CN114083407A - 一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及孔打磨装置,具体地说是一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置,包括整体移动车体部分、姿态调节部分及打磨部分,移动定位基座的下端固定于整体移动车体部分上,调姿基础台板固定于移动定位基座的上端,移动平台与调姿基础台板滑动连接,移动平台上固接有摆动轴承定位套,摆动定位轴的下端与摆动轴承定位套转动连接,摆动定位轴的上端安装有俯仰定位座,俯仰定位座上铰接有俯仰连杆,俯仰连杆的一端与调姿连杆的一端相连,俯仰连杆的另一端连接有打磨部分,调姿连杆的另一端为调节打磨部分的执行端。本发明动作多自由度可调,调节范围广、运动稳定、特点突出、工作可靠。

Description

一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置
技术领域
本发明涉及孔打磨装置,具体地说是一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置。
背景技术
随着国家综合国力的不断提升,近年来,国家对于航天、航空、军工领域加大研发、生产的力度,航天、航空、军工产品广泛存在大型深腔、深孔结构的零部件,对于大型深腔、深管类结构件的打磨一直是航天航空军工以及民用产品的技术难点。而对于大型深腔、深管类结构件的打磨是影响其正常工作的关键之一。
对于大型深腔、深管类结构件的打磨工作,传统的工作形式是人工手持毛刷或电动工具通过延长杆的结构形式深入,并进行相关待打磨位置的打磨工作。这种工作形式效率低下、消耗大量劳动力、并且打磨质量不能有足够保证,打磨质量与操作者体能、状态有很大关系;并且打磨过程中操作者为保证打磨质量而不得不做出一些不符合人机工程学要求的工作动作,容易造成操作者劳身体动损伤;并且对于劳动者的体能消耗极大,极大的体能消耗直接影响打磨作业的完成质量水平。
发明内容
针对传统对于大型深腔、深管类结构件的打磨工作存在的操作者体力操作过多、不方便调节打磨姿态等影响打磨质量的问题,本发明的目的在于提供一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置。该打磨装置用于大型深腔结构件、深管件对于内腔内壁的打磨动作的实现,可以深入被打磨件内部,可灵活实现轴向进给、俯仰、摆动等多自由度调节。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明包括整体移动车体部分、姿态调节部分及打磨部分,其中姿态调节部分包括移动定位基座、调姿基础台板、俯仰定位座、摆动定位轴、摆动轴承定位套、移动平台、调姿连杆及俯仰连杆,所述移动定位基座的下端固定于整体移动车体部分上,所述调姿基础台板固定于移动定位基座的上端,所述移动平台与调姿基础台板滑动连接,所述移动平台上固接有摆动轴承定位套,所述摆动定位轴的下端与摆动轴承定位套转动连接,所述摆动定位轴的上端安装有俯仰定位座,所述俯仰定位座上铰接有俯仰连杆,所述俯仰连杆的一端与调姿连杆的一端相连,所述俯仰连杆的另一端连接有所述打磨部分,所述调姿连杆的另一端为调节打磨部分的执行端。
其中:所述俯仰定位座的底部与摆动定位轴的上端固接,所述俯仰定位座的上部呈“U”形,所述“U”形的开口端铰接有销轴,所述俯仰连杆与销轴固接。
所述移动平台进给方向的前后两端均安装有对进给行程进行限位的移动限位块。
所述调姿基础台板上沿进给方向安装有直线导轨,所述移动平台上固接有直线导轨滑块,所述移动平台通过直线导轨滑块与直线导轨滑动连接。
所述调姿连杆的一端与俯仰连杆相连,所述调姿连杆的另一端设有调姿把手。
所述打磨部分包括延伸支架、动力单元、传动轴、轴承座、延伸轴及打磨头,所述延伸支架连接于俯仰连杆的另一端,所述动力单元及轴承座分别安装于延伸支架上,所述轴承座上转动安装有传动轴,所述传动轴的一端与动力单元的输出端相连,所述传动轴的另一端与打磨头直连或所述传动轴的另一端通过延伸轴与打磨头连接。
所述轴承座为一个或多个,固接于所述延伸支架的一端,所述延伸支架的另一端与俯仰连杆的另一端固接。
所述整体移动车体部分包括车体主体、移动脚轮及安全围栏,所述车体主体底部安装有移动脚轮,所述车体主体的上台面设有安全围栏,所述移动定位基座的下端固接于车体主体上。
所述车体主体的一侧设有便于操作者操作的登梯。
所述车体主体的后侧安装有移动把手。
本发明的优点与积极效果为:
1.本发明可以实现进给、摆动、俯仰动作的连动,从而可以实现进给、摆动、俯仰等多自由度的灵活调节,从而实现对于不同工作状态下不同待打磨工件的适应。
2.本发明俯仰连杆前端连接打磨部分,打磨部分通过动力单元的动力输出经传动轴实现打磨头的动力输出;同时为了保证长延伸的运动稳定性,设计高刚度结构的延伸支架及固定轴承座进行传动轴的支撑,保证工作时旋转动作的稳定性。
3.本发明在满足工艺要求及机械性能的条件下,避免不必要设计,并整合多种功能于同一机构,使本发明造价成本低廉。
4.本发明设计结构合理,保证功能实现的条件下没有多余结构,所以本发明结构简单。
5.本发明通过合理结构配置实现长延伸运动的稳定性,保证长延伸、告诉旋转下运动不失稳,不堵转,实现高质量深腔深孔打磨。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明对打磨工件进行打磨的工作状态图;
图3为本发明的结构俯视图;
图4为图1及图2中I处的局部放大图;
图5为图3中II处的局部放大图;
其中:A为整体移动车体部分,B为姿态调节部分,C为打磨部分;
1为车体主体,2为移动把手,3为登梯,4为移动脚轮,5为安全围栏,6为移动定位基座,7为调姿把手,8为调姿基础台板,9为俯仰定位座,10为摆动定位轴,11为推力轴承,12为深沟球轴承,13为摆动轴承定位套,14为移动限位块,15为移动平台,16为直线导轨滑块,17为调姿连杆,18为延伸支架,19为动力单元,20为传动轴,21为轴承座,22为延伸轴,23为打磨头,24为直线导轨,25为销轴,26为俯仰连杆,27为打磨工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1~5所示,本发明包括整体移动车体部分A、姿态调节部分B及打磨部分C,考虑打磨装置适应不同工作地点,面向不同产品,因此本发明将打磨装置的主体(即整体移动车体部分A)设计可以移动形式,通过操作者推动移动把手2可以使打磨装置移动至不同工作地点位置进行停放;姿态调节部分B通过调姿基础台板8与车体主体1相连接,并由调姿基础台板8作为定位安装基础,打磨装置的姿态调节部分B、打磨部分C均由调姿基础台板8为基本进行最基础定位安装。具体结构为:
本实施例的整体移动车体部分A包括车体主体1、移动把手2、登梯3、移动脚轮4及安全围栏5,车体主体1底部四角分别安装有移动脚轮4,车体主体1的上台面设有安全围栏5,车体主体1的一侧设有登梯3,车体主体1的后侧安装有移动把手2。整体移动车体部分A主要由车体主体1构成主体框架,配以登梯3及安全围栏5便于操作者操作及安全防护,通过操作者推拉移动把手2,使打磨装置经移动脚轮4整体运动。
本实施例的姿态调节部分B包括移动定位基座6、调姿基础台板8、俯仰定位座9、摆动定位轴10、摆动轴承定位套13、移动平台15、调姿连杆17及俯仰连杆26,移动定位基座6的下端固定于车体主体1上,调姿基础台板8固定于移动定位基座6的上端,通过移动定位基座6及调姿基础台板8的联合体装配于车体主体1之上后,为姿态调节部分B提供定位基础;移动平台15与调姿基础台板8滑动连接,移动平台15上通过螺栓固接有摆动轴承定位套13,摆动定位轴10的下端通过推力轴承11、深沟球轴承12定位于摆动轴承定位套13内,并与摆动轴承定位套13转动连接,实现左右摆动的自由度;摆动定位轴10的上端(大头端)通过螺栓固接有俯仰定位座9,俯仰定位座9上铰接有俯仰连杆26,俯仰连杆26的一端与调姿连杆17的一端相连,俯仰连杆26的另一端连接有打磨部分C,调姿连杆17的另一端设有调姿把手7。本实施例的调姿基础台板8上表面沿进给方向安装有两根相互平行的直线导轨24,移动平台15的两侧分别通过螺栓装配有直线导轨滑块16,移动平台15通过两侧的直线导轨滑块16与两根直线导轨24滑动连接,沿直线导轨24实现进给动作。本实施例的俯仰定位座9的底部与摆动定位轴10的上端通过螺栓固接,俯仰定位座9的上部呈“U”形,“U”形的开口端铰接有销轴25,俯仰连杆26与销轴25固接。本实施例的移动平台15进给方向的前后两端均安装有移动限位块14,对应地,在移动平台15进给轨迹上设有安装于直线导轨24上的液压缓冲器,通过液压缓冲器及移动限位块14对进给行程进行限位,避免移动平台15从直线导轨24上滑出;本实施例的液压缓冲器为现有技术,在此不再赘述。
本实施例的打磨部分C包括延伸支架18、动力单元19、传动轴20、轴承座21、延伸轴22及打磨头23,打磨部分C整体置于延伸支架18上,并由延伸支架18连接于俯仰连杆26的另一端,动力单元19及轴承座21分别安装于延伸支架18上,轴承座21上转动安装有传动轴20,传动轴20的一端与动力单元19的输出端相连,传动轴20的另一端与打磨头23直连或传动轴20的另一端通过延伸轴22与打磨头23连接。轴承座21为一个或多个,固接于延伸支架18的一端,传动轴20由轴承座21支撑,延伸支架18的另一端与俯仰连杆26的另一端固接。本实施例的延伸轴22与打磨头23串联后构成整体,再与传动轴20通过螺栓连接。本实施例的动力单元19可为气缸。
本发明的工作原理为:
A.操作者推拉移动把手2,使打磨装置经移动脚轮4整体运动至工作位置,使打磨部分深入打磨工件27;
B.操作者经由登梯3站立在车体主体1上;
C.操作者手握调姿把手7,并启动打磨部分C的动力单元19;
D.动力单元19产生打磨扭矩,经由传动轴20、延伸轴22最终传递给打磨头23,产生旋转进行打磨,同时由轴承座21进行分段固定;
E.操作者根据工件特点以及工况通过调姿把手7控制调姿连杆17,通过对调姿把手7施加不同力的作用,分别控制移动平台15经由移动限位块14沿直线导轨24进给运动,实现打磨进给动作,通过俯仰连杆26经由销轴25实现俯仰动作,从而带动打磨部分C俯仰调节,并通过推力轴承11、深沟球轴承12定位于摆动轴承定位套13的摆动定位轴10摆动,带动打磨部分C左右偏摆调姿;
F.通过上述动作的联合动作实现对于打磨工件27的打磨工作,打磨过程可根据实际工况由操作者进行灵活操作;
G.操作结束后,操作者经由登梯3回到地面;
H.操作者推拉移动把手2,使打磨装置经移动脚轮4整体运动至初始位置,等待下一次工作。
本发明可对于大型深腔、深管类结构件进行方便姿态调节的打磨工作,且打磨过程中操作者只需灵活控制调姿把手7对打磨部分C进行姿态调节即可,无需提供额外的劳动力输出,即可获得更好的打磨质量和打磨效率。

Claims (10)

1.一种面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:包括整体移动车体部分(A)、姿态调节部分(B)及打磨部分(C),其中姿态调节部分(B)包括移动定位基座(6)、调姿基础台板(8)、俯仰定位座(9)、摆动定位轴(10)、摆动轴承定位套(13)、移动平台(15)、调姿连杆(17)及俯仰连杆(26),所述移动定位基座(6)的下端固定于整体移动车体部分(A)上,所述调姿基础台板(8)固定于移动定位基座(6)的上端,所述移动平台(15)与调姿基础台板(8)滑动连接,所述移动平台(15)上固接有摆动轴承定位套(13),所述摆动定位轴(10)的下端与摆动轴承定位套(13)转动连接,所述摆动定位轴(10)的上端安装有俯仰定位座(9),所述俯仰定位座(9)上铰接有俯仰连杆(26),所述俯仰连杆(26)的一端与调姿连杆(17)的一端相连,所述俯仰连杆(26)的另一端连接有所述打磨部分(C),所述调姿连杆(17)的另一端为调节打磨部分(C)的执行端。
2.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述俯仰定位座(9)的底部与摆动定位轴(10)的上端固接,所述俯仰定位座(9)的上部呈“U”形,所述“U”形的开口端铰接有销轴(25),所述俯仰连杆(26)与销轴(25)固接。
3.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述移动平台(15)进给方向的前后两端均安装有对进给行程进行限位的移动限位块(14)。
4.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述调姿基础台板(8)上沿进给方向安装有直线导轨(24),所述移动平台(15)上固接有直线导轨滑块(16),所述移动平台(15)通过直线导轨滑块(16)与直线导轨(24)滑动连接。
5.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述调姿连杆(17)的一端与俯仰连杆(26)相连,所述调姿连杆(17)的另一端设有调姿把手(7)。
6.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述打磨部分(C)包括延伸支架(18)、动力单元(19)、传动轴(20)、轴承座(21)、延伸轴(22)及打磨头(23),所述延伸支架(18)连接于俯仰连杆(26)的另一端,所述动力单元(19)及轴承座(21)分别安装于延伸支架(18)上,所述轴承座(21)上转动安装有传动轴(20),所述传动轴(20)的一端与动力单元(19)的输出端相连,所述传动轴(20)的另一端与打磨头(23)直连或所述传动轴(20)的另一端通过延伸轴(22)与打磨头(23)连接。
7.根据权利要求6所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述轴承座(21)为一个或多个,固接于所述延伸支架(18)的一端,所述延伸支架(18)的另一端与俯仰连杆(26)的另一端固接。
8.根据权利要求1所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述整体移动车体部分(A)包括车体主体(1)、移动脚轮(4)及安全围栏(5),所述车体主体(1)底部安装有移动脚轮(4),所述车体主体(1)的上台面设有安全围栏(5),所述移动定位基座(6)的下端固接于车体主体(1)上。
9.根据权利要求8所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述车体主体(1)的一侧设有便于操作者操作的登梯(3)。
10.根据权利要求8所述面向深孔可多自由度调节的打磨装置,其特征在于:所述车体主体(1)的后侧安装有移动把手(2)。
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