CN112081894B - 一种气动斜齿面旋转台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气动旋转技术领域，更具体地，涉及一种气动斜齿面旋转台。该旋转台包括由外至内依次设置的壳体、内齿轮和气缸体，所述壳体、内齿轮、气缸体的中心位于同一轴线；所述气缸体设有若干气室，气室分层设置并相互独立，各气室向外延伸有气腔通道，气腔通道连接有气源，气源分别控制各气室充气或排气；各层气室均设有若干气动活塞单元，气动活塞单元水平均匀设置，贯穿气缸体并可与内齿轮活动抵接；所述气动活塞单元设有复位件。该旋转台内部结构安装紧凑，可实现多角度旋转或持续性旋转，具有较强的环境适应性。

Description

一种气动斜齿面旋转台

技术领域

本发明涉及气动旋转技术领域，更具体地，涉及一种气动斜齿面旋转台。

背景技术

在随着工业4.0发展潮流下，自动化、智能化生产日渐发展，旋转台在工业生产中的应用越来越广泛。在自动化产线、智能机器人等环境经常需要用到，既可以用来转向传递物品，又可以用来进行物体旋转，也常作为机器人手臂转动的重要关节。目前的旋转台采用的是伺服电机驱动旋转，其对工作环境要求高，在潮湿的环境下工作效果不理想，误差较大。而且，许多旋转台通过限位来进行角度控制，只能做特定角度的旋转，无法实现多角度控制。因此，有必要设计一种新型旋转台。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种气动斜齿面旋转台，气源驱动旋转台转动，可实现多角度旋转或持续性旋转，该旋转台内部结构安装紧凑，具有较强的环境适应性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种气动斜齿面旋转台，包括由外至内依次设置的壳体、内齿轮和气缸体，所述壳体、内齿轮、气缸体的中心位于同一轴线；所述气缸体设有若干气室，气室分层设置并相互独立，各气室向外延伸有气腔通道，气腔通道连接有气源，气源分别控制各气室充气或排气；各层气室均设有若干气动活塞单元，气动活塞单元水平均匀设置，贯穿气缸体并可与内齿轮活动抵接；所述气动活塞单元设有复位件。其中，气室充气时，气动活塞单元受气压推动，伸出气缸体，抵接于内齿轮的齿条面上；气室排气时，气动活塞单元在复位件的作用下，收缩进气缸体内，不再与内齿轮接触。使用气源逐次控制各层气室充气或排气，使各层气室中的气动活塞单元错位抵接内齿轮，推动内齿轮转动，从而实现旋转台的多角度转动或持续性转动。

优选地，所述内齿轮的齿形为直齿，且至少一个齿面为斜齿面；所述气动活塞单元的抵接面与内齿轮的斜齿面相匹配。气动活塞单元的抵接面为斜面，其与内齿轮的斜齿面配合推动内齿轮转动，通过斜面的啮合进行准确定位，使内齿轮平稳转动。

优选地，所述气缸体为空心圆柱体。气缸体内分设有若干层气室，每层气室独立开来，因此，同一层气室的气动活塞单元同步活动，不同层气室的气动活塞单元错开活动。

优选地，所述气缸体还设有用于安装气动活塞单元的活塞配合孔；所述气缸体以圆周方向分成若干组件，各组件侧面设有用于相互连接的卡接机构。为了方便制造和组装，汽缸体可以采用分体组合的形式，一般地，气缸体以圆周方向分成若干等分，各组件结构相同并可通过侧面上设有的卡接机构进行组装连接。

优选地，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，第一壳体与气缸体固定连接，第二壳体与内齿轮固定连接；所述第二壳体中心延伸有转轴，转轴与气缸体转动配合。第一壳体与第二壳体分开设置，一侧固定，另一侧相对转动，实现多角度旋转或持续性旋转。转轴一方面方便定位安装，另一方面实现第二壳体与气缸体的转动配合，其中转轴长度适当，与气缸体的气室不产生干涉。

优选地，所述内齿轮一端设有支撑面，支撑面与第二壳体螺纹连接。内齿轮的支撑面主要用于与第二壳体固定连接，内齿轮转动从而带动第二壳体转动。支撑面设有通孔以供转轴进行装配。

优选地，所述转轴与气缸体之间设有用于方便转动的第一轴承。第一轴承套接在第二壳体的转轴上，便于气缸体与转轴之间的径向旋转和受力平衡。

优选地，所述转轴还套接有第二轴承，所述第二轴承一面压紧于内齿轮的支撑面，另一面承接气缸体，第二轴承的外径大于气缸体的内径。第二轴承套接于第二壳体转轴，并夹于气缸体底面与内齿轮支撑面之间，主要用于旋转过程中承受轴向的力。

优选地，所述第一轴承为角接触球轴承，第二轴承为推力球轴承。

优选地，所述复位件为复位弹簧。复位弹簧套接在气动活塞单元上，在气室充气状态下，气动活塞单元压缩复位弹簧，并抵接于内齿轮的齿面。在气室排气后，气动活塞单元受复位弹簧的弹力收缩回气缸体内，不再与内齿轮接触

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种气动斜齿面旋转台，通过气源控制气缸体内的气动活塞单元错位运动，从而推动内齿轮转动，该旋转台内部结构安装紧凑，气动灵活控制旋转台实现多角度旋转或持续性旋转，不受潮湿环境影响，具有较强的环境适应性。

附图说明

图1是本发明整体结构剖视图。

图2是本发明整体结构爆炸图。

图3是气腔通道的结构视图。

图4是气动活塞单元的结构视图。

图5是气缸体组件的结构视图。

图6是内齿轮的结构俯视图。

其中，1壳体，2内齿轮，3气缸体，4气腔通道，5气源，6复位件(复位弹簧)，7气动活塞单元，8第一轴承，9第二轴承，11第一壳体，12第二壳体，121转轴，21支撑面，31气室，32活塞配合孔，33组件，34卡接机构，35卡槽，36气腔分隔板，37卡簧，38卡簧槽，71限位段，72抵接段。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供了一种气动斜齿面旋转台，包括由外至内依次设置的壳体1、内齿轮2和气缸体3，壳体1、内齿轮2、气缸体3的中心位于同一轴线。

本实施例中，气缸体3为空心圆柱体，中心设有两个气室31，两气室31分层设置并相互独立，各气室31向外延伸有单独的气腔通道4，如图3所示为粗、细气腔通道4，细气腔通道贯穿在粗气腔通道中，从而实现同向的气流输入。气腔通道4为T型结构，气缸体3中心设有用于卡紧气腔通道4的T型结构的卡槽35，同时，最底层设有气腔分隔板36进行密封间隔。

另外，两气腔通道4连接有气源5，气源5通过电磁阀或其他切换装置进行切换，分别单独控制两气室31进行充气或排气。

如图2所示，本实施例中，每层气室31均设有三个气动活塞单元7，气动活塞单元7水平均匀设置，贯穿气缸体3并可与内齿轮2活动抵接。同时，气动活塞单元7设有复位件，复位件为复位弹簧6。具体地，如图4所示，气动活塞单元7包括一体连接的限位段71和抵接段72，本实施例中限位段71为圆柱体，抵接段72为矩形体，圆柱体的底面积大于矩形体的底面积，与此同时，气缸体3中设置有用于安装气动活塞单元7的活塞配合孔32，活塞配合孔32形状与气动活塞单元7的形状相匹配。另外，复位弹簧6套接于抵接段72，同时顶紧限位段71设置。

为了方便制造和组装，汽缸体可以采用分体组合的形式，本实施例中，如图2和5所示，气缸体3以圆周方向分成结构相同的三等分组件33，各组件33的扇形面所占角度为120°。另外，各组件33侧面设有用于相互连接的卡接机构34，具体的卡接机构34为卡块和卡位槽。

本实施例中，如图6所示，斜面内齿轮2均分为24齿，每个齿的切向宽度和气动活塞单元7的行程相匹配，实现上下层气动活塞单元7的逐次推动。具体地，内齿轮2的齿形为直齿，并保持一个齿面为斜齿面，因此，为了与内齿轮2配合，气动活塞单元7抵接段72的抵接面为斜面，该抵接面与内齿轮2的斜齿面相匹配，通过斜面的啮合进行准确定位，推动内齿轮2平稳转动。

如图1-2所示，本实施例中，壳体1包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11、第二壳体12的保护有助于避免灰尘和异物的进入。其中，第一壳体11与气缸体3螺钉连接，第二壳体12与内齿轮2螺钉连接。进一步地，内齿轮2一端设有支撑面21，支撑面21与第二壳体12螺钉连接，内齿轮2转动从而带动第二壳体12转动。第一壳体11与第二壳体12分开设置，第一壳体11固定，第二壳体12相对转动，实现多角度旋转或持续性旋转。第二壳体12中心延伸有转轴121，转轴121与气缸体3转动配合，转轴121与气室31底部的气腔分隔板36互不干涉。同时，支撑面21还设有通孔以供转轴121进行装配。

其中，转轴121与气缸体3之间设有用于方便转动的第一轴承8，第一轴承8为角接触球轴承。第一轴承8套接在第二壳体12的转轴121上，便于气缸体3与转轴121之间的径向旋转和受力平衡。进一步地，第一轴承8下方还设有卡簧37进行支撑固定，气缸体3同时设有卡簧槽38用于匹配安装。

同时，转轴121还套接有第二轴承9，具体为推力球轴承。第二轴承9一面压紧于内齿轮2的支撑面21，另一面承接气缸体3，第二轴承9的外径大于气缸体3的内径。第二轴承9套接于第二壳体12转轴121，并夹于气缸体3底面与内齿轮2支撑面21之间，主要用于旋转过程中承受轴向的力。

本旋转台在运转时，首先，气源5控制单一一个气室31充气，该气室31中的气动活塞单元7受气压推动，压缩复位弹簧6并伸出气缸体3，抵接于内齿轮2的斜齿面上形成定位。接着，气源5通过电磁阀切换气腔通道4，原先气室31排气，气动活塞单元7在复位弹簧6的弹力作用下，收缩进气缸体3内，不再与内齿轮2接触；而另一个气室31充气，运动过程相似，伸出的气动活塞单元7与斜齿面配合后推动内齿轮2前进，通过这样逐次的运动将内齿轮2推动前进，内齿轮2带动第二壳体12转动，从而实现旋转台的多角度转动或持续性转动。另外，旋转台在停止时，最后充气的气室31保持充气，使得内齿轮2被伸出的气动活塞单元7限位锁定，提供定位和承受力，使旋转台不再转动。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：包括由外至内依次设置的壳体(1)、内齿轮(2)和气缸体(3)，所述壳体(1)、内齿轮(2)、气缸体(3)的中心位于同一轴线；

所述气缸体(3)设有若干气室(31)，气室(31)分层设置并相互独立，各气室(31)向外延伸有气腔通道(4)，气腔通道(4)连接有气源(5)，气源(5)分别控制各气室(31)充气或排气；

各层气室(31)均设有若干气动活塞单元(7)，气动活塞单元(7)水平均匀设置，贯穿气缸体(3)并可与内齿轮(2)活动抵接；所述气动活塞单元(7)设有复位件(6)；

所述气缸体(3)还设有用于安装气动活塞单元(7)的活塞配合孔(32)；所述气缸体(3)以圆周方向分成若干组件(33)，各组件(33)侧面设有用于相互连接的卡接机构(34)。

2.根据权利要求1所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述内齿轮(2)的齿形为直齿，且至少一个齿面为斜齿面；所述气动活塞单元(7)的抵接面与内齿轮(2)的斜齿面相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述气缸体(3)为空心圆柱体。

4.根据权利要求2所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述壳体(1)包括第一壳体(11)和第二壳体(12)，第一壳体(11)与气缸体(3)固定连接，第二壳体(12)与内齿轮(2)固定连接；所述第二壳体(12)中心延伸有转轴(121)，转轴(121)与气缸体(3)转动配合。

5.根据权利要求4所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述内齿轮(2)一端设有支撑面(21)，支撑面(21)与第二壳体(12)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述转轴(121)与气缸体(3)之间设有用于方便转动的第一轴承(8)。

7.根据权利要求6所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述转轴(121)还套接有第二轴承(9)，所述第二轴承(9)一面压紧于内齿轮(2)的支撑面(21)，另一面承接气缸体(3)，第二轴承(9)的外径大于气缸体(3)的内径。

8.根据权利要求7所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述第一轴承(8)为角接触球轴承，第二轴承(9)为推力球轴承。

9.根据权利要求1所述的一种气动斜齿面旋转台，其特征在于：所述复位件(6)为复位弹簧。

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