CN111098583B - 扭杆机构、电雕头和电雕制版设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种扭杆机构、电雕头和电雕制版设备。扭杆机构包括：扭轴；第一阻尼器，能够抑制第一谐振频率；第一阻尼器包括第一定子、第一转子和第一弹片，第一定子围设第一转子，第一弹片连接于第一定子和第一转子之间；扭轴穿设且固定于第一转子。及第二阻尼器，能够抑制第二谐振频率，第一谐振频率与第二谐振频率相异；第二阻尼器包括第二定子、第二转子和第二弹片，第二定子围设第二转子，第二弹片连接于第二定子和第二转子之间；扭轴穿设且固定于第二转子。第一阻尼器能够抑制第一谐振频率，第二阻尼器能够抑制第二谐振频率，缩短了谐振频率造成的扭轴的抖动的衰减时间，使雕刻刀能够快速回复至初始位置，有利于提高电雕头的雕刻精度。

Description

扭杆机构、电雕头和电雕制版设备

技术领域

本申请涉及版辊加工制造的技术领域，特别是涉及一种扭杆机构、电雕头和电雕制版设备。

背景技术

随着经济发展，凹版印刷已成为包装印刷的主流。凹版印刷的版辊采用电雕制版设备进行制版。电雕制版设备的关键零部件为电雕头，其对印刷质量和效率有决定性的影响。电雕头是将电能转换为机械能的转换装置，以输出高频往复运动的动力，其基本原理是依靠洛仑兹力驱动刀杆带动金刚石刀尖切入辊筒表面铜层指定的深度，同时采用高刚度弹簧提供刀杆弹性回复力。电雕头一般工作在较高的工作频率环境中，如业内常用的8000Hz或者更高，这对电雕头的固有谐振频率和阻尼的要求较高。

然而，在较高的工作频率下，电雕头的固有谐振频率造成的抖动的衰减时间较长，导致电雕头的雕刻精度较低。

发明内容

本申请的第一方面，一实施例提供一种扭杆机构，以解决上述电雕头雕刻精度较低的技术问题。

一种扭杆机构，包括：

扭轴，具有第一谐振频率和第二谐振频率；

第一阻尼器，能够抑制所述第一谐振频率；所述第一阻尼器包括第一定子、第一转子和第一弹片，所述第一定子围设所述第一转子，所述第一弹片连接于所述第一定子和所述第一转子之间；所述扭轴穿设且固定于所述第一转子；及

第二阻尼器，能够抑制所述第二谐振频率，所述第一谐振频率与所述第二谐振频率相异；所述第二阻尼器包括第二定子、第二转子和第二弹片，所述第二定子围设所述第二转子，所述第二弹片连接于所述第二定子和所述第二转子之间；所述扭轴穿设且固定于所述第二转子。

上述扭杆机构，包括第一阻尼器和第二阻尼器。第一阻尼器包括第一定子和套设且固定扭轴的第一转子，第一转子和第一定子之间通过第一弹片连接，第一弹片能够减弱扭轴的谐振频率的峰值，减少扭轴振动反应，从而能够抑制第一谐振频率；第二阻尼器包括第二定子和套设且固定扭轴的第二转子，第二转子和第二定子之间通过第二弹片连接，第二弹片能够减弱扭轴的谐振频率的峰值，减少扭轴振动反应，从而能够抑制第二谐振频率。缩短谐振频率造成的扭轴的抖动的衰减时间，使得雕刻刀能够快速回复至初始位置，有利于提高电雕头的雕刻精度。

在其中一个实施例中，所述第一弹片的数量为多个，多个所述第一弹片间隔设置于所述第一转子和所述第一定子之间；

所述第二弹片的数量为多个，多个所述第二弹片间隔设置于所述第二转子和所述第二定子之间；所述第一弹片的数量和所述第二弹片的数量相异。

在其中一个实施例中，包括磁流体阻尼器，所述第一阻尼器和所述磁流体阻尼器形成第一复合阻尼器；或者，所述第二阻尼器和所述磁流体阻尼器形成第二复合阻尼器。

在其中一个实施例中，所述磁流体阻尼器包括转子组件和磁流体，所述转子组件包括轴套和旋转片，所述扭轴穿设所述轴套且固定于所述轴套，所述旋转片围设且固定于所述轴套，所述磁流体阻碍所述旋转片转动。

在其中一个实施例中，所述磁流体阻尼器包括定子组件，所述定子组件包括第一垫片、垫板和永磁体，所述第一垫片位于所述旋转片的外周，所述第一垫片和所述永磁体分别固定于所述垫板。

在其中一个实施例中，包括第二垫片，所述转子组件和所述第一垫片的数量分别为2个，2个所述第一垫片分别围设2个所述转子组件；2个所述转子组件分别位于所述第二垫片的相背的两侧。

在其中一个实施例中，所述磁流体阻尼器连接于所述第一定子，所述磁流体位于所述第一定子、所述第一垫片和所述垫板围设的区域内。

在其中一个实施例中，所述磁流体阻尼器的数量为2个，2个所述磁流体阻尼器分别连接于第一定子和第二定子；所述第一复合阻尼器和所述第二复合阻尼器相背设置。

本申请的第二方面，一实施例提供一种电雕头，以解决上述电雕头雕刻精度较低的技术问题。

一种电雕头，包括基座、雕刻刀和所述的扭杆机构，所述雕刻刀连接于所述扭轴，所述第一定子和所述第二定子连接于所述基座。

本申请的第三方面，一实施例提供一种电雕制版设备，以解决上述电雕头雕刻精度较低的技术问题。

一种电雕制版设备，包括所述的电雕头。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为一实施例提供的电雕头的立体图；

图2为图1所示电雕头在另一角度下的立体图；

图3为图1所示电雕头的俯视图；

图4为图3所示电雕头的A-A部截面图；

图5为图4所示电雕头的B部结构放大图；

图6为图1所示电雕头的扭杆机构和雕刻刀的立体图；

图7为图6所示扭杆机构和雕刻刀在另一角度下的立体图；

图8为图1所示电雕头的第一复合阻尼器的爆炸图；

图9为图1所示电雕头的第一阻尼器的爆炸图；

图10为图1所示电雕头的磁流体阻尼器的立体图；

图11为图6所示扭杆机构和雕刻刀的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请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申请的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1和图2所示，在一实施例中，提供一种电雕头10，电雕头10包括基座400、雕刻刀600和扭杆机构20。扭杆机构20连接于基座400，雕刻刀600连接于扭杆机构20的远离基座400的末端。雕刻刀600能够随着扭杆机构20的转动而转动，使得雕刻刀600能够高频率工作。扭杆机构20包括扭轴500、第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22。第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22套设扭轴500，且分别与基座400固定连接。雕刻刀600连接于扭轴500的末端。

第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22用于对扭轴500的转动产生阻尼，有利于降低扭轴500的谐振峰值，同时缩短谐振频率造成抖动的衰减时间，提高电雕头10的雕刻精度。当雕刻刀600工作时，扭轴500相对于基座400转动，同时第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22的阻尼作用，以降低扭轴500的谐振峰值，同时缩短谐振频率造成扭杆机构20抖动的衰减时间。

扭轴500通常具有两个谐振频率，分别为第一谐振频率和第二谐振频率，且第一谐振频率和第二谐振频率的数值相异。在一实施例中，第一谐振频率为2600Hz～2800Hz，比如为2700Hz；第二谐振频率为9300Hz～9500Hz，比如为9400Hz。第一复合阻尼器21能够抑制第一谐振频率，第二复合阻尼器22能够抑制第二谐振频率，从而降低扭轴500的两个谐振频率的峰值，提高电雕头10的雕刻精度。

在一实施例中，扭杆机构20包括套设于扭轴500的硅钢片，电雕头10通电后产生磁场，硅钢片在磁场中受力而产生绕中心轴的偏摆运动，从而带动雕刻刀600以较高的频率进行偏摆运动，使得电雕头10能够进行雕刻。

如图3和图4所示，在一实施例中，基座400开设有凹槽410和容纳孔420，容纳孔420贯穿凹槽410的槽底。扭轴500的远离雕刻刀600的端部位于容纳孔420内。第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22相背设置且固定于基座400上，使得第二复合阻尼器22的至少部分结构位于凹槽410内。

如图6和图7所示，在一实施例中，第一复合阻尼器21包括第一阻尼器100和磁流体阻尼器300。第二复合阻尼器22包括第二阻尼器200和磁流体阻尼器300。可以理解的是，磁流体阻尼器300不是必须的，可以去除。第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22相背设置，使得第一复合阻尼器21的磁流体阻尼器300和第二复合阻尼器22的磁流体阻尼器300之间固定连接，然后固定于基座400上。扭轴500同时穿设第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22。

在一实施例中，第一阻尼器100为调谐质量阻尼器，固定在扭轴500上，当扭轴500在外激励作用下产生振动时，带动第一阻尼器100一起振动，第一阻尼器100产生的惯性力反作用到扭轴500上，调谐这个惯性力，使其对扭轴500的振动产生调谐作用，从而达到减少扭轴500振动反应的目的。

如图8和图9所示，在一实施例中，第一阻尼器100包括第一定子110、第一转子120和第一弹片130。第一定子110和第一转子120均为圆环状结构，第一转子120位于第一定子110内部，即第一定子110围设第一转子120。在另一实施例中，第一定子110和第一转子120也可以为方形或其它形状，在此不做限定。

第一定子110和第一转子120之间通过第一弹片130连接。在一实施例中，第一转子120的外表面开设有第一容纳槽121，第一定子110的内表面开设有第二容纳槽111。第一弹片130的一端卡接于第一容纳槽121内，另一端卡接于第二容纳槽111内。在另一实施例中，第一弹片130和第一转子120为一体成型结构，第一弹片130的远离第一转子120的一端卡接于第二容纳槽111内。在又一实施例中，第一弹片130和第一定子110为一体成型结构，第一弹片130的远离第一定子110的一端卡接于第一容纳槽121内。再一实施例中，第一弹片130、第一转子120和第一定子110一起为一体成型结构。

在一实施例中，第一弹片130为金属片，具有较高的刚度。第一弹片130的数量为多个，多个第一弹片130间隔设置于第一转子120和第一定子110之间。第一阻尼器100的谐振频率与第一阻尼器100的刚度有关。第一阻尼器100的刚度越大，则第一阻尼器100的谐振频率越大。第一弹片130能够增加第一阻尼器100的刚度，以适应扭轴500的较高的第一谐振频率。第一弹片130的数量不同，第一阻尼器100的刚度不同，从而可以调节第一阻尼器100的谐振频率，使其与第一谐振频率相同或相近。可以理解的是，第一阻尼器100的谐振频率与第一阻尼器100能够抑制的第一谐振频率相同或相近。

可以理解的是，第二阻尼器200与第一阻尼器100相同或相似，第二阻尼器200与第一阻尼器100的区别为，第一弹片130和第二弹片的数量不同，使得第二阻尼器200具有与第一阻尼器100不同的谐振频率。可以通过调节第二弹片的数量，使得第二阻尼器200的谐振频率与第二谐振频率相同或相近。在一实施例中，第一弹片130和第二弹片均为金属片，即第二阻尼器200与第一阻尼器100除了第一弹片130和第二弹片的数量不同，其余结构均相同。

如图8和图10所示，在一实施例中，磁流体阻尼器300包括转子组件310、磁流体和定子组件320。转子组件310包括轴套312和旋转片311。旋转片311为环形结构，轴套312位于旋转片311的内环处。在一实施例中，轴套312与旋转片311为一体成型结构。定子组件320包括第一垫片321、垫板322和永磁体。第一垫片321为环形结构，旋转片311位于第一垫片321的内环处。旋转片311与第一垫片321一起固定于垫板322上，永磁体同样固定于垫板322上。在一实施例中，永磁体位于垫板322的背向第一垫片321的一侧。

如图6和图8所示，在一实施例中，磁流体阻尼器300与第一阻尼器100组合形成第一复合阻尼器21。磁流体阻尼器300的设置旋转片311的一侧与第一定子110贴合。轴套312深入第一定子110的内环处。第一垫片321、第一定子110和垫板322围设形成容纳空间，旋转片311位于该容纳空间内，且该容纳空间内还充满了磁流体。磁流体也被称为铁磁流体或磁性流体，是一种呈棕黑色的液态的磁体，它由直径约为10nm左右的超细磁性微粒均匀悬浮于合成油载体中而形成。在外加磁场作用下，其特性变为半固态甚至固态，出现磁特性、黏滞性、流变性等独特的性能。本实施例中的磁流体在永磁体的磁场的作用下可以发生状态改变，呈固态或粘流态。当旋转片311和轴套312随着扭轴500转动时，旋转片311会受到来自磁流体的摩擦阻力和粘滞阻力，从而减小旋转片311和轴套312的峰值，进而减小扭轴500的峰值。在一实施例中，旋转片311上开设有多个通孔313，以增大旋转片311与磁流体之间的接触面积，增大旋转片311的摩擦阻力。可以理解的是，磁流体阻尼器300可以减小任何谐振频率的峰值。

如图8和图10所示，在一实施例中，转子组件310和第一垫片321的数量均为2个，2个第一垫片321分别围设2个转子组件310。磁流体阻尼器300还包括第二垫片330。第二垫片330位于2个转子组件310和2个第一垫片321之间。第二垫片330、靠近垫板322的第一垫片321和垫板322围设的空间之内充满磁流体，以使得靠近垫板322的旋转片311受到摩擦阻力和粘滞阻力。

如图6和图7所示，在一实施例中，磁流体阻尼器300的数量为2个，其中一个与第一阻尼器100形成第一复合阻尼器21，其中另一个与第二阻尼器200和形成第二复合阻尼器22。第一复合阻尼器21和第二复合阻尼器22相背设置，使得二者的垫板322贴合。扭轴500依次穿设第一阻尼器100、2个磁流体阻尼器300和第二阻尼器200。

如图5和图11所示，在一实施例中，第一定子110、磁流体阻尼器300和第二定位具有同轴的定位孔324，用户能够将第一定子110、磁流体阻尼器300和第二定子通过定位孔324固定于基座400上。垫板322上开设有固定孔323，且两个垫板322贴合，用户可以将两个垫板322通过固定孔323固定于基座400上。

电雕头10工作时，对电雕头10进行通电，可以为正玄波的交流电。扭轴500通过硅钢片在磁场中受力而产生绕中心轴的高频率的偏摆。第一阻尼器100能够抑制扭轴500的第一谐振频率的峰值，第二阻尼器200能够抑制扭轴500的第二谐振频率的峰值，磁流体阻尼器300能够抑制扭轴500的任何谐振频率的峰值。进而缩短谐振频率造成的扭轴500的抖动的衰减时间，使得雕刻刀600能够快速回复至初始位置，有利于提高电雕头10的雕刻精度。

在一实施例中，提供一种电雕制版设备，包括上述任一实施例中的电雕头10。

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

Claims (10)

1.一种扭杆机构，其特征在于，包括：

扭轴，具有第一谐振频率和第二谐振频率；

第一阻尼器，能够抑制所述第一谐振频率；所述第一阻尼器包括第一定子、第一转子和第一弹片，所述第一定子围设所述第一转子，所述第一弹片连接于所述第一定子和所述第一转子之间；所述扭轴穿设且固定于所述第一转子；及

第二阻尼器，能够抑制所述第二谐振频率，所述第一谐振频率与所述第二谐振频率相异；所述第二阻尼器包括第二定子、第二转子和第二弹片，所述第二定子围设所述第二转子，所述第二弹片连接于所述第二定子和所述第二转子之间；所述扭轴穿设且固定于所述第二转子。

2.根据权利要求1所述的扭杆机构，其特征在于，所述第一弹片的数量为多个，多个所述第一弹片间隔设置于所述第一转子和所述第一定子之间；

所述第二弹片的数量为多个，多个所述第二弹片间隔设置于所述第二转子和所述第二定子之间；所述第一弹片的数量和所述第二弹片的数量相异。

3.根据权利要求1或2所述的扭杆机构，其特征在于，包括磁流体阻尼器，所述第一阻尼器和所述磁流体阻尼器形成第一复合阻尼器；或者，所述第二阻尼器和所述磁流体阻尼器形成第二复合阻尼器。

4.根据权利要求3所述的扭杆机构，其特征在于，所述磁流体阻尼器包括转子组件和磁流体，所述转子组件包括轴套和旋转片，所述扭轴穿设所述轴套且固定于所述轴套，所述旋转片围设且固定于所述轴套，所述磁流体阻碍所述旋转片转动。

5.根据权利要求4所述的扭杆机构，其特征在于，所述磁流体阻尼器包括定子组件，所述定子组件包括第一垫片、垫板和永磁体，所述第一垫片位于所述旋转片的外周，所述第一垫片和所述永磁体分别固定于所述垫板。

6.根据权利要求5所述的扭杆机构，其特征在于，包括第二垫片，所述转子组件和所述第一垫片的数量分别为2个，2个所述第一垫片分别围设2个所述转子组件；2个所述转子组件分别位于所述第二垫片的相背的两侧。

7.根据权利要求5所述的扭杆机构，其特征在于，所述磁流体阻尼器连接于所述第一定子，所述磁流体位于所述第一定子、所述第一垫片和所述垫板围设的区域内。

8.根据权利要求7所述的扭杆机构，其特征在于，所述磁流体阻尼器的数量为2个，2个所述磁流体阻尼器分别连接于第一定子和第二定子；所述第一复合阻尼器和所述第二复合阻尼器相背设置。

9.一种电雕头，其特征在于，包括基座、雕刻刀和权利要求1～8任一项所述的扭杆机构，所述雕刻刀连接于所述扭轴，所述第一定子和所述第二定子连接于所述基座。

10.一种电雕制版设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电雕头。

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