CN113664253A - 一种球形表面打孔定位设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于球面打孔领域，尤其涉及一种球形表面打孔定位设备，它包括机械臂、环套A、电驱模块A、电驱模块B、万向节机构、夹具机构、消振机构、L杆，其中圆柱型机械臂末端内安装有电驱模块B，电驱模块B的输出轴末端通过万向节机构安装有用来夹紧麻花钻头的夹具机构；本发明中的智能电驱模块A在麻花钻头沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时会驱动消振机构绕麻花钻头旋转并对麻花钻头受到球面的侧向力进行有效抵消，避免麻花钻头在其沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时不会因受到球面侧向力而发生折断，对麻花钻头形成有效保护，延长麻花钻头的使用寿命。

Description

一种球形表面打孔定位设备

技术领域

本发明属于球面打孔领域，尤其涉及一种球形表面打孔定位设备。

背景技术

球形零件常需要在其表面开出与球面开孔点不垂直的圆孔，为了避免钻头因其直接在球形零件表面打孔而导致的钻头因侧向受力发生断裂，一般的开孔方法是在球形零件的制造过程中在球面预留开孔凸台，保证凸台的端面与所打圆孔的轴线垂直，这样在凸起端面上打孔比直接在球面上打孔简单容易的多。待球面上打孔结束后，需要将凸台加工切削掉，凸台的预留和加工处理增加了零件加工的周期和球形零件的生产成本。

本发明设计一种球形表面打孔定位设备可以在球形零件表面进行稳定打孔很有必要。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种球形表面打孔定位设备，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种球形表面打孔定位设备，它包括机械臂、环套A、电驱模块A、电驱模块B、万向节机构、夹具机构、消振机构、L杆，其中圆柱型机械臂末端内安装有电驱模块B，电驱模块B的输出轴末端通过万向节机构安装有用来夹紧麻花钻头的夹具机构；万向节机构上具有在麻花钻头未受到球面猛烈冲击时限制其万向功能的结构；机械臂外侧旋转配合有被电驱模块A智能驱动的环套A；环套A上通过L杆安装有与麻花钻头配合的消振机构。

上述夹具机构包括滑杆、内环A、弹簧D、卡块、中环A、圆销B、圆销C、外环A、板簧、抵压柱C、环套B、卡套、抵压柱D、钻头弹簧夹、内螺纹套，其中通过万向节机构与电驱模块B输出轴连接的滑杆上嵌套有轴向滑动配合的内环A，滑杆末端安装有防止内环A轴向脱离的卡块；内环A外侧通过两个圆销B铰接有中环A，中环A外侧通过两个圆销C铰接有外环A；圆销B和圆销C的中心轴线均与内环A中心轴线垂直相交，圆销B和圆销C的中心轴线位于同一平面；外环A通过周向均匀分布的三个板簧与滑杆连接固定；外环A一端安装有同中心轴线的环套B，环套B中轴线滑动配合有内壁为锥面的卡套，安装于卡块中部的抵压柱C与安装于卡套端面中部的抵压柱D配合；卡套内配合有钻头弹簧夹，环套B外侧旋合有与钻头弹簧夹配合的内螺纹套；滑杆上嵌套有将抵压块C紧紧抵压于抵压块D端面的弹簧D。

上述消振机构包括壳体、电驱模块C、滑块B、滑U杆、外环B、中环B、圆销D、圆销E、内环B、环套C、环套D，其中安装于L杆末端的壳体中沿与麻花钻头垂直的方向滑动有被电驱模块C智能驱动的滑块B；滑块B上两个滑槽D内沿与麻花钻头平行的方向滑动配合有U杆，U杆下端通过连接杆安装有中心轴线竖直的外环B；外环B内侧通过两个圆销D铰接有中环B，中环B内侧通过两个圆销E铰接有内环B；圆销D和圆销E的中心轴线均与外环B中心轴线垂直相交，圆销D和圆销E的中心轴线位于同一平面；内环B内旋转配合有环套C，环套C内轴向滑动配合有与麻花钻头配合的环套D；内环B与中环B之间具有限制两者相对运动的填充材料，中环B与外环B之间具有限制两者相对运动的填充材料。

作为本技术的进一步改进，上述万向节机构的一个节叉上与十字轴两个圆销A旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽A，每个滑槽A中均沿相应圆销A径向滑动有限位块A；限位块A一端对称开设有两个与相应圆销A柱面上限位槽配合的斜面A；每个滑槽A内均具有对相应限位块A复位的弹簧A；万向节机构的另一个节叉两支内壁上分别开设有滑槽B，每个滑槽B中均沿节叉轴向滑动配合有滑块A，每个滑槽B内均安装有对相应滑块A复位的弹簧B；两个滑块A分别与万向节机构中十字轴的另两个圆销A旋转配合；每个滑块A上与相应圆销A旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽C；每个滑槽C内均沿相应圆销A径向滑动有限位块B；限位块B一端对称开设有两个与相应圆销A柱面上限位槽配合的斜面B；每个滑槽C内均具有对相应限位块B复位的弹簧C。安装于万向节机构中十字轴中部的抵压柱A与安装于滑块A所在的节叉内中部的抵压柱B配合，以传递轴向推力，同时减小万向节机构中十字轴上圆销A的受力。

作为本技术的进一步改进，上述弹簧A为压缩弹簧；弹簧A一端与相应滑槽A内壁连接，另一端与相应限位块A端面连接；弹簧B为压缩弹簧；弹簧B一端与相应滑槽B内壁连接，另一端与相应滑块A的端面连接。抵压柱A末端的圆头与抵压柱B末端的内凹球面A配合，使得抵压柱A与抵压柱B之间的接触面磨损均匀，从而更加有效地传递轴向推力。弹簧C为压缩弹簧；弹簧C一端与相应滑槽C内壁连接，另一端与相应限位块B端面连接。

作为本技术的进一步改进，上述麻花钻头的末端为端平面加中部定位锥尖的结构，保证麻花钻头在与球面相互作用初期能够对球面形成有效钻削，当麻花钻头在球面上钻出钻孔雏形后，位于其端平面的定位锥尖对麻花钻头的轴向钻削形成定位。

作为本技术的进一步改进，上述内环A内壁上对称安装有两个导向块A，两个导向块A分别滑动于滑杆柱面上的两个导向槽A内。导向块A与导向槽A的配合对内环A在滑杆上的轴向滑动发挥定位导向作用。弹簧D为拉伸弹簧；弹簧D一端与内环A端面连接，另一端与安装在滑杆上的压簧环连接；环套B内壁上具有限制卡套滑动幅度的环凸。抵压柱C的圆头端与抵压柱D末端的内凹球面B配合，使得抵压柱C与抵压柱D之间的接触面磨损均匀，从而更加有效地传递轴向推力。

作为本技术的进一步改进，上述电驱模块C安装于壳体内，旋合于滑块B上螺纹孔内的螺杆与电驱模块C的输出轴传动连接；壳体上开设有两个便于U杆运动的活动槽；内环B内壁上安装有梯形导环B，梯形导环B旋转于环套C外侧的梯形导槽B内。梯形导槽B与梯形导环B的配合保证环套C与内环B之间只产生相对旋转。环套C内侧对称安装有两个导向块B，两个导向块B分别滑动于环套D外侧壁的两个导向槽B内。导向块B与导向槽B的配合对环套C在环套D上的轴向滑动发挥定位导向作用。

作为本技术的进一步改进，上述电驱模块A安装于机械臂外侧；安装在电驱模块A输出轴上的齿轮与安装在环套A外侧的齿圈啮合；环套A内壁上安装有梯形导环A，梯形导环A旋转于机械臂外侧的梯形导槽A内。梯形导环A与梯形导槽A的配合保证环套A与机械臂之间只产生相对旋转。

相对于传统的打孔设备，本发明中的智能电驱模块A在麻花钻头沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时会驱动消振机构绕麻花钻头旋转并对麻花钻头受到球面的侧向力进行有效抵消，避免麻花钻头在其沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时不会因受到球面侧向力而发生折断，对麻花钻头形成有效保护，延长麻花钻头的使用寿命。

本发明中的消振机构中的智能电驱模块C在麻花钻头因其沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔而产生振动时驱动环套D对麻花钻头进行微调，以抵消麻花钻头因其本身结构与球面的作用而发生的震颤，保证麻花钻头沿与球面非垂直的方向对球面进行稳定打孔，提高麻花钻头在球面打孔的精确度。

本发明中的夹具机构在麻花钻头因受力过猛而与球面产生猛烈冲击时解除对麻花钻头的夹紧并带动麻花钻头克服万向节机构中限位块A和限位块B与十字轴圆销A上的限位槽的配合产生偏转，对麻花钻头与球面的猛烈冲击形成有效缓冲，避免麻花钻头因与球面猛烈冲击而发生断裂，延长麻花钻头的使用寿命。本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明与麻花钻头配合及其整体剖面示意图。

图2是机械臂、电驱模块A、齿轮、齿圈与环套A配合剖面示意图。

图3是夹具机构与麻花钻头配合剖面示意图。

图4是消振机构与麻花钻头配合剖面示意图。

图5是机械臂及环套A剖面示意图。

图6是万向节机构及其两个视角的剖面示意图。

图7是限位块A与十字轴及限位块B与十字轴配合剖面示意图。

图8是万向节机构中两个节叉剖面示意图。

图9是限位块A及限位块B示意图。

图10是十字轴两个视角的示意图。

图11是滑块A及抵压柱B剖面示意图。

图12是麻花钻头局部示意图。

图13是夹具机构示意图。

图14是夹具机构两个视角的示意图。

图15是环套B及抵压柱D剖面示意图。

图16是消振机构两个视角的剖面示意图。

图17是消振机构两个视角的局部剖面示意图。

图18是环套C、环套D及滑块B剖面示意图。

图中标号名称：1、机械臂；2、梯形导槽A；3、环套A；4、梯形导环A；5、齿圈；6、齿轮；7、电驱模块A；8、电驱模块B；9、万向节机构；10、节叉；11、滑槽A；12、限位块A；13、斜面A；14、弹簧A；15、十字轴；16、圆销A；17、限位槽；19、滑槽B；20、滑块A；21、滑槽C；22、弹簧B；23、限位块B；24、斜面B；25、弹簧C；26、抵压柱A；27、抵压柱B；28、球面A；29、夹具机构；30、滑杆；31、导向槽A；32、内环A；33、导向块A；34、弹簧D；35、卡块；36、压簧环；37、中环A；38、圆销B；39、圆销C；40、外环A；41、板簧；42、抵压柱C；43、环套B；44、环凸；45、卡套；46、抵压柱D；47、球面B；48、钻头弹簧夹；49、内螺纹套；50、消振机构；51、壳体；52、活动槽；53、电驱模块C；54、螺杆；55、滑块B；56、螺纹孔；57、滑槽D；58、U杆；59、连接杆；60、外环B；61、中环B；62、圆销D；63、圆销E；64、内环B；65、梯形导环B；66、环套C；67、梯形导槽B；68、导向块B；69、环套D；70、导向槽B；71、填充材料；72、麻花钻头；73、端平面；74、定位锥尖；75、L杆。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1所示，它包括机械臂1、环套A3、电驱模块A7、电驱模块B8、万向节机构9、夹具机构29、消振机构50、L杆75，其中如图1、2、3所示，圆柱型机械臂1末端内安装有电驱模块B8，电驱模块B8的输出轴末端通过万向节机构9安装有用来夹紧麻花钻头72的夹具机构29；如图6、7所示，万向节机构9上具有在麻花钻头72未受到球面猛烈冲击时限制其万向功能的结构；如图1、2所示，机械臂1外侧旋转配合有被电驱模块A7智能驱动的环套A3；如图1、4所示，环套A3上通过L杆75安装有与麻花钻头72配合的消振机构50。

如图13、14所示，上述夹具机构29包括滑杆30、内环A32、弹簧D34、卡块35、中环A37、圆销B38、圆销C39、外环A40、板簧41、抵压柱C42、环套B43、卡套45、抵压柱D46、钻头弹簧夹48、内螺纹套49，其中如图1、13、14所示，通过万向节机构9与电驱模块B8输出轴连接的滑杆30上嵌套有轴向滑动配合的内环A32，滑杆30末端安装有防止内环A32轴向脱离的卡块35；内环A32外侧通过两个圆销B38铰接有中环A37，中环A37外侧通过两个圆销C39铰接有外环A40；圆销B38和圆销C39的中心轴线均与内环A32中心轴线垂直相交，圆销B38和圆销C39的中心轴线位于同一平面；外环A40通过周向均匀分布的三个板簧41与滑杆30连接固定；外环A40一端安装有同中心轴线的环套B43，环套B43中轴线滑动配合有内壁为锥面的卡套45，安装于卡块35中部的抵压柱C42与安装于卡套45端面中部的抵压柱D46配合；如图3、14所示，卡套45内配合有钻头弹簧夹48，环套B43外侧旋合有与钻头弹簧夹48配合的内螺纹套49；滑杆30上嵌套有将抵压块C紧紧抵压于抵压块D端面的弹簧D34。

如图16、17所示，上述消振机构50包括壳体51、电驱模块C53、滑块B55、滑U杆58、外环B60、中环B61、圆销D62、圆销E63、内环B64、环套C66、环套D69，其中如图1、16所示，安装于L杆75末端的壳体51中沿与麻花钻头72垂直的方向滑动有被电驱模块C53智能驱动的滑块B55；如图16、17、18所示，滑块B55上两个滑槽D57内沿与麻花钻头72平行的方向滑动配合有U杆58，U杆58下端通过连接杆59安装有中心轴线竖直的外环B60；外环B60内侧通过两个圆销D62铰接有中环B61，中环B61内侧通过两个圆销E63铰接有内环B64；圆销D62和圆销E63的中心轴线均与外环B60中心轴线垂直相交，圆销D62和圆销E63的中心轴线位于同一平面；如图4、17所示，内环B64内旋转配合有环套C66，环套C66内轴向滑动配合有与麻花钻头72配合的环套D69；内环B64与中环B61之间具有限制两者相对运动的填充材料71，中环B61与外环B60之间具有限制两者相对运动的填充材料71。

如图7、8所示，上述万向节机构9的一个节叉10上与十字轴15两个圆销A16旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽A11，每个滑槽A11中均沿相应圆销A16径向滑动有限位块A12；如图7、9、10所示，限位块A12一端对称开设有两个与相应圆销A16柱面上限位槽17配合的斜面A13；每个滑槽A11内均具有对相应限位块A12复位的弹簧A14；如图7、8所示，万向节机构9的另一个节叉10两支内壁上分别开设有滑槽B19，每个滑槽B19中均沿节叉10轴向滑动配合有滑块A20，每个滑槽B19内均安装有对相应滑块A20复位的弹簧B22；如图6、7所示，两个滑块A20分别与万向节机构9中十字轴15的另两个圆销A16旋转配合；如图7、11所示，每个滑块A20上与相应圆销A16旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽C21；每个滑槽C21内均沿相应圆销A16径向滑动有限位块B23；如图7、9、10所示，限位块B23一端对称开设有两个与相应圆销A16柱面上限位槽17配合的斜面B24；每个滑槽C21内均具有对相应限位块B23复位的弹簧C25。安装于万向节机构9中十字轴15中部的抵压柱A26与安装于滑块A20所在的节叉10内中部的抵压柱B27配合，以传递轴向推力，同时减小万向节机构9中十字轴15上圆销A16的受力。

如图7所示，上述弹簧A14为压缩弹簧；弹簧A14一端与相应滑槽A11内壁连接，另一端与相应限位块A12端面连接；弹簧B22为压缩弹簧；弹簧B22一端与相应滑槽B19内壁连接，另一端与相应滑块A20的端面连接。如图7、11所示，抵压柱A26末端的圆头与抵压柱B27末端的内凹球面A28配合，使得抵压柱A26与抵压柱B27之间的接触面磨损均匀，从而更加有效地传递轴向推力。弹簧C25为压缩弹簧；弹簧C25一端与相应滑槽C21内壁连接，另一端与相应限位块B23端面连接。

如图4、12所示，上述麻花钻头72的末端为端平面73加中部定位锥尖74的结构，保证麻花钻头72在与球面相互作用初期能够对球面形成有效钻削，当麻花钻头72在球面上钻出钻孔雏形后，位于其端平面73的定位锥尖74对麻花钻头72的轴向钻削形成定位。

如图14所示，上述内环A32内壁上对称安装有两个导向块A33，两个导向块A33分别滑动于滑杆30柱面上的两个导向槽A31内。导向块A33与导向槽A31的配合对内环A32在滑杆30上的轴向滑动发挥定位导向作用。弹簧D34为拉伸弹簧；弹簧D34一端与内环A32端面连接，另一端与安装在滑杆30上的压簧环36连接；如图14、15所示，环套B43内壁上具有限制卡套45滑动幅度的环凸44。抵压柱C42的圆头端与抵压柱D46末端的内凹球面B47配合，使得抵压柱C42与抵压柱D46之间的接触面磨损均匀，从而更加有效地传递轴向推力。

如图16所示，上述电驱模块C53安装于壳体51内，旋合于滑块B55上螺纹孔56内的螺杆54与电驱模块C53的输出轴传动连接；壳体51上开设有两个便于U杆58运动的活动槽52；如图17、18所示，内环B64内壁上安装有梯形导环B65，梯形导环B65旋转于环套C66外侧的梯形导槽B67内。梯形导槽B67与梯形导环B65的配合保证环套C66与内环B64之间只产生相对旋转。环套C66内侧对称安装有两个导向块B68，两个导向块B68分别滑动于环套D69外侧壁的两个导向槽B70内。导向块B68与导向槽B70的配合对环套C66在环套D69上的轴向滑动发挥定位导向作用。

如图2、5所示，上述电驱模块A7安装于机械臂1外侧；安装在电驱模块A7输出轴上的齿轮6与安装在环套A3外侧的齿圈5啮合；环套A3内壁上安装有梯形导环A4，梯形导环A4旋转于机械臂1外侧的梯形导槽A2内。梯形导环A4与梯形导槽A2的配合保证环套A3与机械臂1之间只产生相对旋转。

本发明中的电驱模块A7内具有感应麻花钻头72所受球面侧向力方向的感应芯片，电驱模块C53内具有感应麻花钻头72振动的感应芯片，电驱模块C53和电驱模块A7只在感应到麻花钻头72受到球面的侧向力和振动时才会自动运行。电驱模块A7、电驱模块B8和电驱模块C53均采用技术，三者主要由电机、控制单元和减速器组成。

本发明的工作流程：在初始状态，万向节机构9中的两个限位块A12的斜面A13尖角端分别插入相应圆销A16上的限位槽17内，万向节机构9中的两个限位块B23的斜面B24尖角端分别插入相应圆销A16上的限位槽17内，万向节机构9中的两个节叉10处于同中心轴线状态，万向节机构9处于万向功能被限制的状态。万向节机构9中的抵压柱A26圆头端与抵压柱B27上的球面A28中部相抵。

在初始状态，万向节机构9中的两个弹簧A14和两个弹簧C25均处于压缩状态，万向节机构9中的两个弹簧B22均处于拉伸状态。夹具机构29中未安装麻花钻头72。

在初始状态，夹具机构29中的由外环A40、两个圆销C39、中环A37、两个圆销B38和内环A32组成的十字万向节机构9在三个板簧41作用下处于万向功能锁定状态。弹簧D34处于拉伸状态。抵压柱C42的圆头端与抵压柱D46的球面B47中部相抵。滑杆30与钻头弹簧夹48同中心轴线。

在初始状态，消振机构50中的环套D69中心轴线与电驱模块B8输出轴平行，电驱模块B8的输出轴与夹具机构29中的滑杆30和钻头弹簧夹48处于同中心轴线状态。

在初始状态，由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构的万向功能因其内具有在较大外力作用下可被破坏的填充材料71而被限制。

当需要使用本发明对沿与球面不垂直的方向对球面进行打孔前，先旋松夹具机构29上的内螺纹套49，解除内螺纹套49对卡套45内钻头弹簧夹48的抵压，然后将麻花钻头72的安装端插入钻头弹簧夹48内再旋紧内螺纹套49，内螺纹套49通过将钻头弹簧夹48向内壁为锥面的卡套45内轴向挤压而对麻花钻头72进行有效夹紧，并使得壳套上的抵压柱D46与抵压柱C42紧紧抵压。

待麻花钻头72紧紧安装于夹具机构29上后，启动消振机构50中的电驱模块C53，电驱模块C53通过与其输出轴传动连接的螺杆54带动滑块B55在壳体51内水平滑动，滑块B55通过U杆58和连接杆59带动由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构整体同步水平运动，由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构通过环套C66带动环套D69向麻花钻头72中心轴线进行重叠平移。待麻花钻头72中心轴线与环套D69中心轴线重合后，停止电驱模块C53运行，并手动驱动U杆58相对于壳体51向麻花钻头72轴向运动，U杆58通过连接杆59带动由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构同步运动，由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构通过环套C66带动环套D69向麻花钻头72上嵌套。

待消振机构50中的环套D69嵌套于麻花钻头72上后，将麻花钻头72的末端抵压至球面上需要钻孔的位置，消振机构50的外环B60在自重作用下与球面进行自适应相抵。

然后，启动电驱模块B8，电驱模块B8的输出轴通过万向节机构9和夹具机构29带动麻花钻头72快速旋转并对球面开始钻削。因麻花钻头72在钻孔时对球面产生的轴向抵压力与球面打孔处不垂直，所以，麻花钻头72会受到球面一个将麻花钻头72摆脱的侧向力。麻花钻头72因瞬间受到球面的侧向力而通过消振机构50对L杆75进行压迫，电驱模块A7感应到L杆75受力时会瞬间启动，电驱模块A7通过齿轮6、齿圈5、环套A3和L杆75带动消振机构50整体绕麻花钻头72旋转，使得L杆75绕麻花钻头72旋转至与麻花钻头72所受侧向力相同的平面上，使得L杆75带动消振机构50对麻花钻头72上受到的侧向力进行抵消并对麻花钻头72形成有效定位，避免麻花钻头72因受到球面侧向作用力而发生断裂，保证麻花钻头72沿与球面不垂直的方向持续有效地对球面进行钻孔，避免麻花钻头72因受侧向力弯曲而导致打孔精度降低。待L杆75带动消振机构50对麻花钻头72受到的侧向力抵消时，停止电驱模块A7的运行，电驱模块A7中的自锁电机保持消振机构50对麻花钻头72受到侧向力的持续有效抵消。

当麻花钻头72沿与球面不垂直的方向在球面上钻孔时，麻花钻头72会因自身结构特点而在球面作用下发生沿与麻花钻头72中轴线垂直的方向的高频振动，此时，消振机构50中的电驱模块C53感应到麻花钻头72的振动并瞬间启动，电驱模块C53通过螺杆54带动滑块B55在壳体51内向靠近麻花钻头72进行微小距离的移动，滑块B55通过U杆58、连接杆59、由外环、两个圆销D62、中环、两个圆销C39和内环组成的十字万向节结构和环套C66带动环套D69沿与麻花钻头72中轴线垂直的方向对麻花钻头72进行微小距离的调整，抵消麻花钻头72所产生的振动的振幅，保证麻花钻头72在无弯曲状态下始终保持轴向对球面的打孔，进一步提高麻花钻头72对球面打孔的精确度。

待麻花钻头72上的振动被消除后，电驱模块C53停止运行，螺杆54与滑块B55的螺纹配合对消振机构50对麻花钻头72的定位状态进行锁定，保证麻花钻头72持续有效地对球面进行精确度较高的打孔作业。

当手动操作本发明带动麻花钻头72沿与球面不垂直的方向快速猛烈地向球面上抵压钻孔时，麻花钻头72因受到球面的猛烈冲击而瞬间绕万向节机构9发生摆动。万向节机构9中的两个限位块A12会分别克服相应弹簧A14脱离相应圆销A16上的限位槽17，万向节机构9中的两个限位块B23会分别克服相应弹簧C25脱离相应圆销A16上的限位槽17，使得万向节机构9的万向功能恢复，万向节机构9中的节叉10会发生相对摆动。

同时，麻花钻头72的摆动会通过钻头弹簧夹48、卡套45和环套B43带动由外环A40、两个圆销C39、中环A37、两个圆销D62和内环A32组成的十字万向节机构9克服三个板簧41的作用力恢复其万向功能，使得抵压柱C42与抵压柱D46因相互摆动而发生相错，卡套45受到的制约消失，钻头弹簧夹48会在自身弹力作用下带动卡套45在环套B43内轴向滑动，从而使得钻头弹簧夹48受到内螺纹套49的抵压消失，失去抵压作用的钻头弹簧夹48瞬间解除对麻花钻头72的夹紧状态，从而断开麻花钻头72与电驱模块B8之间的传动连接，麻花钻头72不会产生旋转，从而停止麻花钻头72对球面的钻削，具有较高的安全性。

与此同时，麻花钻头72绕万向节机构9的摆动会通过环套D69、环套C66带动由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构进行强力扭转，使得由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构因其内的填充材料71遭到破坏而恢复万向功能。

万向节机构9和消振机构50中由外环B60、两个圆销D62、中环B61、两个圆销E63和内环B64组成的十字万向节结构的万向功能的恢复使得麻花钻头72在受到球面剧烈冲击时产生自适应摆动，避免麻花钻头72因与球面产生猛烈冲击而产生断裂。

待本发明对球面打孔结束后，旋松夹具机构29中的内螺纹套49将麻花钻头72取下即可。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明中的智能电驱模块A7在麻花钻头72沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时会驱动消振机构50绕麻花钻头72旋转并对麻花钻头72受到球面的侧向力进行有效抵消，避免麻花钻头72在其沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔时不会因受到球面侧向力而发生折断，对麻花钻头72形成有效保护，延长麻花钻头72的使用寿命。

本发明中的消振机构50中的智能电驱模块C53在麻花钻头72因其沿与球面非垂直的方向对球面进行打孔而产生振动时驱动环套D69对麻花钻头72进行微调，以抵消麻花钻头72因其本身结构与球面的作用而发生的震颤，保证麻花钻头72沿与球面非垂直的方向对球面进行稳定打孔，提高麻花钻头72在球面打孔的精确度。

本发明中的夹具机构29在麻花钻头72因受力过猛而与球面产生猛烈冲击时解除对麻花钻头72的夹紧并带动麻花钻头72克服万向节机构9中限位块A12和限位块B23与十字轴15圆销A16上的限位槽17的配合产生偏转，对麻花钻头72与球面的猛烈冲击形成有效缓冲，避免麻花钻头72因与球面猛烈冲击而发生断裂，延长麻花钻头72的使用寿命。

Claims (7)

1.一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：它包括机械臂、环套A、电驱模块A、电驱模块B、万向节机构、夹具机构、消振机构、L杆，其中圆柱型机械臂末端内安装有电驱模块B，电驱模块B的输出轴末端通过万向节机构安装有用来夹紧麻花钻头的夹具机构；万向节机构上具有在麻花钻头未受到球面猛烈冲击时限制其万向功能的结构；机械臂外侧旋转配合有被电驱模块A智能驱动的环套A；环套A上通过L杆安装有与麻花钻头配合的消振机构；

上述夹具机构包括滑杆、内环A、弹簧D、卡块、中环A、圆销B、圆销C、外环A、板簧、抵压柱C、环套B、卡套、抵压柱D、钻头弹簧夹、内螺纹套，其中通过万向节机构与电驱模块B输出轴连接的滑杆上嵌套有轴向滑动配合的内环A，滑杆末端安装有防止内环A轴向脱离的卡块；内环A外侧通过两个圆销B铰接有中环A，中环A外侧通过两个圆销C铰接有外环A；圆销B和圆销C的中心轴线均与内环A中心轴线垂直相交，圆销B和圆销C的中心轴线位于同一平面；外环A通过周向均匀分布的三个板簧与滑杆连接固定；外环A一端安装有同中心轴线的环套B，环套B中轴线滑动配合有

上述消振机构包括壳体、电驱模块C、滑块B、滑U杆、外环B、中环B、圆销D、圆销E、内环B、环套C、环套D，其中安装于L杆末端的壳体中沿与麻花钻头垂直的方向滑动有被电驱模块C智能驱动的滑块B；滑块B上两个滑槽D内沿与麻花钻头平行的方向滑动配合有U杆，U杆下端通过连接杆安装有中心轴线竖直的外环B；外环B内侧通过两个圆销D铰接有中环B，中环B内侧通过两个圆销E铰接有内环B；圆销D和圆销E的中心轴线均与外环B中心轴线垂直相交，圆销D和圆销E的中心轴线位于同一平面；内环B内旋转配合有环套C，环套C内轴向滑动配合有与麻花钻头配合的环套D；内环B与中环B之间具有限制两者相对运动的填充材料，中环B与外环B之间具有限制两者相对运动的填充材料。

2.根据权利要求1所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述万向节机构的一个节叉上与十字轴两个圆销A旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽A，每个滑槽A中均沿相应圆销A径向滑动有限位块A；限位块A一端对称开设有两个与相应圆销A柱面上限位槽配合的斜面A；每个滑槽A内均具有对相应限位块A复位的弹簧A；万向节机构的另一个节叉两支内壁上分别开设有滑槽B，每个滑槽B中均沿节叉轴向滑动配合有滑块A，每个滑槽B内均安装有对相应滑块A复位的弹簧B；两个滑块A分别与万向节机构中十字轴的另两个圆销A旋转配合；每个滑块A上与相应圆销A旋转配合的圆槽内壁均开设有滑槽C；每个滑槽C内均沿相应圆销A径向滑动有限位块B；限位块B一端对称开设有两个与相应圆销A柱面上限位槽配合的斜面B；每个滑槽C内均具有对相应限位块B复位的弹簧C；安装于万向节机构中十字轴中部的抵压柱A与安装于滑块A所在的节叉内中部的抵压柱B配合。

3.根据权利要求2所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述弹簧A为压缩弹簧；弹簧A一端与相应滑槽A内壁连接，另一端与相应限位块A端面连接；弹簧B为压缩弹簧；弹簧B一端与相应滑槽B内壁连接，另一端与相应滑块A的端面连接；抵压柱A末端的圆头与抵压柱B末端的内凹球面A配合；弹簧C为压缩弹簧；弹簧C一端与相应滑槽C内壁连接，另一端与相应限位块B端面连接。

4.根据权利要求1所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述麻花钻头的末端为端平面加中部定位锥尖的结构。

5.根据权利要求1所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述内环A内壁上对称安装有两个导向块A，两个导向块A分别滑动于滑杆柱面上的两个导向槽A内；弹簧D为拉伸弹簧；弹簧D一端与内环A端面连接，另一端与安装在滑杆上的压簧环连接；环套B内壁上具有限制卡套滑动幅度的环凸；抵压柱C的圆头端与抵压柱D末端的内凹球面B配合。

6.根据权利要求1所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述电驱模块C安装于壳体内，旋合于滑块B上螺纹孔内的螺杆与电驱模块C的输出轴传动连接；壳体上开设有两个便于U杆运动的活动槽；内环B内壁上安装有梯形导环B，梯形导环B旋转于环套C外侧的梯形导槽B内；环套C内侧对称安装有两个导向块B，两个导向块B分别滑动于环套D外侧壁的两个导向槽B内。

7.根据权利要求1所述的一种球形表面打孔定位设备，其特征在于：上述电驱模块A安装于机械臂外侧；安装在电驱模块A输出轴上的齿轮与安装在环套A外侧的齿圈啮合；环套A内壁上安装有梯形导环A，梯形导环A旋转于机械臂外侧的梯形导槽A内。

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