CN202440117U - 一种平面移位旋转机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面移位旋转机构，包括机构固定装置和直线滑轨组件；机构固定装置包括轨迹固定板、轨迹板、一个动力源和动力源安装座；直线滑轨组件包括第一旋转轴、连杆、第二旋转轴、直线滑轨、滑块和第三旋转轴；第二旋转轴通过连杆与第一旋转轴连接；固定在第二旋转轴上的直线滑轨与第三旋转轴通过滑块滑动连接；通过动力源带动第一旋转轴旋转，第一旋转轴带动第二旋转轴移位和旋转，直线滑轨在第三旋转轴上端滑动的同时，会带动第三旋转轴旋转；元件位置随着直线滑轨的移位和旋转，发生相应的移位和旋转。因此，本实用新型所公开的平面移位旋转机构，将元件的夹持、移位和旋转由一个动力源带动三个旋转轴旋转一次完成。

Description

一种平面移位旋转机构

技术领域

本实用新型涉及自动化生产加工设备领域，具体涉及一种平面移位旋转机构。

背景技术

平面移位旋转机构被广泛应用于自动化领域。实际生产中，很多元件从一个工位到另一个工位的过程中，需要移位的同时还需要旋转一定的角度，比如旋转90度，这时，元件的移位和旋转一般都由两个运动共同完成，即先将元件平移到指定位置后再旋转90度或者先将元件旋转90度后再平移到指定位置。

现有的平面移位旋转机构一般是由X轴移动机构和Y轴移动机构共同构成元件的移位机构，X轴或Y轴的旋转机构构成元件的旋转机构；很多平面移位旋转机构都采用两个动力源，甚至更多的动力源，由X轴动力源带动X轴移动机构沿X轴线方向移动，带动X轴旋转机构在XY平面内旋转；Y轴动力源带动Y轴移动机构沿Y轴线方向移动，带动Y轴旋转机构在XY平面内旋转，从而实现了元件的移位旋转；因此，平面内的移位运动和旋转运动共同合成了平面移位旋转机构的平面移位和旋转，从而把一个元件从一个特定位置经过平面内的移动和旋转的共同运动传送到另一个特定位置。

现有的平面移位旋转机构，由于其有两个或两个以上的动力源，动力源的信号之间需要不断的脉冲和反馈，因此现有的平面移位旋转机构结构复杂，成本高能耗大，且占地空间较大。

因此，如何尽量减少动力源，而又能实现把元件从一个特定位置平面移位旋转到另一个特定位置，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种平面移位旋转机构，通过一个动力源带动第一旋转轴旋转，第一旋转轴通过连杆带动第二旋转轴在封闭曲线轨迹槽中移位和旋转，第二旋转轴上端固定在直线滑轨上，并带动直线滑轨与第二旋转轴同步移位和旋转；直线滑轨通过滑块滑动连接在第三旋转轴上端，且在滑块内滑动的同时，会带动第三旋转轴随着第二旋转轴的旋转而旋转；直线滑轨下端抓取元件的位置随着第二旋转轴的移位旋转和第三旋转轴的旋转，发生相应的移位和旋转，因而通过一个动力源元件实现了从一个特定位置平面移位旋转到另一个特定位置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种平面移位旋转机构，包括机构固定装置和直线滑轨组件；

所述机构固定装置包括轨迹固定板、轨迹板、一个动力源和动力源安装座；所述轨迹固定板正面装设有所述轨迹板和所述直线滑轨组件，所述轨迹固定板反面中间设有固定连接所述动力源安装座的一方形凹槽，且所述方形凹槽中部设有第一通孔；所述动力源安装在所述动力源安装座上；所述轨迹固定板中部还设有第二通孔；

所述直线滑轨组件包括第一旋转轴、连杆、第二旋转轴、直线滑轨、滑块和第三旋转轴；

所述第一旋转轴下端通过联轴器与所述动力源输出轴固定连接在所述轨迹固定板的第一通孔中；

所述连杆一端固定连接在所述第一旋转轴上端，另一端设有限制所述第二旋转轴随所述第一旋转轴旋转的腰形孔；

所述第二旋转轴上端固定连接在所述直线滑轨上，并带动所述直线滑轨与所述第二旋转轴同步移位或旋转；所述第二旋转轴中部通过第一随动器卡套在所述连杆腰形孔中；所述第二旋转轴下端通过第二随动器在所述连杆带动下能够绕所述第一旋转轴运动，并位于所述轨迹板中；

所述直线滑轨通过所述滑块滑动连接在所述第三旋转轴上端；

所述第三旋转轴在所述直线滑轨带动下随所述第二旋转轴的旋转绕第三旋转轴心相应旋转；所述第三旋转轴下端通过轴承固定连接在所述轨迹固定板的第二通孔中。

优选的，所述轨迹板包括左轨迹板和右轨迹板；所述左轨迹板和所述右轨迹板上设有相对称的曲线轨迹槽和用于调节轨迹行程的腰形孔，所述左轨迹板和所述右轨迹板通过侧面螺纹孔调节其中间段轨迹行程后，对称安装成半环形封闭曲线轨迹槽。

优选的，所述轨迹固定板正面设有与所述轨迹板侧面螺丝相配合的一字定位螺丝。

优选的，所述直线滑轨组件还包括用于限位的T形驱动挡块；所述T形驱动挡块固定连接在所述直线滑轨上；所述T形驱动挡块两翼上装设有两根相互平行的限位螺栓。

优选的，所述机构固定装置还包括装设在所述轨迹固定板正面的两个限位挡块；所述限位挡块设有与所述T形驱动挡块两翼上的限位螺栓端面相互平行的端面。

优选的，所述T形驱动挡块两翼上垂直装设有两个相互平行的反光板。

优选的，所述机构固定装置还包括两个装设在轨迹固定板正面且与所述反光板配合使用的光电传感器。

优选的，所述第三旋转轴为圆柱状，上端面较粗且设有固定所述滑块的平面槽。

优选的，所述动力源为伺服电机或步进电机。

优选的，所述直线滑轨上端固定装设有线缆固定块，下端设有至少两个相间隔的定位孔和螺纹孔。

通过上述技术方案，本实用新型所述一种平面移位旋转机构，通过一个动力源带动第一旋转轴旋转，第一旋转轴通过连杆带动第二旋转轴绕第一旋转轴在封闭曲线轨迹槽中移动和旋转；随着第二旋转轴的移动，固定在第二旋转轴上端的直线滑轨会随之相应的移动，随着第二旋转轴的旋转，直线滑轨会带动第三旋转轴相应的旋转；因此直线滑轨下端抓取的元件会随着直线滑轨一起移动和旋转，元件在平面内从一个特定位置移位到另一个特定位置的同时元件也旋转了一定角度。

因此，本实用新型提供的一种平面移位旋转机构，将元件的夹持、移位和旋转由一个动力源带动三个旋转轴旋转一次完成，使结构简单，节省了动力源，缩小了占地空间，节约了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种平面移位旋转机构的主视图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种平面移位旋转机构的后视图；

图3为图1中A-A方向剖面示意图；

图4为图1中B-B方向剖面示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的一种平面移位旋转机构元件平面移位旋转时运动轨迹示意图；

图6为本实用新型实施例所公开的一种平面移位旋转机构元件平面移位旋转90度后状态示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.轨迹固定板  1-1.方形凹槽  1-2.第一通孔  1-3.第二通孔1-4.一字定位螺丝  2-1.左轨迹板  2-2.右轨迹板  2-3.调节腰形孔  2-4.封闭曲线轨迹槽  3.伺服电机动力源  4.动力源安装座  5.第一旋转轴  6.连杆  6-1.限位腰形孔  7.第二旋转轴7-1.第一随动器  7-2.第二随动器  8.直线滑轨  8-1.线缆固定块  8-21.第一定位孔  8-22.第二定位孔  8-31.第一螺纹孔8-32.第二螺纹孔  8-33.第三螺纹孔  9.滑块  10.第三旋转轴10-1.平面槽  11.T形驱动挡块  11-1.左限位螺栓  11-2.右限位螺栓  11-3.左反光板  11-4.右反光板  11-5.左限位挡块11-6.右限位挡块  11-7.左光电传感器  11-8.右光电传感器A1.第一位置点  A2.第二位置点  A3.第三位置点  A4.第四位置点  B1.第一特定位置  B2.第二特定位置  C.元件

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种平面移位旋转机构，其工作原理如图1和图5所示，通过一个伺服电机动力源3带动第一旋转轴5旋转，第二旋转轴7在连杆6带动下在封闭曲线轨迹槽2-4中运动，固定在第二旋转轴7上端的直线滑轨8在第三旋转轴10上端滑块9内滑动的同时，会带动第三旋转轴随着第二旋转轴7的旋转而旋转；直线滑轨8下端抓取元件C的位置随着第二旋转轴7的运动和第三旋转轴10的旋转，发生相应的移位和旋转，因而通过一个伺服电机动力源3元件C实现了从一个特定位置平面移位并且旋转到另一个特定位置；因此元件C通过一个伺服电机动力源3带动三个旋转轴旋转，实现了元件C从一个特定位置到另一个特定位置的平面移位和旋转。

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例.

如图1和图2所示，一种平面移位旋转机构，包括机构固定装置和直线滑轨组件；

机构固定装置包括轨迹固定板1、轨迹板、一个伺服电机动力源3和动力源安装座4；轨迹固定板1正面装设有轨迹板和直线滑轨组件，轨迹固定板1反面中间设有固定连接所述动力源安装座4的一方形凹槽1-1，且方形凹槽1-1中部设有第一通孔1-2；动力源3安装在动力源安装座4上；轨迹固定板1中部还设有第二通孔1-3；

再如图3、图4所示，直线滑轨组件包括第一旋转轴5、连杆6、第二旋转轴7、直线滑轨8、滑块9和第三旋转轴10；

第一旋转轴5下端通过联轴器与动力源3输出轴固定连接在所述轨迹固定板1的第一通孔1-2中；连杆6一端固定连接在第一旋转轴5上端，另一端设有限制第二旋转轴7随第一旋转轴5旋转的限位腰形孔6-1；第二旋转轴7上端固定连接在直线滑轨8上，并带动直线滑轨8与第二旋转轴7同步移位和旋转；第二旋转轴7中部通过第一随动器7-1卡套在连杆6限位腰形孔6-1中；第二旋转轴7下端通过第二随动器7-2在连杆6带动下绕第一旋转轴5在轨迹板中运动；第三旋转轴10为圆柱状，较粗一端面上设有固定滑块9的平面槽10-1；直线滑轨8通过滑块9滑动连接在第三旋转轴10上端；第三旋转轴10在直线滑轨8带动下随着第二旋转轴7的旋转绕第三旋转轴10轴心相应旋转；第三旋转轴10下端通过轴承固定连接在轨迹固定板1的第二通孔1-3中。

再如图1和图2所示，轨迹板包括左轨迹板2-1和右轨迹板2-2；左轨迹板2-1和右轨迹板2-2上设有相对称的曲线轨迹槽和调节轨迹行程的调节腰形孔2-3，左轨迹板2-1和右轨迹板2-2通过侧面螺纹孔调节其中间段轨迹行程后，对称安装成半环形封闭曲线轨迹槽2-4；轨迹固定板1正面设有与左轨迹板2-1和右轨迹板2-2侧面螺丝相配合的一字定位螺丝1-4，且一字定位螺丝1-4上端一字形槽与轨迹板两端侧面保持相互平行。

本实施例中，如图1所示，直线滑轨组件还包括固定连接在直线滑轨8上并与直线滑轨8同步移位和旋转的用于限位的T形驱动挡块11，T形驱动挡块11两翼上装设有两根相互平行的左限位螺栓11-1和右限位螺栓11-2；T形驱动挡块11两翼两端垂直装设有两个相互平行的左反光板11-3和右反光板11-4；机构固定装置还包括装设在轨迹固定板1正面的左限位挡块11-5和右限位挡块11-6；左限位挡块11-5和右限位挡块11-6有与左限位螺栓11-1和右限位螺栓11-2的螺栓端面相互平行的端面；机构固定装置还包括装设在轨迹固定板1正面且与左反光板11-3和右反光板11-4配合使用的左光电传感器11-7和右光电传感器11-8。

再如图5所示，伺服电机动力源3带动第一旋转轴5旋转，第一旋转轴5通过连杆6带动第二旋转轴7绕第一旋转轴5在封闭曲线轨迹槽2-4中移动和旋转；随着第二旋转轴7的移动，固定在第二旋转轴7上端的直线滑轨8会随之相应的移动，随着第二旋转轴7的旋转，直线滑轨8会带动第三旋转轴10相应的旋转；因此直线滑轨8下端抓取的元件C会随着直线滑轨8一起移动和旋转，元件C在平面内从一个特定位置移位到另一个特定位置的同时，元件C也旋转了90度。

直线滑轨8上端有线缆固定块8-1，下端设有相间隔的两个定位孔和三个螺纹孔，分别为第一定位孔8-21、第二定位孔8-22、第一螺纹孔8-31、第二螺纹孔8-32和第三螺纹孔8-33，如图4所示，抓爪通过直线滑轨8下端第二定位孔8-22和相邻两个螺纹孔8-32和8-33来固定。

元件C在平面移位和旋转时运动轨迹如图5所示，平面移位旋转机构把元件C从第一特定位置B1移动且旋转90度到达第二特定位置B2，第一特定位置B1为第二旋转轴7在第一位置点A1时元件C所在位置，第二特定位置B2为第二旋转轴7在第四位置点A4时元件C所在位置，第二旋转轴7运动的轨迹为第一位置点A1→第二位置点A2→第三位置点A3→第四位置点A4，返回轨迹为第四位置点A4→第三位置点A 3→第二位置点A2→第一位置点A1，一个来回构成一次行程。

抓爪在第二旋转轴7在第一位置点A1时拿起元件C，在第二旋转轴7在第四位置点A4时放下元件C；第二旋转轴7在第一位置点A1时，T形驱动挡块11上装设的左限位螺栓11-1与左限位挡块11-5端面相接触，同时左反光板11-3挡住了左光电传感器11-7光源发出的光信号，左光电传感器11-7精确识别出第二旋转轴7到达第一位置点A1，此时，直线滑轨8下端抓爪在第一特定位置B1处拿起元件C；第二旋转轴7从第一位置点A1→第二位置点A2运动时，直线滑轨8与第二旋转轴7同步沿Y轴方向向上滑动，直线滑轨8下端抓爪的元件C的Y轴方向位置向上发生变化；第二旋转轴7从第二位置点A2→第三位置点A3旋转时，直线滑轨8与第二旋转轴7绕第一旋转轴5同步旋转90度，直线滑轨8带动第三旋转轴10旋转，此时直线滑轨8下端抓爪的元件C也与直线滑轨8同步旋转了90度；第二旋转轴7从第三位置点A3→第四位置点A4运动时，直线滑轨8与第二旋转轴7同步沿X轴方向向左滑动，直线滑轨8下端抓爪的元件C的X轴方向位置向左发生变化；如图6所示，第二旋转轴7在第四位置点A4时，T形驱动挡块11上装设的右限位螺栓11-2与右限位挡块11-6端面相接触，同时右反光板11-4挡住了右光电传感器11-8光源发出的光信号，右光电传感器11-8精确识别出到第二旋转轴7到达第四位置点A4，此时，直线滑轨8下端抓爪在第二特定位置B2处放下元件C，元件C从第一特定位置B1移动并旋转90度后被送到第二特定位置B2，第二旋转轴7开始沿封闭曲线轨迹槽2-4返回，返回轨迹原理一样。当然，伺服电机动力源6也可以采用如步进电机等其它的能够达到同等效力的动力源，在此本实用新型将不做特别的限制，这些同样都属于本实用新型的保护范围。

因此本实用新型所述一种平面移位旋转机构通过一个伺服电机动力源3带动传动连杆组件旋转，通过直线滑轨8位置在X轴方向和Y轴方向位置的改变实现了X轴方向和Y轴方向的共同位置改变，从而实现了元件C从第一特定位置B1移位到第二特定位置B2的同时旋转90度方向。相比两个动力源甚至更多动力源带动的平面移位旋转机构，本实用新型提供的一种平面移位旋转机构，在实现了元件C从一个特定位置到另一个特定位置平面移位旋转的同时，减少了动力源，缩小了占地空间。

对所公开的一种平面移位旋转机构实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种平面移位旋转机构，其特征在于，包括机构固定装置和直线滑轨组件；

所述机构固定装置包括轨迹固定板、轨迹板、一个动力源和动力源安装座；所述轨迹固定板正面装设有所述轨迹板和所述直线滑轨组件，所述轨迹固定板反面中间设有固定连接所述动力源安装座的一方形凹槽，且所述方形凹槽中部设有第一通孔；所述动力源安装在所述动力源安装座上；所述轨迹固定板中部还设有第二通孔；

所述直线滑轨组件包括第一旋转轴、连杆、第二旋转轴、直线滑轨、滑块和第三旋转轴；

所述第一旋转轴下端通过联轴器与所述动力源输出轴固定连接在所述轨迹固定板的第一通孔中；

所述连杆一端固定连接在所述第一旋转轴上端，另一端设有限制所述第二旋转轴随所述第一旋转轴旋转的腰形孔；

所述第二旋转轴上端固定连接在所述直线滑轨上，并带动所述直线滑轨与所述第二旋转轴同步移位或旋转；所述第二旋转轴中部通过第一随动器卡套在所述连杆腰形孔中；所述第二旋转轴下端通过第二随动器在所述连杆带动下能够绕所述第一旋转轴运动，并位于所述轨迹板中；

所述直线滑轨通过所述滑块滑动连接在所述第三旋转轴上端；

所述第三旋转轴在所述直线滑轨带动下随所述第二旋转轴的旋转绕第三旋转轴心相应旋转；所述第三旋转轴下端通过轴承固定连接在所述轨迹固定板的第二通孔中。

2.根据权利要求1所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述轨迹板包括左轨迹板和右轨迹板；所述左轨迹板和所述右轨迹板上设有相对称的曲线轨迹槽和用于调节轨迹行程的腰形孔，所述左轨迹板和所述右轨迹板通过侧面螺纹孔调节其中间段轨迹行程后，对称安装成半环形封闭曲线轨迹槽。

3.根据权利要求1或2所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述轨迹固定板正面设有与所述轨迹板侧面螺丝相配合的一字定位螺丝。

4.根据权利要求1所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述直线滑轨组件还包括用于限位的T形驱动挡块；所述T形驱动挡块固定连接在所述直线滑轨上；所述T形驱动挡块两翼上装设有两根相互平行的限位螺栓。

5.根据权利要求4所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述机构固定装置还包括装设在所述轨迹固定板正面的两个限位挡块；所述限位挡块设有与所述T形驱动挡块两翼上的限位螺栓端面相互平行的端面。

6.根据权利要求4或5所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述T形驱动挡块两翼上垂直装设有两个相互平行的反光板。

7.根据权利要求6所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述机构固定装置还包括两个装设在轨迹固定板正面且与所述反光板配合使用的光电传感器。

8.根据权利要求1所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述第三旋转轴为圆柱状，上端面较粗且设有固定所述滑块的平面槽。

9.根据权利要求1所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述动力源为伺服电机或步进电机。

10.根据权利要求1所述的平面移位旋转机构，其特征在于，所述直线滑轨上端固定装设有线缆固定块，下端设有至少两个相间隔的定位孔和螺纹孔。

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