱及第二轴连器，所述变速箱与所述第二旋转轴相连，所述第二轴连器与所述变速箱及所述第二动力装置相连。

6.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述进给件包括第二主动轮、第二从动轮、第二皮带、夹紧板及第三动力装置，所述第二主动轮及所述第二从动轮均与所述导向座相连，所述第三动力装置与所述第二主动轮相连，所述第二皮带套设在所述第二主动轮及所述第二从动轮上，所述夹紧板与所述活动座及所述第二皮带相连。

7.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述进给件包括无杆气缸及气缸连接部件，所述无杆气缸与所述气缸连接部件相连，所述气缸连接部件与所述活动座相连。

8.如权利要求1所述的无限三维转动机器，其特征在于，所述导向座包括固定件、第一导向杆及第二导向杆，所述第一导向杆与所述第二导向杆相互平行设置并均与所述固定件相连，所述活动座套设在所述第一导向杆及所述第二导向杆上。

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