CN110131379A - 一种旋转运动驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种旋转运动驱动装置，其包括底座、轴承座、直线传动机构以及旋转运动转化机构。在底座的内部设置有贯穿的空腔。直线传动机构包括活塞杆、活塞、密封端盖以及气动接头。沿着左右方向，在活塞杆上设置有齿条。气动接头在空腔的左、右端均有布置，且往复交替地向空腔内充入压力气体。在轴承座内设置有轴承安装孔。旋转运动转化机构包括齿轮轴、轴承以及压盖。在齿轮轴的下端设置有与上述齿条相啮合的齿轮。这样一来，通过交替性向空腔的左、右端充入压力气体即可推动活塞杆进行直线往复运动，随后驱动齿轮轴进行旋转运动，具有较为紧凑的设计结构，另外，通过上述技术方案的实施还可尽可能地简化传动链的长度，提高传动精度。

Description

一种旋转运动驱动装置

技术领域

本发明涉及生产线输送设备制造技术领域，尤其是一种旋转运动驱动装置。

背景技术

随着工业技术的发展，自动化生产线装配技术在汽车制造生产行业中得到日益广泛的应用。在自动化生产线中，经常需要借助于旋转装置对物料进行变向操作。在现有技术中，旋转装置大都选择为由电机或气缸进行驱动的连杆机构。然而，上述实施方案的设计结构较为复杂，占用空间较大，不利于进行设计布局。另外，连杆结构具有较多的传动转换部(如关节连接位置)，从而具有较差的传动精度，对物料的位置精度造成不良影响。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计紧凑，具有较高传动精度，且利于进行设计布局的旋转运动驱动装置。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种旋转运动驱动装置，其包括底座、轴承座、直线传动机构以及旋转运动转化机构。其中，在底座的内部设置有沿左右方向进行贯穿的空腔。直线传动机构包括活塞杆、固定于该活塞杆左、右端部的活塞、密封端盖以及气动接头。沿着左右方向，在活塞杆上设置有齿条。密封端盖盖合于上述空腔的两端。活塞杆和活塞均内置于空腔的内部。气动接头的数量设置为2件，分别布置于空腔的左、右端，且往复交替地向空腔内充入压力气体，活塞在压力气体的作用下驱动活塞杆沿左右方向进行往复直线运动。在轴承座内设置有沿上下方向进行贯穿的轴承安装孔。旋转运动转化机构包括齿轮轴、轴承以及压盖。轴承套设于齿轮轴的外侧壁上，且由压盖进行固定。在齿轮轴的下端设置有齿轮。齿轮轴向下穿越过轴承安装孔进入到空腔的内部，直至齿轮与齿条相啮合。

作为上述技术方案的进一步改进，直线传动机构还包括缓冲垫，其数量设置为2件，在每个密封端盖的内侧面均有设置。

作为上述技术方案的进一步改进，直线传动机构还包括回复弹簧，其数量设置为2件。回复弹簧的一端顶靠于活塞，另一端顶靠于密封端盖。

作为上述技术方案的更进一步改进，在活塞上设置有第一弹簧安装凸起，在密封端盖上设置有第二弹簧安装凸起。回复弹簧与第一弹簧安装凸起以及第二弹簧安装凸起之间均采用间隙配合方式进行装配。

作为上述技术方案的进一步改进，在密封端盖和活塞的外侧壁上均开设有环状密封凹槽，用来沉放、固定密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进，在活塞的外侧壁上均开设有环状润滑凹槽，用来镶嵌石墨环。

作为上述技术方案的进一步改进，旋转运动转化机构还包括锁紧螺母，相应地，在齿轮轴的外侧壁上开设有与锁紧螺母相适配的外螺纹。通过旋动锁紧螺母使得轴承的内圈锁紧于上述齿轮轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，气动接头可拆卸地固定于密封端盖上，相应地，在密封端盖上开设有与该气动接头相适配的内螺纹孔。

作为上述技术方案的更进一步改进，上述旋转运动驱动装置还包括弹簧柱塞，用来限定活塞杆的轴向位置。弹簧柱塞穿设于底座，且与空腔相连通，相应地，在活塞杆的外侧壁上开设有与弹簧柱塞相适配的限位凹槽。

相较于传统旋转运动驱动装置，在本发明所公开的技术方案中，通过交替性向空腔的左、右端充入压力气体即可推动活塞杆进行直线往复运动，随后借助于齿轮齿条机构将活塞杆的直线运动转化为齿轮轴的旋转运动，进而带动物料进行周向变位，从而使得旋转运动驱动装置具有较为紧凑的设计结构，更为重要的是，通过上述技术方案的实施，尽可能地简化了传动链的长度，大大地提高了传动精度，确保物料的相对位置精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明中旋转运动驱动装置的立体示意图。

图2是本发明中旋转运动驱动装置的俯视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图3的I局部放大图。

图5是图2的B-B剖视图。

图6是本发明旋转运动驱动装置中底座的结构示意图。

图7是图6的C-C剖视图。

图8是图6的D-D剖视图。

图9是本发明旋转运动驱动装置中轴承座的结构示意图。

图10是图9的E-E剖视图。

图11是本发明旋转运动驱动装置中弹簧柱塞的结构示意图。

1-底座；11-空腔；111-左腔；112-右腔；2-轴承座；21-轴承安装孔；3-直线传动机构；31-活塞杆；311-限位凹槽；32-活塞；321-第一弹簧安装凸起；33-密封端盖；331-第二弹簧安装凸起；34-气动接头；35-齿条；36-缓冲垫；37-回复弹簧；38-密封圈；39-石墨环；4-旋转运动转化机构；41-齿轮轴；42-轴承；43-压盖；44-齿轮；45-锁紧螺母；5-弹簧柱塞。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1、图2、图3以及图5分别示出了本发明中旋转运动驱动装置的立体示意图、俯视图及其A-A剖视图、B-B剖视图，其主要由底座1、轴承座2、直线传动机构3以及旋转运动转化机构4等几部分构成，其中，在底座1的内部设置有沿左右方向进行贯穿的空腔11，其分为相互连通的左腔111和右腔112(如图6、7、8中所示)。上述直线传动机构3包括活塞杆31、活塞32、密封端盖33以及气动接头34。活塞杆31和活塞32均内置于上述空腔11的内部。活塞32在上述的左腔111和右腔112均有布置，且分别固定于该活塞杆31左、右端部。在活塞杆31上固定有齿条35，沿着左右方向进行走向。密封端盖33盖合于上述左腔111和右腔112的外侧入口处。气动接头34的数量设置为2件，分别与上述左腔111、右腔112进行连通，且往复交替地向其内部充入压力气体，活塞32在压力气体的作用下驱动活塞杆31沿左右方向进行往复直线运动。另外，在轴承座2内设置有沿上下方向进行贯穿的轴承安装孔21(如图9、10中所示)。旋转运动转化机构4包括齿轮轴41、轴承42以及压盖43。轴承42套设于齿轮轴41的外侧壁上，且由压盖43进行压紧、固定。在齿轮轴41的下端设置有齿轮44。齿轮轴41向下穿越过上述轴承安装孔21进入到空腔11的内部，直至齿轮44与齿条35相啮合。

在上述发明所公开的技术方案中，通过交替性向左腔111、右腔112充入压力气体即可推动活塞杆31进行直线往复运动，随后借助于齿轮齿条机构将活塞杆31的直线运动转化为齿轮轴41的旋转运动，进而带动物料进行周向变位，从而使得旋转运动驱动装置具有较为紧凑的设计结构，更为重要的是，通过上述技术方案的实施，尽可能地简化了传动链的长度，大大地提高了传动精度，确保物料的相对位置精度。

在此需要说明的是，上述齿条35可以直接由活塞杆31铣加工而成，齿轮44直接由齿轮轴41铣加工而成。当然，出于降低加工难度、制作成本以及换新便利性等方面考虑，上述的齿条35、齿轮44均单独进行成型，而后分别可拆卸地与活塞杆31、齿轮轴41进行固定、连接。

为了防止活塞32在实际工程过程中与密封端盖33发生碰撞，影响其自身的密封性，作为上述旋转运动驱动装置的进一步优化，可以在每个密封端盖33的内侧面(即与活塞相对应的工作面)设置缓冲垫36，从而吸收掉活塞杆31与活塞32的运动动能，避免活塞32受到刚性冲击。上述缓冲垫36优选为橡胶垫，且借助于粘合剂与上述密封端盖33进行贴合。

另外，为了便于直线传动机构3在完成一个工作循环后进行自动复位，为物料的下次放置做好准备，直线传动机构3还可以额外设置自动复位装置，具体可以参照如下方案进行：在活塞32与密封端盖33之间设置回复弹簧37。这样一来，当一个动作循环完成后，左腔111和右腔112均处于泄压状态，活塞杆31在两侧回复弹簧37的回复力的作用下自动回复至中位。另外，上述回复弹簧37优选为柱状弹簧，且处于固定可靠性以及后期拆装维护方面考虑，还可以在活塞32上设置有第一弹簧安装凸起321，在密封端盖33上设置有第二弹簧安装凸起331。回复弹簧37与第一弹簧安装凸起321以及第二弹簧安装凸起331之间均采用间隙配合方式进行装配。更进一步的，为了确保活塞杆31具有良好的中位稳定性，上述旋转运动驱动装置还包括弹簧柱塞5(如图11所示)，用来限定活塞杆31的轴向位移。弹簧柱塞5穿设于底座1，且与空腔11相连通，相应地，在活塞杆31的外侧壁上开设有与弹簧柱塞5相适配的限位凹槽311。

再者，还可以在密封端盖33和活塞32的外侧壁上均开设有环状密封凹槽，用来沉放、固定密封圈38(如图4中所示)，从而以提高两者与空腔11侧壁的配合紧密性，保证空腔11的密封性，进而确保旋转运动驱动装置的传动效率。

已知，在实际工作过程中，活塞32与空腔11的侧壁之间不可避免的会发生刚性接触，导致两者之间发生磨损现象，进而影响两者的配合精度以及活塞杆31的轴向运动的方向精度，为了解决上述问题，还可以活塞32的外侧壁上均开设有环状润滑凹槽，用来镶嵌石墨环39(如图4中所示)。借助于石墨的自润滑特性来减小活塞32与空腔11之间的摩擦系数，降低磨损速率。

另外，为了简化装配难度，提高装配效率，上述旋转运动转化机构4还可以额外设置有锁紧螺母45，相应地，在齿轮轴41的外侧壁上开设有与上述锁紧螺母45相适配的外螺纹。通过旋动锁紧螺母45使得轴承42的内圈锁紧于上述齿轮轴41上，从而，在具体装配过程中，可以预先将轴承42与齿轮轴41装配为一个整体，而后整体插入到轴承安装孔21内。

在此，需要着重说明的是，上述轴承42优选为交叉滚子轴承，以便于实现对齿轮轴41的轴向以及径向支撑，从而使得旋转运动转化机构4具有较大的轴向重载承受能力，扩大其适用范围。

作为更进一步的优化，上述气动接头34可拆卸地固定于密封端盖33上，相应地，在密封端盖33上开设有与该气动接头34相适配的内螺纹孔。为了提高气动接头34与密封端盖33的装配密封性，上述内螺纹孔可以设置为锥形，且选用细牙管螺纹。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种旋转运动驱动装置，其特征在于，包括底座、轴承座、直线传动机构以及旋转运动转化机构，其中，在所述底座的内部设置有沿左右方向进行贯穿的空腔；所述直线传动机构包括活塞杆、固定于所述活塞杆左、右端部的活塞、密封端盖以及气动接头；沿着左右方向，在所述活塞杆上设置有齿条；所述密封端盖盖合于所述空腔的两端；所述活塞杆和所述活塞均内置于所述空腔的内部；所述气动接头的数量设置为2件，分别布置于所述空腔的左、右端，且往复交替地向所述空腔内充入压力气体，所述活塞在所述压力气体的作用下驱动所述活塞杆沿左右方向进行往复直线运动；在所述轴承座内设置有沿上下方向进行贯穿的轴承安装孔；所述旋转运动转化机构包括齿轮轴、轴承以及压盖；所述轴承套设于所述齿轮轴的外侧壁上，且由压盖进行固定；在所述齿轮轴的下端设置有齿轮；所述齿轮轴向下穿越过所述轴承安装孔进入到所述空腔的内部，直至所述齿轮与所述齿条相啮合。

2.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，所述直线传动机构还包括缓冲垫，其数量设置为2件，在每个所述密封端盖的内侧面均有设置。

3.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，所述直线传动机构还包括回复弹簧，其数量设置为2件；所述回复弹簧的一端顶靠于所述活塞，另一端顶靠于所述密封端盖。

4.根据权利要求3所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，在所述活塞上设置有第一弹簧安装凸起，在所述密封端盖上设置有第二弹簧安装凸起；所述回复弹簧与所述第一弹簧安装凸起以及所述第二弹簧安装凸起之间均采用间隙配合方式进行装配。

5.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，在所述密封端盖和所述活塞的外侧壁上均开设有环状密封凹槽，用来沉放、固定密封圈。

6.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，在所述活塞的外侧壁上均开设有环状润滑凹槽，用来镶嵌石墨环。

7.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，所述旋转运动转化机构还包括锁紧螺母，相应地，在所述齿轮轴的外侧壁上开设有与所述锁紧螺母相适配的外螺纹；通过旋动所述锁紧螺母使得所述轴承的内圈锁紧于所述齿轮轴。

8.根据权利要求1所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，所述气动接头可拆卸地固定于所述密封端盖上，相应地，在所述密封端盖上开设有与所述气动接头相适配的内螺纹孔。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的旋转运动驱动装置，其特征在于，还包括弹簧柱塞，用来限定所述活塞杆的轴向位置；所述弹簧柱塞穿设于所述底座，且与所述空腔相连通，相应地，在所述活塞杆的外侧壁上开设有与所述弹簧柱塞相适配的限位凹槽。