CN111502213A - 地面抹光机抹盘的调整装置及含有该装置的地面抹光机 - Google Patents

地面抹光机抹盘的调整装置及含有该装置的地面抹光机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种地面抹平机抹盘的调整装置及地面抹平机,该调整装置包括三自由度并联机构和机架;并联机构安装在机架上,其上具有绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度的动平台;机架上转动连接一输入轴,输入轴的一端安装有动力输入单元;位于动平台下方的抹盘的抹盘轴穿过动平台后与输入轴的另一端连接,且抹盘轴通过滑动轴承与动平台滑动连接;在位于动平台下部的抹盘轴外套设有抹盘调整套筒,抹盘调整套筒的一端与动平台固定连接,另一端通过抹片倾斜调整杆与抹盘的抹片连接。本发明能够同时实现对抹盘两个方向摆动和抹盘上抹片倾斜角度的实时自动调整,具有结构简单,各自由度调整解耦,控制容易等优点,具有广泛的应用前景。

Description

地面抹光机抹盘的调整装置及含有该装置的地面抹光机
技术领域
本发明涉及一种调整装置,具体是关于一种建筑施工用地面抹光机抹盘的调整装置及含有该装置的地面抹光机,属于建筑施工设备技术领域。
背景技术
地面抹平机是建筑施工的重要设备,根据现有文献,地面抹平机按照抹平运动分为直线式抹平和回转式抹平两种。直线式抹平机采用直线式刮板,抹平机做垂直于刮板方向直线移动,完成抹平运动。回转式抹平机采用旋转抹盘,在抹盘旋转的同时抹平机沿地面做直线移动,实现对地面抹平。根据抹盘形式不同,回转式抹平机分为刀片式回转抹平机和盘式回转抹平机。
刀片式回转抹平机的抹盘与地面作用力大,控制相对容易,盘式回转抹平机的抹盘控制难度相对大,但平整效果相比刀片式要好。回转式抹平机相比直线式抹平机,操纵难度大,但作业更灵活,具有更好的应用前景。
此外,根据操纵方式,地面抹平机可分为人工操作、半自动操作和全自动操作三类。人工操作又分为人工驾驶操作、人工手扶式操作和遥控操作三种。目前尚没有全自动操作的抹平机。
盘式回转抹平机工作时,需要对抹盘两个方向独立控制摆动,如US5584598和US7232277公开的两种形式盘式地面抹平机中公开了抹盘姿态调整装置,采用传统串联形式,而采用并联机构对抹平机的抹盘进性调整的机构目前未见报道。虽然US5584598公开的抹平机可以通过调节螺母调节抹盘上抹片与地面之间的角度,但不能进行实时调整。同时进行抹盘姿态调整和抹盘抹片角度调整的装置未见报道。
发明内容
针对上述问题,本发明的其中一个目的是提供一种地面抹平机抹盘的调整装置,该装置能够同时对地面抹平机抹盘进行两个方向摆动,以及抹盘抹片倾斜角度调整的装置,抹盘两个方向摆动和抹盘抹片倾斜角度可以单独解耦,降低了控制难度,克服了已有的此类装置的不足,更有利于控制抹盘与地面作用力;本发明的另一个目的是提供一种含有该调整装置的地面抹平机。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种地面抹平机抹盘的调整装置,该调整装置包括三自由度并联机构和机架;所述三自由度并联机构安装在所述机架上,所述三自由度并联机构上具有绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度的动平台;所述机架上转动连接一输入轴,所述输入轴的一端安装有驱动其在所述机架上旋转的动力输入单元;位于所述动平台下方的抹盘的抹盘轴穿过所述动平台后与所述输入轴的另一端连接,且所述抹盘轴通过滑动轴承与所述动平台滑动连接;在位于所述动平台下部的所述抹盘轴外套设有抹盘调整套筒,所述抹盘调整套筒的一端与所述动平台固定连接,所述抹盘调整套筒的另一端通过抹片倾斜调整杆与所述抹盘的抹片连接;所述动平台的两转动自由度带动所述抹盘调整套筒绕x轴和y轴的摆动,以实现所述抹盘两个方向姿态的调整;所述动平台的平动自由度带动所述抹盘调整套筒沿所述抹盘轴移动,进而带动所述抹片倾斜调整杆转动,以实现所述抹盘上抹片倾斜角度的调整。
所述的调整装置,优选地,所述三自由度并联机构包括呈三角形布置的第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链,所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链的一端与所述机架活动连接,所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链的另一端形成自由端且与所述动平台活动连接。
所述的调整装置,优选地,所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链均包括电动缸、转动副和万向关节,所述电动缸的固定端通过所述转动副与所述机架连接,所述电动缸的输出端通过所述万向关节与所述动平台连接;所述第一运动支链、第二运动支链和第三运动支链共同作用使所述动平台具备绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度。
所述的调整装置,优选地,所述第一运动支链中的电动缸与所述机架间转动副轴线、该电动缸与之输出端连接的万向关节间转动轴线、所述第二运动支链中的电动缸与所述机架间转动副轴线、该电动缸与之输出端连接的万向关节间转动轴线平行布置;
同时,所述第三运动支链中的电动缸与所述机架间转动副轴线、该电动缸与之输出端连接的万向关节间转动轴线平行布置,并与所述第一运动支链中的电动缸与所述机架间转动副轴线、所述第二运动支链中的电动缸与所述机架间转动副轴线相互垂直。
所述的调整装置,优选地,所述第一运动支链中的万向关节与所述动平台连接轴线、所述第二运动支链中的万向关节与所述动平台连接轴线同轴共线布置;
同时,所述第三运动支链中的万向关节与所述动平台连接轴线、所述第一运动支链中的万向关节与所述动平台连接轴线共面垂直布置。
所述的调整装置,优选地,所述机架为箱型结构,所述三自由度并联机构安装在所述机架的下部。
所述的调整装置,优选地,所述输入轴通过第一输入轴支撑轴承和第二输入轴支撑轴承转动安装在所述机架上,所述动力输入单元安装在位于所述第一输入轴支撑轴承和第二输入轴支撑轴承之间的所述输入轴上。
一种地面抹平机,包括抹平机本体和抹盘,还包括上述的调整装置,所述抹盘的抹盘轴通过联轴器与所述调整装置中的输入轴连接,同时所述抹盘的抹片通过抹片倾斜调整杆与所述抹盘调整套筒连接。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明提供的地面抹平机抹盘调整装置,采用空间三自由度并联机构,能够同时实现对抹盘两个方向摆动和抹盘上抹片倾斜角度的实时自动调整,具有结构简单,各自由度调整解耦,控制容易等优点,具有广泛的应用前景。2、本发明的运动支链仅包含转动副和万向关节,运动支链结构简单,减少了运动副数量,避免了球铰加工难度大等问题,加工制造容易,成本低,精度容易保证。3、本发明中三条运动支链的结构完全一致(均为RPU),便于制造,并且三条运动支链具有特定的位置关系,实现了机构X和Y两个方向的转动自由度和Z向移动自由度解耦,不仅其末端动平台因此获得较高的转角范围和较好的输出精度,而且控制使用简单,不容易导致干涉。
附图说明
图1为本发明调整机构的整体结构示意图;
图2为本发明三自由度并联机构的结构示意图;
图3为本发明运动支链的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图1所示,本发明提供的地面抹平机抹盘的调整装置,包括三自由度并联机构10和机架20。三自由度并联机构10安装在机架20上,三自由度并联机构10上具有绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度的动平台30。机架20上转动连接一输入轴23,输入轴23的一端安装有驱动其在机架20上旋转的动力输入单元22。位于动平台30下方的抹盘40的抹盘轴26穿过动平台30后通过联轴器25与输入轴23的另一端连接,且抹盘轴26通过滑动轴承27与动平台30滑动连接。在位于动平台30下部的抹盘轴26外套设有抹盘调整套筒29,抹盘调整套筒29的一端与动平台30固定连接,抹盘调整套筒29的另一端通过抹片倾斜调整杆28与抹盘40的抹片31连接。动平台30的两转动自由度带动抹盘调整套筒29绕x轴和y轴的摆动,以实现抹盘40两个方向姿态的调整;动平台30的平动自由度带动抹盘调整套筒29沿抹盘轴26(即z轴)移动,进而带动抹片倾斜调整杆28转动,以实现抹盘40上抹片31倾斜角度的调整。
在上述实施例中,优选地,如图2、图3所示,三自由度并联机构10包括呈三角形布置的第一运动支链101、第二运动支链102、第三运动支链103和动平台30,且第一运动支链101、第二运动支链102和第三运动支链103的一端与机架20活动连接,第一运动支链101、第二运动支链102和第三运动支链103的另一端形成自由端并分别与动平台30活动连接。
在上述实施例中,优选地,第一运动支链101、第二运动支链102和第三运动支链103均包括电动缸11、转动副12和万向关节13,电动缸11的固定端通过转动副12与机架20连接,电动缸11的输出端通过万向关节13与动平台30连接,电动缸11的输出端沿其自身轴线直线移动,为该运动支链输入运动。由此,第一运动支链101、第二运动支链102和第三运动支链103分别与动平台30以及机架20连接形成一个空间闭环机构,利用三条运动支链中电动缸11的输入运动使得动平台30运动,具体为:利用第一运动支链101和第二运动支链102共同实现动平台30绕y轴方向的转动自由度;利用第三运动支链103实现动平台30绕x轴方向的转动自由度;利用第一运动支链101、第二运动支链102和第三运动支链103共同实现动平台30沿z轴方向的移动自由度,即三条运动支链共同作用使动平台30具备绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度。
在上述实施例中,优选地,第一运动支链101中的电动缸11与机架20间转动副12轴线、该电动缸11与之输出端连接的万向关节13间转动轴线、第二运动支链102中的电动缸11与机架20间转动副12轴线、该电动缸11与之输出端连接的万向关节13间转动轴线平行布置。
同时,第三运动支链103中的电动缸11与机架20间转动副12轴线、该电动缸11与之输出端连接的万向关节13间转动轴线平行布置,并与第一运动支链101中的电动缸11与机架20间转动副12轴线、第二运动支链102中的电动缸11与机架20间转动副12轴线相互垂直。
在上述实施例中,优选地,第一运动支链101中的万向关节13与动平台30连接轴线、第二运动支链102中的万向关节13与动平台30连接轴线同轴共线布置。
同时,第三运动支链103中的万向关节13与动平台30连接轴线、第一运动支链101中的万向关节13与动平台30连接轴线共面垂直布置。
在上述实施例中,优选地,机架20为箱型结构,三自由度并联机构10安装在机架20的下部。
在上述实施例中,优选地,输入轴23通过输入轴支撑轴承21和输入轴支撑轴承24安装在机架20上,动力输入单元22安装在位于输入轴支撑轴承21和输入轴支撑轴承24之间的输入轴23上。
需要指出的是,在上述实施例中,动平台30可以布置在三条运动支链的下方,在不脱离本发明创造本质的情况下,动平台30也可以布置在三条运动支链的上方或其它方向布置,均应属于本发明的保护范围。
基于上述实施例提供的地面抹平机抹盘的调整装置,本发明还提供了一种地面抹平机,该地面抹平机包括抹平机本体、抹盘40和上述实施例中的调整装置,抹盘40的抹盘轴26通过联轴器25与调整装置中的输入轴23连接,同时抹盘40的抹片31通过抹片倾斜调整杆28与抹盘调整套筒29连接。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种地面抹平机抹盘的调整装置,其特征在于,该调整装置包括三自由度并联机构(10)和机架(20);
所述三自由度并联机构(10)安装在所述机架(20)上,所述三自由度并联机构(10)上具有绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度的动平台(30);
所述机架(20)上转动连接一输入轴(23),所述输入轴(23)的一端安装有驱动其在所述机架(20)上旋转的动力输入单元(22);位于所述动平台(30)下方的抹盘(40)的抹盘轴(26)穿过所述动平台(30)后与所述输入轴(23)的另一端连接,且所述抹盘轴(26)通过滑动轴承(27)与所述动平台(30)滑动连接;在位于所述动平台(30)下部的所述抹盘轴(26)外套设有抹盘调整套筒(29),所述抹盘调整套筒(29)的一端与所述动平台(30)固定连接,所述抹盘调整套筒(29)的另一端通过抹片倾斜调整杆(28)与所述抹盘(40)的抹片(31)连接;
所述动平台(30)的两转动自由度带动所述抹盘调整套筒(29)绕x轴和y轴的摆动,以实现所述抹盘(40)两个方向姿态的调整;所述动平台(30)的平动自由度带动所述抹盘调整套筒(29)沿所述抹盘轴(26)移动,进而带动所述抹片倾斜调整杆(28)转动,以实现所述抹盘(40)上抹片(31)倾斜角度的调整。
2.根据权利要求1所述的调整装置,其特征在于,所述三自由度并联机构(10)包括呈三角形布置的第一运动支链(101)、第二运动支链(102)和第三运动支链(103),所述第一运动支链(101)、第二运动支链(102)和第三运动支链(103)的一端与所述机架(20)活动连接,所述第一运动支链(101)、第二运动支链(102)和第三运动支链(103)的另一端形成自由端且与所述动平台(30)活动连接。
3.根据权利要求2所述的调整装置,其特征在于,所述第一运动支链(101)、第二运动支链(102)和第三运动支链(103)均包括电动缸(11)、转动副(12)和万向关节(13),所述电动缸(11)的固定端通过所述转动副(12)与所述机架(20)连接,所述电动缸(11)的输出端通过所述万向关节(13)与所述动平台(30)连接;
所述第一运动支链(101)、第二运动支链(102)和第三运动支链(103)共同作用使所述动平台(30)具备绕x轴和绕y轴的两转动自由度以及沿z轴的一平动自由度。
4.根据权利要求3所述的调整装置,其特征在于,所述第一运动支链(101)中的电动缸(11)与所述机架(20)间转动副(12)轴线、该电动缸(11)与之输出端连接的万向关节(13)间转动轴线、所述第二运动支链(102)中的电动缸(11)与所述机架(20)间转动副(12)轴线、该电动缸(11)与之输出端连接的万向关节(13)间转动轴线平行布置;
同时,所述第三运动支链(103)中的电动缸(11)与所述机架(20)间转动副(12)轴线、该电动缸(11)与之输出端连接的万向关节(13)间转动轴线平行布置,并与所述第一运动支链(101)中的电动缸(11)与所述机架(20)间转动副(12)轴线、所述第二运动支链(102)中的电动缸(11)与所述机架(20)间转动副(12)轴线相互垂直。
5.根据权利要求4所述的调整装置,其特征在于,所述第一运动支链(101)中的万向关节(13)与所述动平台(30)连接轴线、所述第二运动支链(102)中的万向关节(13)与所述动平台(30)连接轴线同轴共线布置;
同时,所述第三运动支链(103)中的万向关节(13)与所述动平台(30)连接轴线、所述第一运动支链(101)中的万向关节(13)与所述动平台(30)连接轴线共面垂直布置。
6.根据权利要求1到5任一项所述的调整装置,其特征在于,所述机架(20)为箱型结构,所述三自由度并联机构(10)安装在所述机架(20)的下部。
7.根据权利要求1到5任一项所述的调整装置,其特征在于,所述输入轴(23)通过第一输入轴支撑轴承(21)和第二输入轴支撑轴承(24)转动安装在所述机架(20)上,所述动力输入单元(22)安装在位于所述第一输入轴支撑轴承(21)和第二输入轴支撑轴承(24)之间的所述输入轴(23)上。
8.一种地面抹平机,包括抹平机本体和抹盘(40),其特征在于,还包括如权利要求1到7任一项所述的调整装置,所述抹盘(40)的抹盘轴(26)通过联轴器(25)与所述调整装置中的输入轴(23)连接,同时所述抹盘(40)的抹片(31)通过抹片倾斜调整杆(28)与所述抹盘调整套筒(29)连接。
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