CN112976347A - 一种绳锯机构和基于小负载机器人的绳锯切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种绳锯机构和基于小负载机器人的绳锯切割装置，绳锯机构包括机架、金刚石串珠绳、驱动装置、主动轮、两个张紧轮、两个导向轮和两个辅助轮；张紧轮设置在主动轮的两侧并可调节地远离或靠近主动轮以改变金刚石串珠绳的张紧力，辅助轮分别设置在主动轮和张紧轮之间并推动金刚石串珠绳压抵在主动轮和张紧轮上，辅助轮可调节地移动以改变金刚石串珠绳的张紧力。应用本技术方案可提供一种张紧力调节范围大的绳锯机构。

Description

一种绳锯机构和基于小负载机器人的绳锯切割装置
技术领域
本发明涉及一种绳锯机构和基于小负载机器人的绳锯切割装置。
背景技术
目前在例如小型石膏模型、印章石等硬脆性材料或木材等工件材料的小型模型的前期粗加工中，通常采用人工去除材料的方式来进行，或者采用金刚石绳锯来进行切割，现有的金刚石绳锯在调节张紧力时，通常采用单独的张紧轮来调节，这种调节方式下，调节范围小，需要改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种绳锯机构和基于小负载机器人的绳锯切割装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种绳锯机构，包括机架、金刚石串珠绳、驱动装置、主动轮、两个张紧轮、两个导向轮和两个辅助轮，所述机架为弓形并具有弓形开口，所述主动轮、张紧轮、导向轮和辅助轮转动设置在机架上，两个导向轮分别设置在弓形开口的两端，所述金刚石串珠绳首尾连接缠绕在主动轮、张紧轮和导向轮上并延伸跨过弓形开口，所述驱动装置带动主动轮转动并带动金刚石串珠绳循环走线；
其中，所述张紧轮设置在所述主动轮的两侧并可调节地远离或靠近所述主动轮以改变金刚石串珠绳的张紧力，所述辅助轮分别设置在所述主动轮和张紧轮之间并推动金刚石串珠绳压抵在主动轮和张紧轮上，所述辅助轮可调节地移动以改变金刚石串珠绳的张紧力。
优选的，所述张紧轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一张紧轮分别靠近或远离主动轮。
优选的，还包括两个第一张紧装置，每一张紧轮分别连接一第一张紧装置，所述第一张紧装置带动张紧轮的旋转轴滑动在所述机架上以改变张紧轮的位置。
优选的，所述第一张紧装置包括第一滑轨、第一滑块和第一紧固件，所述第一滑轨设置在机架上，所述第一滑块连接张紧轮的旋转轴并滑动在第一滑轨上，所述第一紧固件选择性的紧固连接第一滑块和第一滑轨。
优选的，所述辅助轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一辅助轮分别可调节地移动。
优选的，所述辅助轮与张紧轮的移动方向具有一定夹角。
优选的，所述辅助轮与张紧轮的移动方向垂直。
优选的，还包括两个第二张紧装置，每一辅助轮分别连接一第二张紧装置，所述第二张紧装置带动辅助轮的旋转轴滑动在机架上以改变辅助轮的位置。
优选的，所述第二张紧装置包括第二滑轨、第二滑块和第二紧固件，所述第二滑轨设置在机架上，所述第二滑块连接辅助轮的旋转轴并滑动在第二滑轨上，所述第二紧固件选择性的紧固连接第二滑块和第二滑轨。
优选的，所述金刚石串珠绳的直径小于等于4毫米。
本发明还包括一种基于小负载机器人的绳锯切割装置，包括
小负载机器人，包括一转台并提供一旋转自由度，所述转台由小负载机器人带动并具有六个自由度，绳锯切割装置还包括所述的绳锯机构，所述绳锯机构与转台连接，所述驱动装置包括驱动电机和用于降速增扭的锥齿轮箱，所述锥齿轮箱传动连接驱动电机和主动轮，所述驱动电机设置在所述转台上。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.张紧轮设置在所述主动轮的两侧并可调节地远离或靠近所述主动轮以改变金刚石串珠绳的张紧力，辅助轮分别设置在所述主动轮和张紧轮之间并推动金刚石串珠绳压抵在主动轮和张紧轮上，辅助轮可调节地移动以改变金刚石串珠绳的张紧力。辅助轮可以增大金刚石串珠绳在主动轮和张紧轮上的包角，提高传动效率，在张紧轮调节金刚石串珠绳的前提下，辅助轮的移动还可以进一步增大金刚石串珠绳的张紧力调节范围。
2.张紧轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一张紧轮分别靠近或远离主动轮，张紧轮对称设置并可单独调节，金刚石串珠绳的张紧力调节范围增大；
3.辅助轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一辅助轮分别可调节地移动，辅助轮对称设置并可单独调节，金刚石串珠绳的张紧力调节范围增大；
4.张紧轮和辅助轮分别对称设置在主动轮的两侧，金刚石串珠绳的受力均匀，适合较高精度的工件切割；
5.所述辅助轮与张紧轮的移动方向具有一定夹角或垂直，使得金刚石串珠绳沿不同方向张紧，增大金刚石串珠绳的张紧力调节范围；
6.金刚石串珠绳的直径小于等于4毫米，适用于各种小型工件的切割加工；
7.绳锯切割装置包括小负载机器人，小负载机器人包括一转台并提供一旋转自由度，转台由小负载机器人带动并具有六个自由度，绳锯机构与转台连接，机器人加工与金刚石绳锯加工相结合，既具有绳锯机加工速度快、效率高的特点，又具有机器人加工自由度大，灵活性高的特点，可对各种工件进行复杂路径的高效切割加工；
8.驱动装置包括驱动电机和锥齿轮箱，锥齿轮箱传动连接驱动电机和主动轮，所述驱动电机设置在转台，锥齿轮箱对来自驱动电机的动力降速增扭，以带动主动轮，避免了用驱动电机直接驱动而导致的扭矩不足或多级传动效率低的问题。
附图说明
图1为本发明优选实施例中绳锯机构的示意图；
图2为本发明优选实施例中主动轮、张紧轮、导向轮、辅助轮和金刚石串珠绳连接的示意图；
图3为本发明优选实施例中绳锯机构的局部示意图，显示出第一张紧装置和第二张紧装置；
图4为本发明优选实施例中主动轮、张紧轮、导向轮或辅助轮的结构示意图；
图5为本发明优选实施例中绳锯切割装置的示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
参阅图1-图5，一种绳锯机构100，所述绳锯机构100包括机架1，所述机架1为弓形并具有弓形开口11，所述机架1包括连接臂12和两个悬臂13，所述悬臂13分别连接在连接臂12的两端，所述连接臂12和悬臂13界定出弓形开口11，所述悬臂13的末端分别界定出所述弓形开口11的两端。
在本实施例中，所述机架1包括两平行设置的固定板14，所述固定板14间隔开一定距离，所述固定板14之间通过螺栓连接，两个固定板14的中间部位界定出所述连接臂12，两个固定板14的两侧部位界定出所述悬臂13。
所述绳锯机构100还包括主动轮21、两个张紧轮22、两个导向轮23和两个辅助轮24，所述主动轮21、张紧轮22、导向轮23和辅助轮24转动设置在所述机架1，具体的，主动轮21、张紧轮22、导向轮23和辅助轮24转动设置在两个固定板14之间的间隔空间上，所述主动轮21、张紧轮22、辅助轮24和导向轮23的旋转轴的两端分别设置在两个固定板14上。
两个导向轮23分别设置在弓形开口11的两端，即设置在所述悬臂13的末端。两个张紧轮22分别设置在所述连接臂12的两侧，所述主动轮21设置在所述连接臂12的中间部位，每一张紧轮22和主动轮21之间均设置有一辅助轮24。所述连接臂12的两侧分别设置有导向横槽15，所述导向横槽15的延伸方向与所述连接臂12相同，所述张紧轮22的旋转轴滑动在所述导向横槽15上并远离或靠近所述主动轮21。所述连接臂12还设置有两个导向竖槽16，所述导向竖槽16分别设置在张紧轮22和主动轮21之间，所述导向竖槽16与导向横槽15之间具有夹角，所述辅助轮24的旋转轴滑动在所述导向竖槽16上。
所述绳锯机构100还包括金刚石串珠绳4，所述金刚石串珠绳4首尾缠绕在主动轮21、张紧轮22和导向轮23上并延伸跨过弓形开口11，所述绳锯机构100还包括驱动装置3，所述驱动装置3带动主动轮21转动并带动金刚石串珠绳4循环走线。
所述张紧轮22设置在所述主动轮21的两侧并可调节地远离或靠近所述主动轮21以改变金刚石串珠绳4的张紧力。所述辅助轮24分别设置在所述主动轮21和张紧轮22之间并推动金刚石串珠绳4压抵在主动轮21和张紧轮22上，其可以增大金刚石串珠绳4在张紧轮22和主动轮21上的包角，提高主动轮21和张紧轮22的传动效率。所述辅助轮24可调节地移动以改变金刚石串珠绳4的张紧力，所述辅助轮24可以在张紧轮22调节张紧力的前提下，进一步增大金刚石串珠绳4的张紧力调节范围。
所述张紧轮22对称设置在所述主动轮21的两侧，所述张紧轮22对称设置可以使得金刚石串珠绳4的受力均匀。每一张紧轮22分别靠近或远离主动轮21，每个张紧轮22单独调节可以进一步增大金刚石串珠绳4的张紧力调节范围。
所述绳锯机构100还包括两个第一张紧装置5，每一张紧轮22分别连接一第一张紧装置5，所述第一张紧装置5带动张紧轮22的旋转轴滑动在所述机架1上以改变张紧轮22的位置。在本实施例中，所述第一张紧装置5包括第一滑轨51、第一滑块52和第一紧固件53，所述第一滑轨51设置在机架1上，所述第一滑块52连接张紧轮22的旋转轴并滑动在第一滑轨51上，所述第一紧固件53选择性的紧固连接第一滑块52和第一滑轨51。所述第一紧固件53可以是螺栓，该螺栓穿过第一滑块52并压抵在第一滑轨51上，所述第一滑块52和第一滑轨51相互固定。
所述辅助轮24对称设置在所述主动轮21的两侧，每一辅助轮24分别可调节地移动。所述辅助轮24对称设置可以使得金刚石串珠绳4的受力均匀。每一辅助轮24分别移动，每个辅助轮24单独调节可以进一步增大金刚石串珠绳4的张紧力调节范围。
所述的绳锯机构100还包括两个第二张紧装置6，每一辅助轮24分别连接一第二张紧装置6，所述第二张紧装置6带动辅助轮24的旋转轴滑动在机架1上以改变辅助轮24的位置。所述第二张紧装置6包括第二滑轨61、第二滑块62和第二紧固件63，所述第二滑轨61设置在机架1上，所述第二滑块62连接辅助轮24的旋转轴并滑动在第二滑轨61上，所述第二紧固件63选择性的紧固连接第二滑块62和第二滑轨61。所述第二紧固件63可以是螺栓，该螺栓穿过第二滑块62并压抵在第二滑轨61上，所述第二滑块62和第二滑轨61相互固定。
因为导向横槽15和导向竖槽16之间具有夹角，所述辅助轮24与张紧轮22的移动方向也具有一定夹角，使得金刚石串珠绳4沿不同方向张紧，增大金刚石串珠绳4的张紧力调节范围。在本实施例中，所述导向横槽15与导向竖槽16的延伸方向垂直，故所述辅助轮24与张紧轮22的移动方向垂直。
在本实施例中，所述金刚石串珠绳4的直径小于等于4毫米，金刚石串珠绳4的切割的切缝小、切割废料少，适用于各种小型工件的切割加工，所述绳锯机构100的最大切割长度为200毫米，最大垂直切割升读为100毫米。
所述主动轮21、张紧轮22、辅助轮24和导向轮23均设置有环形凹槽25，所述金刚石串珠绳4嵌置在环形凹槽25内。所述主动轮21、张紧轮22、辅助轮24和导向轮23均由两片金属轮26中间夹一耐磨橡胶轮27组成。所述环形凹槽25可以防止金刚石串珠绳4脱开所述主动轮21、张紧轮22、辅助轮24或导向轮23，耐磨橡胶可以防止金刚石串珠绳4磨损。
在本实施例中，所述耐磨橡胶轮27与金刚石串珠绳4连接的轮面还间隔设置有多个嵌槽，所述金刚石串珠绳4的串珠对应嵌入嵌槽中，所述嵌槽可以增大主动轮21、张紧轮22、辅助轮24和导向轮23与金刚石串珠绳4的结合，防止打滑。
本发明还包括一种基于小负载机器人210的绳锯切割装置200，所述绳锯切割装置200包括小负载机器人210，所述小负载机器人210包括一转台2101并提供一旋转自由度，所述转台2101由小负载机器人210带动并具有六个自由度，所述绳锯机构100与转台2101连接，在本实施例中，所述小负载机器人210是ABB IRB1200机器人。
所述驱动装置3包括驱动电机31和用于降速增扭的锥齿轮箱32，所述锥齿轮箱32传动连接驱动电机31和主动轮21，所述驱动电机31设置在转台2101。锥齿轮箱32对来自驱动电机31的动力降速增扭，以带动主动轮21，避免了用驱动电机31直接驱动而导致的扭矩不足或多级传动效率低的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种绳锯机构，其特征在于，包括机架、金刚石串珠绳、驱动装置、主动轮、两个张紧轮、两个导向轮和两个辅助轮，所述机架为弓形并具有弓形开口，所述主动轮、张紧轮、导向轮和辅助轮转动设置在机架上，两个导向轮分别设置在弓形开口的两端，所述金刚石串珠绳首尾连接缠绕在主动轮、张紧轮和导向轮上并延伸跨过弓形开口，所述驱动装置带动主动轮转动并带动金刚石串珠绳循环走线；
其中，所述张紧轮设置在所述主动轮的两侧并可调节地远离或靠近所述主动轮以改变金刚石串珠绳的张紧力，所述辅助轮分别设置在所述主动轮和张紧轮之间并推动金刚石串珠绳压抵在主动轮和张紧轮上，所述辅助轮可调节地移动以改变金刚石串珠绳的张紧力。
2.如权利要求1所述的绳锯机构，其特征在于：所述张紧轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一张紧轮分别靠近或远离主动轮。
3.如权利要求2所述的绳锯机构，其特征在于：还包括两个第一张紧装置，每一张紧轮分别连接一第一张紧装置，所述第一张紧装置带动张紧轮的旋转轴滑动在所述机架上以改变张紧轮的位置。
4.如权利要求1-3中任一项所述的绳锯机构，其特征在于：所述辅助轮对称设置在所述主动轮的两侧，每一辅助轮分别可调节地移动。
5.如权利要求4所述的绳锯机构，其特征在于：所述辅助轮与张紧轮的移动方向具有一定夹角。
6.如权利要求4所述的绳锯机构，其特征在于：所述辅助轮与张紧轮的移动方向垂直。
7.如权利要求5或6所述的绳锯机构，其特征在于：还包括两个第二张紧装置，每一辅助轮分别连接一第二张紧装置，所述第二张紧装置带动辅助轮的旋转轴滑动在机架上以改变辅助轮的位置。
8.如权利要求1所述的绳锯机构，其特征在于：所述金刚石串珠绳的直径小于等于4毫米。
9.一种基于小负载机器人的绳锯切割装置，包括
小负载机器人，包括一转台并提供一旋转自由度，所述转台由小负载机器人带动并具有六个自由度；
其特征在于：还包括如权利要求1-8中任一项所述的绳锯机构，所述绳锯机构与转台连接。
10.如权利要求8所述的绳锯切割装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机和用于降速增扭的锥齿轮箱，所述锥齿轮箱传动连接驱动电机和主动轮，所述驱动电机设置在转台。
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