CN204473849U - 升降旋转机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种升降旋转机构，该升降旋转机构可根据不同的需求，选择性启动第一电机和第二电机。当需要实现升降动作时，启动第一电机而不启动第二电机，第一电机转动最终带动中心轴转动，由于第二轴承与中心轴卡合，所以中心轴只能在其轴向上进行升降移动。当需要实现旋转功能时，同时启动第一电机和第二电机，第一电机转动最终带动中心轴转动，且第二电机转动带动第二轴承转动，中心轴与第二轴承一起转动，即可实现中心轴的旋转动作。这样的升降旋转机构只需要单轴(中心轴)即可实现升降和旋转的功能，使得升降旋转过程中定位更加准确，整体结构简单，降低了制造成本，简化了执行结构，从而缩短了工作周期，进而提高了工作效率。

Description

升降旋转机构

技术领域

本实用新型涉及工业自动化领域，特别是涉及一种升降旋转机构。

背景技术

COG(Chip On Glass)技术是一种驱动电路芯片被直接绑定在玻璃基板上的技术，广泛适用于液晶显示、电致发光技术等各种显示产品。目前COG制程的生产作业流程，通常以自动化作业方式进行。在自动化作业过程中会涉及到平台、机械手的旋转和升降动作，且是通过单独的升降轴和旋转轴来对应完成，两个相对独立的运动系统(旋转和升降)结构复杂，且需要通过两个运动系统同时配合完成升降和旋转动作，工作周期长，且绑定时需要定位两次，不利于提高工作效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种通过单轴即可实现升降和旋转动作的升降旋转机构。

一种升降旋转机构，包括中心轴、设置在中心轴上的第一电机和第二电机以及套设在中心轴上的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承由所述第一电机驱动并与所述中心轴螺旋配合以升降所述中心轴；所述第二轴承由所述第二电机驱动并与所述中心轴卡合以旋转所述中心轴。

在其中一个实施例中，所述第一轴承包括第一内环和套设在所述第一内环外部的第一外环，所述第二轴承包括第二内环和套设在所述第二内环外部的第二外环。

在其中一个实施例中，所述升降旋转机构还包括支架，所述第一外环固定于所述支架上，所述第二外环固定于所述支架上。

在其中一个实施例中，所述支架上设有感应所述承载盘上产品的位置的第二传感器。

在其中一个实施例中，所述中心轴上套设有由所述第一电机驱动旋转的第一旋转环，所述第一旋转环与所述中心轴间隙配合，所述第一旋转环与所述第一内环固定。

在其中一个实施例中，所述第一旋转环为带轮，所述带轮与所述第一电机的电机轴之间设有用于传动的传动带；或者所述第一旋转环为从动齿轮，所述第一电机的电机轴上设有与所述从动齿轮相匹配的主动齿轮。

在其中一个实施例中，所述中心轴上套设有由所述第二电机驱动旋转的第二旋转环，所述第二旋转环与所述中心轴间隙配合，所述第二旋转环与所述第二内环固定。

在其中一个实施例中，所述第二旋转环为带轮，所述带轮与所述第二电机的电机轴之间设有用于传动的传动带；或者所述第二旋转环为从动齿轮，在所述第二电机的电机轴上设有与所述从动齿轮相匹配的主动齿轮。

在其中一个实施例中，所述第二内环上开设有凹槽，所述中心轴上开设有与所述凹槽相匹配的凸块，所述凸块在所述中心轴轴向上的长度小于所述凹槽在该方向上的长度，所述凸块在所述中心轴圆周上的长度等于所述凹槽在该方向上的长度。

在其中一个实施例中，所述中心轴一端部上固定有承载盘，所述另一端部上设有用于检测所述中心轴高度的第一传感器。

上述升降旋转机构可根据不同的需求，选择性启动第一电机和第二电机。当需要实现升降动作时，启动第一电机而不启动第二电机，第一电机转动最终带动中心轴转动，由于第二轴承与中心轴卡合，所以使得中心轴只能在其轴向上进行升降移动。当需要实现旋转功能时，同时启动第一电机和第二电机，第一电机转动最终带动中心轴转动，且第二电机转动带动第二轴承转动，中心轴与第二轴承一起转动，即可实现中心轴的旋转动作。这样的升降旋转机构只需要单轴(中心轴)即可实现升降和旋转的功能，使得升降旋转过程中定位更加准确，整体结构简单，降低了制造成本，简化了执行结构，从而缩短了工作周期，进而提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型升降旋转机构的结构示意图；

图2为本实用新型升降旋转机构的剖视图；

图3为本实用新型升降旋转机构中心轴及套设于其上的第一轴承和第二轴承的结构示意图；

图4为本实用新型升降旋转机构中心轴及套设于其上的第一轴承和第二轴承的结构剖视图；

图5为本实用新型升降旋转机构凸块与凹槽配合处的放大图；

图6为本实用新型升降旋转机构承载盘的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1、图2和图3，本实用新型提供一种升降旋转机构，升降旋转机构包括中心轴110、设置在中心轴110上的第一电机120和第二电机140、套设于中心轴110上的第一轴承130和第二轴承150、套设于中心轴110上且与中心轴110间隙配合的第一旋转环160和第二旋转环170以及支撑第一轴承130和第二轴承150的支架180。

请同时参照图4和图5，中心轴110包括与第一轴承130配合的螺纹、与第二轴承150配合的一个或多个凹槽151、设置在中心轴110的一端用以承载不同的产品的承载盘190以及设置在中心轴110另一端用以检测高度的第一传感器(图中未示出)。凹槽151沿中心轴110的轴向设置，凹槽151的槽长小于中心轴的轴长，即凹槽151为一全封闭或半封闭的槽，当然也可以为一通槽，具体根据使用需求而设置。第一传感器的数量不限，具体以能够准确感测升降旋转机构的离地高度为准，本申请设置有3个第一传感器。本申请的升降旋转机构通过第一传感器的感应信号精确控制上升/下降的距离。本实施例中，承载盘190通过销钉与中心轴110固定连接，在其他实施例中也可以采用其他固定方式或者常用的固定结构，在此不作过多限制。

第一电机120固定连接于支架180上，并驱动第一旋转环160；第二电机140固定连接于支架180上，并驱动第二旋转环170。

第一轴承130包括第一内环和套设在第一内环外部的第一外环，第一内环与第一外环通过滚珠配合。第一内环设置有与中心轴110相配合的螺纹，且第一内环通过螺钉与第一旋转环160固定连接。螺纹用以轴向移动中心轴110。第一外环与支架180配合连接。

请参照图2～图5，第二轴承150与中心轴卡合，即第二轴承150与中心轴110之间只能相对滑动而不能相对转动。第二轴承150包括第二内环和套设在第二内环外部的第二外环，第二内环与第二外环通过滚珠配合。第二内环上设置有与凹槽151相配合的凸块111，且第二内环通过螺钉与第二旋转环170固定连接。凸块111在中心轴110轴向上的长度小于凹槽151在该方向上的长度，凸块111在中心轴110圆周上的长度等于凹槽151在该方向上的长度。如此，第二轴承150的第二内环仅能够沿中心轴110的轴向滑动。具体的，凸块111的尺寸以满足力的作用为设计标准，即确保凸块111在运动过程中不会断裂(疲劳运作引起的断裂除外)。需要特别说明的是，在本实施例中，凹槽151的槽长即为本申请升降旋转机构的最大行程。凸块111与凹槽151相互配合以旋转中心轴110。第二外环配合连接于支架180。

支架180包括进油孔与出油孔。润滑过程中，将润滑油通过进油孔输油，当出油孔开始溢油时，判定润滑完成。此外，支架180上设置有感应承载盘190上产品的位置的第二传感器(图中未示出)。本申请的升降旋转机构通过第二传感器的感应信号精确控制旋转角度。当中心轴110在升降或旋转时，由于支架180在整个升降旋转机构工作过程中相对地面静止，故中心轴110相对于支架180升降。而承载盘190设置在中心轴110上，故承载盘190与中心轴110一起运动，从而在中心轴110的带动下实现升降和/或旋转的功能。此处，支架180即相当于一个独立的机台。

当然，支架180也可以是一个机台的一部分。具体的，支架180上还设有连接部(图中未示出)。该连接部与其他自动化设备上的对应部位连接，从而可以将升降旋转机构固定于其他的自动化设备上。例如可通过支架180上的连接部将该升降旋转机构固定安装于COG制程设备上，其固定安装的方式不做具体限定，只要满足将该升降旋转机构固定且不影响其正常工作即可。

下面将详细描述上述各部分之间的作用关系：

由于第一旋转环160与第一轴承130的第一内环固定连接，故当第一旋转环160在第一电机120的驱动下转动时，第一旋转环160会带动第一内环相对于第一外环旋转。同时，中心轴110与第一内环之间设有相互配合的螺纹，使得第一内环转动时，两者之间的螺纹牙相互作用，从而使得第一内环存在带动中心轴110旋转的趋势，如果此时禁止中心轴110旋转，第一内环会保持旋转状态，而中心轴110在螺纹牙的作用下会相对于第一轴承130作直线运动。

具体的，第一电机120驱动第一旋转环160转动是通过带传动的方式实现的，即第一旋转环160为带轮，第一电机120的电机轴121与带轮之间设有用于传动的传动带(图中未示出)。当第一电机120工作时，第一电机120的电机轴121带动带轮(即第一旋转环160)转动。当然，在其他实施方式中还可以采用齿轮等形式驱动第一旋转环160转动。例如，将第一旋转环160设定为从动齿轮，第一电机120的电机轴121上设有与从动齿轮相匹配的主动齿轮。当第一电机120工作时，第一电机120的电机轴121驱动主动齿轮转动，由于主动齿轮与从动齿轮之间啮合，主动齿轮能带动从动齿轮(即第一旋转环160)转动，故在本申请文件中对于驱动方式不做具体限定。

第二旋转环170由第二电机140驱动旋转，由于第二旋转环170与第二轴承150的第二内环固定连接，故当第二旋转环170在第二电机140的驱动下转动时，第二旋转环170会带动第二内环相对于第二外环旋转。同时，由于中心轴110与第一内环之间设有相互配合的凹槽151和凸块111，使得第一内环带动中心轴110旋转。

第二电机140驱动第二旋转环170转动的驱动方式可参照第一电机120驱动第一旋转环160的驱动方式，此处不再赘述。

下面具体描述升降旋转机构的升降及旋转过程：

升降过程：启动第一电机120而不启动第二电机140。此时，第一电机120转动驱动第一旋转环160转动。第一旋转环160带动第一轴承130的第一内环转动从而带动中心轴110转动。但此时第二电机140并未工作，即第二轴承150的第二内环处于静止状态。由于凹槽151在中心轴110圆周方向上的长度等于凸块111在该方向上的长度，故凹槽151和凸块111的配合限制了中心轴110的旋转。但是第一轴承130的第一内环仍然保持转动，故中心轴110在第一内环的作用力下沿中心轴110的轴向升降。

具体的，中心轴110在其轴向上的移动方向由第一电机120的转向确定。当第一电机120顺时针方向转动时，中心轴110做上升运动；当第一电机120逆时针方向转动时，中心轴110做下降运动。当然，在其他实施例中，还可以通过改变第一电机120最终驱动中心轴110转动的驱动方式，使得当第一电机120顺时针方向转动时，中心轴110做下降运动；当第一电机120逆时针方向转动时，中心轴110做上升运动。

旋转过程：同时启动第一电机120和第二电机140(第一电机120与第二电机140转速转向均相同)。第一电机120转动最终带动中心轴110转动(具体带动方式可参见升降过程)，同时，第二电机140带动第二旋转环170转动。第二旋转环170带动第二轴承150的第二内环转动，通过第二内环的凸块111与中心轴110的凹槽之间的相互作用，从而带动中心轴110同步转动。第二电机140与第一电机120转速转向均相同，所以第二内环与第一内环的转速及转向均相同，此时即可实现中心轴110的旋转动作，且中心轴110相对第一轴承130无相对升降动作。

关于中心轴110的转动方向，由第二电机140的转向控制。具体的，当第二电机140顺时针方向转动时，中心轴110顺时针方向转动；当第二电机140逆时针方向转动时，中心轴110逆时针方向转动。当然，在其他实施例中，还可以通过改变第二电机140最终驱动中心轴110转动的驱动方式，从而使得当第二电机140顺时针方向转动时，中心轴110逆时针方向转动；当第二电机140逆时针方向转动时，中心轴110顺时针方向转动。

另外，在进行旋转动作时，第一电机120与第二电机140的转速也可以不同。当两者转速不同时，凹槽151在中心轴110圆周上的长度略大于凸块111在该方向的长度。如上述旋转过程中所述，中心轴110可实现旋转动作。又由于第一电机120和第二电机140的转速不同，所以分别由第一电机120和第二电机140驱动转动的第一轴承130的第一内环和第二轴承150的第二内环的转速也不相同。此时，凸块111与凹槽151相互配合，限制了中心轴110的旋转(参照升降过程)，中心轴110会在轴向上做升降运动。即中心轴110相对于第一轴承130的第一内环会有相对移动。此时中心轴110在转动的同时还有轴向上的移动动作。所以，固定安装在该中心轴110上的承载盘190做曲线运动。

上述升降旋转机构，通过中心轴110与第一轴承130、第二轴承150的相互配合，使得当第一电机120工作而第二电机140不工作时，即可实现中心轴110的升降；当第一电机120和第二电机140同时工作时，即可实现中心轴110的旋转。且该升降旋转机构只需要单轴(中心轴110)即可实现升降和旋转的功能，使得升降旋转过程中定位更加准确，整体结构简单，降低了制造成本，且简化了执行结构，提高了效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种升降旋转机构，包括中心轴、设置在中心轴上的第一电机和第二电机以及套设在中心轴上的第一轴承和第二轴承，其特征在于，所述第一轴承由所述第一电机驱动并与所述中心轴螺旋配合以升降所述中心轴；所述第二轴承由所述第二电机驱动并与所述中心轴卡合以旋转所述中心轴。

2.根据权利要求1所述的升降旋转机构，其特征在于，所述第一轴承包括第一内环和套设在所述第一内环外部的第一外环，所述第二轴承包括第二内环和套设在所述第二内环外部的第二外环。

3.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述升降旋转机构还包括支架，所述第一外环固定于所述支架上，所述第二外环固定于所述支架上。

4.根据权利要求3所述的升降旋转机构，其特征在于，所述中心轴一端部上固定有承载盘，所述中心轴另一端部上设有用于检测所述中心轴高度的第一传感器，所述支架上设有感应所述承载盘上产品的位置的第二传感器。

5.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述中心轴上套设有由所述第一电机驱动旋转的第一旋转环，所述第一旋转环与所述中心轴间隙配合，所述第一旋转环与所述第一内环固定。

6.根据权利要求5所述的升降旋转机构，其特征在于，所述第一旋转环为带轮，所述带轮与所述第一电机的电机轴之间设有用于传动的传动带；或者所述第一旋转环为从动齿轮，所述第一电机的电机轴上设有与所述从动齿轮相匹配的主动齿轮。

7.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述中心轴上套设有由所述第二电机驱动旋转的第二旋转环，所述第二旋转环与所述中心轴间隙配合，所述第二旋转环与所述第二内环固定。

8.根据权利要求7所述的升降旋转机构，其特征在于，所述第二旋转环为带轮，所述带轮与所述第二电机的电机轴之间设有用于传动的传动带；或者所述第二旋转环为从动齿轮，在所述第二电机的电机轴上设有与所述从动齿轮相匹配的主动齿轮。

9.根据权利要求2所述的升降旋转机构，其特征在于，所述第二内环上开设有凹槽，所述中心轴上开设有与所述凹槽相匹配的凸块，所述凸块在所述中心轴轴向上的长度小于所述凹槽在该方向上的长度，所述凸块在所述中心轴圆周上的长度等于所述凹槽在该方向上的长度。