CN205085840U - V型摆动头机构与水切割机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种V型摆动头机构，至少具有以下几个有益效果：1、通过将线路从A轴、B轴的轴心穿过，切割头旋转时，线路和电缆的缠绕问题得到大大改善，为大角度多方位切割提供基础，能够满足大角度的锥面切割或曲面切割；2、摆动头的运动部件较少，即主要运动部件为A轴旋转座和B轴旋转座，结构较简单，重量较轻便，因此加工精度和可靠性容易保证；3、本实用新型的回转轴的旋转可实现超大角度，尤其为大于±360度的回转轴旋转提供了可实现的具体方案，而且该具体方案有别于现有技术中的限位方式，为本实用新型的创新点之一。

Description

V型摆动头机构与水切割机床

技术领域

本实用新型涉及水切割机，尤其涉及一种V型摆动头机构与采用该V型摆动头机构的水切割机床。

背景技术

在水切割机床领域，切割头的运动方式可优选为五轴运动方式或四轴运动方式，其首先实现了X轴平移、Y轴平移、Z轴平移，其次，其还利用摆动头机构实现切割头本身的进一步运动。

现有的摆动头机构的运动方式又可以分解为绕回转轴的旋转和绕偏摆轴的摆动，两种运动方式的结合，不仅可以矫正切割斜度，还可用于断面为一定斜度的工件加工，并且具有加工圆锥体、圆锥齿轮、匀速旋转曲面的功能，拓展了水刀的应用领域。

然而，现有摆动头的回转轴和偏摆轴通常只能做小角度的转动(回转轴±200°，偏摆轴90°)，从而限制了水刀切割的应用领域。这主要是因为以下两方面的原因：

第一、由于摆动头上有高压水管、进砂软管、气管、电缆等附属结构，回转轴和偏摆轴在转动时可能会与这些附属结构产生干涉、缠绕；

第二、回转轴的旋转角度的角度范围是由限位装置来限定的，现有技术中采用在切割机床中的限位装置最多只能满足两圈(即720度)以内的限位。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何为摆动头的大角度多方位切割提供可能。

为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种V型摆动头机构，包括A轴旋转结构、B轴旋转结构和线路；切割头通过所述B轴旋转结构绕B轴旋转，所述B轴旋转结构通过所述A轴旋转结构绕A轴旋转，

需接至所述切割头的线路依次穿过所述A轴旋转结构和B轴旋转结构连至所述切割头；需接至所述B轴旋转结构的线路穿过所述A轴旋转结构连接至所述B轴旋转结构，而且：

相应的线路接入所述A轴旋转结构后沿所述A轴穿过，接入所述B轴旋转结构后沿所述B轴穿过；

还包括A轴限位结构，所述A轴限位结构包括第一定位销、第二定位销，以及绕A轴旋转的至少一个定位件，所述第一定位销与所述B轴旋转结构同步运动，绕所述A轴旋转，所述第二定位销相对于所述A轴旋转结构的位置固定；

所述第一定位销与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，相邻的两个定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述第二定位销与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度为所有所述旋转行程之和。

可选的，所述定位件的数量为三个，分别为第一定位件、第二定位件和第三定位件。

可选的，所述第一定位件的两个相背的侧面分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第三定位件的两个相背的侧面分别设有第三环形槽和第四环形槽，所述第二定位件的两个相背的侧面分别设有第一定位体与第二定位体；

所述第一定位销插入所述第一环形槽，且沿着所述第一环形槽具有所述第一行程，所述第一定位体插入所述第二环形槽，且沿着所述第二环形槽具有所述第二行程，所述第二定位体插入所述第三环形槽，且沿着所述第三环形槽具有所述第三行程，所述第二定位销插入所述第四环形槽，且沿着所述第四环形槽具有所述第四行程。

可选的，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度大于720度，从而使得所述B轴旋转结构绕所述A轴的旋转角度的限位角度范围大于±360度。

可选的，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度至少为1080度，从而使得所述B轴旋转结构绕所述A轴的旋转角度限位于至少±540度。

可选的，所述A轴与B轴始终相交于所述切割头末端的一切割点位置，所述切割点位置相对于所述切割头的位置固定。

可选的，所述A轴与B轴共面，所述A轴与B轴的夹角与所述切割头相对于所述B轴旋转结构的位置相匹配，从而使得所述A轴与B轴始终相交于所述切割点位置。

可选的，所述A轴与B轴的夹角为50度。

可选的，所述B轴旋转结构绕所述A轴旋转的角度至少限位于±360度，所述切割头绕所述B轴旋转的角度至少限位于±90度。

可选的，所述A轴旋转结构包括A轴旋转座、A轴电机、带轮组和A轴减速机，所述A轴减速机为中空减速机，所述A轴电机通过所述带轮组传动至所述A轴减速机的输入端，进而通过所述A轴减速机的输出端驱动所述A轴旋转座绕A轴旋转，所述A轴旋转座与所述B轴旋转结构连接，所述线路沿A轴轴向穿过所述带轮组、A轴减速机和A轴旋转座，所述第一定位销与所述A轴减速机的输出端固定连接，所述第二定位销与所述A轴电机的位置相对固定。

可选的，所述带轮组包括第一同步带轮以及与所述第一同步带轮皮带传动的第二同步带轮，所述第一同步带轮由所述A轴电机驱动旋转，所述第二同步带轮连接所述A轴减速机的输入端，所述线路沿A轴轴向穿过所述第二同步带轮。

可选的，所述A轴旋转座包括第一连接部和与所述第一连接部固定连接的第二连接部；

所述第一连接部与所述A轴减速机的输出端固定连接，所述第一连接部上设有第一中孔，所述第一中孔的轴心为所述A轴，所述线路沿A轴方向穿过所述第一中孔接出所述A轴旋转结构；

所述第二连接部上设有第二中孔，且通过所述第二中孔与所述B轴连接结构旋转连接，所述第二中孔的轴心为B轴，所述B轴旋转结构中的相应线路沿B轴穿过所述第二中孔接出至所述切割头。

可选的，所述B轴旋转结构包括B轴旋转座、B轴电机和B轴减速机，所述B轴减速机为偏置式中空减速机，所述B轴电机传动至所述B轴减速机的输入端，进而通过所述B轴减速机的输出端驱动所述B轴旋转座绕B轴旋转，所述B轴减速机的外侧与所述A轴旋转结构旋转连接，该旋转轴心为B轴，所述B轴旋转座与所述切割头连接，相应的所述线路沿B轴穿过所述B轴减速机和B轴旋转座接出至所述切割头。

可选的，所述B轴旋转座包括上端连接部、下端连接部以及连接所述上端连接部和下端连接部的中间部，所述上端连接部与所述B轴减速机的输出端固定连接，且中间设有通孔，所述通孔的轴心为所述B轴，所述下端连接部与所述切割头固定连接；相应的所述线路沿所述B轴穿过所述通孔接出至所述切割头。

可选的，所述的V型摆动头机构还包括一个A轴角度显示装置，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度大于360度；

所述A轴角度显示装置包括拨齿轴、链轮和刻度轴，所述刻度轴与所述链轮同步旋转，所述拨齿轴设有拨杆，所述拨齿轴与所述B轴旋转结构同步旋转，所述拨杆与所述链轮处于非啮合状态时，所述链轮和刻度轴相对于所述A轴旋转结构的位置不变；所述拨杆与所述链轮处于啮合状态时，所述拨杆推动所述链轮的一个齿旋转一特定角度，从而使得所述刻度轴旋转一特定角度；随着所述拨齿轴的旋转，所述啮合状态与非啮合状态交替变化；

所述链轮与所述拨杆相匹配，使得所述B轴旋转结构绕所述A轴完成最大角度旋转时，所述刻度轴与链轮相应的旋转角度不大于360度。

可选的，所述链轮的齿的数量为9个，所述拨杆的数量为2个，所述拨杆均垂直于所述拨杆轴的旋转轴心，且两个所述拨杆的夹角为180度。

可选的，所述线路包括高压管线、气管、进砂软管、电缆至少之一。

本实用新型还提供了一种水切割机床，包括三轴平台和本实用新型提供的V型摆动头机构，所述V型摆动头机构通过所述三轴平台实现沿三轴方向的平移。

本实用新型至少具有以下几个有益效果：

1、通过将线路从A轴、B轴的轴心穿过，切割头旋转时，线路和电缆的缠绕问题得到大大改善，为大角度多方位切割提供基础，能够满足大角度的锥面切割或曲面切割；

2、摆动头的运动部件较少，即主要运动部件为A轴旋转座和B轴旋转座，结构较简单，重量较轻便，因此加工精度和可靠性容易保证；

3、本实用新型的回转轴的旋转可实现超大角度，尤其为大于±360度的回转轴旋转提供了可实现的具体方案，而且该具体方案有别于现有技术中的限位方式，为本实用新型的创新点之一；

在本实用新型进一步可选的方案中还至少具备以下两点有益效果：

1、本实用新型可选的方案通过将A轴与B轴相交于切割点位置，能够使得转动中心位于切割点，使得摆动头在沿着切割路径行走时依然可以自由摆动而不会偏离切割路径；

2、本实用新型可选的方案进一步考虑到当绕A轴的旋转超出360度时，其外在可观察的旋转位置就有重叠了，例如10度位置与370度位置，其外在可观察到的位置是一样的，这就使得相关人员无法确定其实际的旋转角度，为此，本实用新型可选的方案引入了角度显示装置，通过将大于360度的旋转角度对应匹配到另一个360度以内的旋转运动中，就能对旋转角度或旋转角度的范围进行显示反馈；

3、本实用新型可选的方案将中空减速机引入到了A轴旋转结构中，同时将偏置式中空减速机引入到了B轴旋转结构中，更有利于线路的轴向贯穿。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中V型摆动摆动头机构的剖面结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中电缆、气管和进砂软管的走线示意图；

图3是本实用新型一实施例中A轴旋转座的示意图；

图4是本实用新型一实施例中B轴旋转座的示意图；

图5是本实用新型一实施例中A轴限位结构的示意图；

图6是本实用新型一实施例中A轴角度显示装置的原理示意图；

图7是本实用新型一实施例中A轴角度显示装置的示意图；

图中，1-A轴旋转结构；11-A轴旋转接头；12-高压管线；13-带轮组；131-第一同步带轮；132-第二同步带轮；14-A轴减速机；141-减速机法兰；15-A轴电机；151-电机安装座；16-A轴旋转座；161-第一连接部；162-第二连接部；163-第二中孔；164-第一中孔；165-穿线孔；17-防水盖；18-A轴限位结构；181-第一定位销；182-第一定位件、183-第二定位件；184-第三定位件；185-第二定位销；19-A轴角度显示装置；191-链轮；192-拨齿轴；193-拨杆；194-刻度轴；

2-B轴旋转结构；21-B轴旋转接头；22-高压管线；23-B轴电机；24-B轴减速机；25-B轴旋转座；251-上端连接部；252-下端连接部；253-中间部；26-防水盖；

3-切割头；

4-电缆；

5-气管；

6-进砂软管。

具体实施方式

以下将结合图1至图5对本实用新型提供的V型摆动头机构与水切割机床进行详细的描述，其为本实用新型可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1，本实用新型提供了一种V型摆动头机构，包括A轴旋转结构1、B轴旋转结构2和线路；切割头3通过所述B轴旋转结构2绕B轴旋转，所述B轴旋转结构2通过所述A轴旋转结构1绕A轴旋转，从而将两种旋转运动结合起来完成切割头3的角度位置变化；

本实用新型一重要改进在于：还包括A轴限位结构18，所述A轴限位结构18包括第一定位销181、第二定位销185，以及绕A轴旋转的至少一个定位件，所述第一定位销181与所述B轴旋转结构2同步运动，绕所述A轴旋转，所述第二定位销181相对于所述A轴旋转结构1的位置固定；

所述第一定位销181与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，相邻的两个定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述第二定位销185与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述B轴旋转结构2与第一定位销181绕所述A轴旋转的最大角度为所有所述旋转行程之和。

可见，本实用新型为任意角度，尤其是大于±360度的回转轴旋转提供了可实现的具体方案，而且该具体方案有别于现有技术中的限位方式，为本实用新型的创新点之一。

有关于此的进一步改进的可选方案为：

请参考图5，所述定位件的数量为三个，分别为第一定位件182、第二定位件183和第三定位件184。其中，所述第一定位件182的两个相背的侧面分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第三定位件184的两个相背的侧面分别设有第三环形槽和第四环形槽，所述第二定位件183的两个相背的侧面分别设有第一定位体与第二定位体；

所述第一定位销181插入所述第一环形槽，且沿着所述第一环形槽具有所述第一行程，所述第一定位体插入所述第二环形槽，且沿着所述第二环形槽具有所述第二行程，所述第二定位体插入所述第三环形槽，且沿着所述第三环形槽具有所述第三行程，所述第二定位销184插入所述第四环形槽，且沿着所述第四环形槽具有所述第四行程。

在以上结构的支持下，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度大于720度，从而使得所述B轴旋转结构绕所述A轴的旋转角度的限位角度范围大于±360度，进一步举例来说，所述B轴旋转结构2与第一定位销181绕所述A轴旋转的最大角度至少为1080度，从而使得所述B轴旋转结构绕所述A轴的旋转角度限位于至少±540度。

对以上方案再进一步具体设计可以为：

三个定位件可以为三个圆环(主动定位环、中间定位环、从动定位环)。从图示的上下关系来看，主动定位环其下端面为270°的第一环形槽(从90°到360°)，上端面为315°的第二环形槽(从-45°到270°)。中间定位环其上下各有一段30°的弧形齿，且位置相对，即第一定位体和第二定位体。从动定位环与主动定位环类似，从一面看，其下端面为315°的第三环形槽(从-45°到270°)，上端面为270°的第四环形槽(从90°到360°)。

第一定位销181下端固定在谐波减速器的减速器法兰141上，减速器法兰141与A轴旋转座16固定，即第一定位销181可随A轴旋转座一起转动。第一定位销181上端可在主动定位环下端面的270°的第一环形槽内自由滑动，当第一定位销181运动至第一环形槽两端时，即可带动主动定位环转动，也即第一定位销181最大可有270°的零负载行程。

主动定位环上端面的第二环形槽与中间定位环下端面的弧形齿啮合，其角度差为285°(315°-30°)，因此主动定位环转动时，其与中间定位环最大将有285°的零负载行程。而当主动定位环的第二环形槽末端与中间定位环的下端面弧形齿接触时(圆周方向)，主动定位环即带动中间定位环作圆周运动。

中间定位环的上端面弧形齿与从动定位环下端面的第三环形槽啮合，其角度差为285°(315°-30°)，因此中间定位环转动时，其与从动定位环最大将有285°的零负载行程。而当中间定位环的弧形齿与从动定位环的第三环形槽接触时(圆周方向)，中间定位环即带动从动定位环作圆周运动。

第二定位销185上端固定在电机安装座151上，即第二定位销185将保持始终不动；下端位于从动定位环上端面的第四环形槽内，因此，从动定位环相对于第二定位销185最大将有270°的零负载行程；当第四环形槽正向或方向旋转至第二定位销185位置时，旋转即被停止。

因此，综上所述，将所有的空载行程所加，即为A轴限位结构在该实施例中所能保证的最大旋转角度：270°+285°+285°+270°＝1130°(±565°)。

将限位机构按照图5示安装调整，将摆动头的初始位置置于如上所述的中间(565°)处，即可实现摆动头A轴±540°限位的功能。

除了以上描述外，还应认识到，将定位件上的环形槽以及定位体的结构、尺寸进行调整，就可以实现更大角度的旋转，结合定位件的数量如果发生变化，那可以认为，本实用新型可以实现任意角度的，无论大小角度的限位。所以，无论其具体的限位角度为何，采用了本实用新型这一思路做基础，就是本实用新型可选的方案之一。

还需要指出的是，在上文具体实施例中，其将环形槽均设于定位件的端面，但是在其他可选方案中，若将环形槽设于定位件外侧，也是可选方案之一，即第二定位件环绕于第一定位件外侧，第三定位件环绕于第二定位件外侧，环形槽设于内端面和外端面，其也未脱离两个相背的侧面的描述，是本实用新型以上具体实施例的等同方案，也应看做本实用新型构思下的一种可选实施例。

本实用新型可选的实施例中，所述A轴与B轴始终相交于所述切割头3末端的一切割点位置，所述切割点位置相对于所述切割头3的位置固定；需要解释的是，该切割点位置定义为切割头3末端附近的位置，且相对切割头3的位置固定，可以指切割头末端，也可以是距离切割头末端一定距离的特定点，这一距离可以举例为2毫米。由于采用的切割头3以及所切割的对象、工艺不同，这一切割点位置可以是变化的，本实用新型并不限定于具体是哪一点，只要满足以上定义，就是本实用新型可选的方案之一，落在本实用新型的保护范围内。

以上设计通过将A轴与B轴相交于切割点位置，能够使得转动中心位于切割点，使得摆动头在沿着切割路径行走时依然可以自由摆动而不会偏离切割路径；

此外，本实用新型还做了以下重要改进：

需接至所述切割头3的线路依次穿过所述A轴旋转结构1和B轴旋转结构2连至所述切割头3；需接至所述B轴旋转结构2的线路穿过所述A轴旋转结构1连接至所述B轴旋转结构2，而且：

相应的线路接入所述A轴旋转结构1后沿所述A轴穿过，接入所述B轴旋转结构2后沿所述B轴穿过。

可见，本实用新型通过将线路从A轴、B轴的轴心穿过，切割头旋转时，不会有线路和电缆的缠绕问题，大角度多方位切割提供基础，通过将线路从A轴、B轴的轴心穿过，切割头旋转时，不会有线路和电缆的缠绕问题，大角度多方位切割提供基础，能够满足大角度的锥面切割或曲面切割。

本实用新型相较于现有技术中的回转轴±200°，偏摆轴±45°已经有了大幅度提升，本实用新型在这方面给出了更开创的思维可能，而不因线路缠绕的问题局限于现有技术中的角度选择。

此外，有关线路，其可以是多种多样的，举例来说，在图1和图2示意的实施例中，所述线路包括高压管线12、22等、气管5、进砂软管6、电缆4，在本实用新型其他可选的实施例中，也可将其视作所述线路包括高压管线、气管5、进砂软管6、电缆4至少之一。其中不同线路连接的目的可能是不同的，举例来说，上文提到的需接至所述切割头3的线路，可以指高压管线、气管5、进砂软管6，上文提到的需接至所述B轴旋转结构2的线路，自然是指仅接至B轴旋转结构2而无需再接入切割头3，比如电缆4，其可以是B轴电机的供电电缆。换言之，举例来说，高压管线、进砂软管6和气管5从中空的A轴减速机14到B轴上的旋转接头后，再从中空的B轴减速机24穿过后分别至切割头和切割头的气缸；B轴电机23的电缆4从中空的A轴减速机14穿过后到B轴电机23。由于高压管线、进砂软管6、气管5以及电缆4都是从A轴及B轴的旋转中心穿过，因此该摆动头在A轴和B轴转动时，不会有电缆和管路的缠绕问题。

本实用新型对不同的线路及其具体布置进行详细列举，旨在说明，无论何种线路，在本实用新型构思下，在接入A轴旋转结构1和B轴旋转结构2后都是沿A轴和B轴来布置的，而非将线路具体为何局限于以上描述。

有关如何实现A轴与B轴相交于切割点位置，本实用新型一可选的实施例给出了一可行的思路：所述A轴与B轴共面，所述A轴与B轴的夹角与所述切割头3相对于所述B轴旋转结构2的位置相匹配，从而使得所述A轴与B轴始终相交于所述切割点位置。在进一步的距离中，所述A轴与B轴的夹角可以为50度。可见，本领域技术人员在以上阐述下，通过有限次实验或者合理的计算，可以通过配置相应的夹角与匹配位置来实现A轴与B轴相交于切割点位置。所以，本实用新型所请求的范围是可以实现的，同时，达到“A轴与B轴相交于切割点位置”的手段并不限于以上所描述的方法，其他任何通过结构的合理配置来实现这一效果的手段，都可以视作是本实用新型描述下以上实施例描述的等同实施例，依据相关司法解释，都显而易见应纳入到本实用新型的保护范围。

请参考图1，在其示意的实施例中，所述A轴旋转结构1包括A轴旋转座16、A轴电机15、带轮组13和A轴减速机14，所述A轴减速机14为中空减速机，所述A轴电机15通过所述带轮组13传动至所述A轴减速机14的输入端，进而通过所述A轴减速机14的输出端驱动所述A轴旋转座16绕A轴旋转，所述A轴旋转座16与所述B轴旋转结构2连接，所述线路沿A轴轴向穿过所述带轮组13、A轴减速机14和A轴旋转座16，所述第一定位销181与所述A轴减速机14的输出端固定连接，所述第二定位销185与所述A轴电机15的位置相对固定，具体来说，就是第一定位销181与减速机法兰141固定连接，第二定位销185与电机安装座151。

进一步的，有关所述带轮组3，请参考图1，所述带轮组13包括第一同步带轮311以及与所述第一同步带轮311皮带传动的第二同步带轮312，所述第一同步带轮311由所述A轴电机15驱动旋转，所述第二同步带轮312连接所述A轴减速机14的输入端，所述线路沿A轴轴向穿过所述第二同步带轮132。从图中也可以知晓，第二同步带轮132的轴心为A轴。

请进一步参考图3，在其示意的实施例中，所述A轴旋转座16包括第一连接部161和与所述第一连接部161固定连接的第二连接部162；

所述第一连接部161与所述A轴减速机14的输出端固定连接，所述第一连接部161上设有第一中孔164，所述第一中孔164的轴心为所述A轴，所述线路沿A轴方向穿过所述第一中孔164接出所述A轴旋转结构1；

所述第二连接部162上设有第二中孔163，且通过所述第二中孔163与所述B轴连接结构2旋转连接，具体来说，可以与其中的B轴减速机24旋转连接，旋转连接意味着两者绕B轴相对旋转，同时还能带动后者实现绕A轴同步旋转，所述第二中孔163的轴心为B轴，所述B轴旋转结构2中的相应线路沿B轴穿过所述第二中孔163接出至所述切割头3，具体来说，是穿过第二中孔163内B轴减速机接出至所述切割头3。

在图3示意的实施例中，第二连接部162上还设有穿线孔165，请参考图2，例如气管5、金砂软管6、电缆4自A轴旋转座16的上侧穿过所述第一连接部161到下侧后，再穿过穿线孔165接到A轴旋转座16的上侧，再连接至B轴旋转结构，当然高压管线无法柔软地穿来穿去，所以，可以不经穿线孔165来布置。所述第一连接部161与第二连接部162是一体成型的。

有关所述B轴旋转结构2，所述B轴旋转结构2包括B轴旋转座25、B轴电机23和B轴减速机24，所述B轴减速机24为偏置式中空减速机，所述B轴电机23传动至所述B轴减速机24的输入端，进而通过所述B轴减速机24的输出端驱动所述B轴旋转座25绕B轴旋转，所述B轴减速机24的外侧与所述A轴旋转结构1旋转连接，具体来说，其与A轴旋转结构1中的第二连接部162的第二中孔163旋转连接，该旋转轴心为B轴，所述B轴旋转座25与所述切割头3连接，相应的所述线路沿B轴穿过所述B轴减速机和B轴旋转座接出至所述切割头。这里相应的所述线路自然指的是需要连接至切割头3的线路，不需要连接出去的线路，例如电缆4自然不包括在此描述中。

进一步的，请参考图4，所述B轴旋转座25包括上端连接部251、下端连接部252以及连接所述上端连接部251和下端连接部252的中间部253，所述上端连接部与所述B轴减速机24的输出端固定连接，且中间设有通孔(图未示)，所述通孔的轴心为所述B轴，所述下端连接部252与所述切割头3固定连接；相应的所述线路沿所述B轴穿过所述通孔接出至所述切割头3，具体来说，线路分别穿过所述通孔和B轴减速机24接出至切割头3。

在本实用新型图示的实施例中，高压管线包括了在A轴旋转结构中的高压管线12和在B轴旋转结构中的高压管线22，两个高压管线间通过其他高压管线连通，高压管线12整个沿A轴布置，且起始端通过A轴旋转接头11外接；同样的高压管线22整个沿B轴布置，且起始端通过B轴旋转接头21外接。

此外，在本实用新型图示的实施例中，A轴旋转座16和B轴旋转座25内有防水盖17和26，可有效防止切割过程中的水和砂进入。

具体来说，请综合参考各附图，在图示的实施例中，第一同步带轮131固定在A轴电机15上，通过同步带与第二同步带轮132组成同步带轮组，第二同步带轮132固定在A轴减速机14输入端，输出端则与A轴旋转座16联接；偏置式的B轴减速机24输入端与B轴电机23联接，输出端接B轴旋转座25，B轴旋转结构2整体通过B轴减速机24安装在A轴旋转座16上；B轴旋转座25为扣紧式结构，用于固定切割头3；A轴内的高压管线12上端接旋转接头11，穿过A轴空心减速机14后至B轴旋转接头21，再经穿过B轴偏置式空心减速机的高压管线22至切割头3；A轴电机15的电缆可直接由外部接入，B轴电机23的电缆先从外部接入后，先穿过中空的A轴减速机14，再通过A轴旋转座16的穿线孔165，最后通过B轴电机罩中的孔接至B轴电机23；进砂软管6、气管5从外部穿入空心的A轴减速机14后，先后经过A轴旋转座16的穿线孔165、电机罩的孔，穿过中空的B轴减速机24，最后分别接到切割头3的砂管安装孔及气孔插头上。

摆动头运动时，A轴旋转结构1绕A轴旋转中心作周向至少±360度，例如±540°旋转运动，A轴旋转座16带动B轴旋转结构2及切割头3作相应旋转，高压管线12、电缆4、进砂软管6及气管5也随之转动，但与A轴位置保持相对不变；B轴绕B轴旋转中心作例如±90°摆动，B轴高压管线22、进砂软管6及气管5仍与A轴旋转座保持相对不动，仅有进砂软管和气管长度发生较小变化，预留一定长度即可；在运动过程中，两个旋转中心的交点保持始终不变。

以上描述还可看出：本实用新型可选的方案将中空减速机引入到了A轴旋转结构1中，同时将偏置式中空减速机引入到了B轴旋转结构2中，更有利于线路的轴向贯穿.

在本实用新型一优选的实施例中，请参考图6和图7，V型摆动头机构还包括一个A轴角度显示装置19，所述B轴旋转结构2与第一定位销181绕所述A轴旋转的最大角度大于360度；

所述A轴角度显示装置包括拨齿轴192、链轮191和刻度轴194，所述刻度轴194与所述链轮191同步旋转，所述拨齿轴192设有拨杆193，所述拨齿轴192与所述B轴旋转结构2同步旋转，所述拨杆193与所述链轮191处于非啮合状态时，所述链轮191和刻度轴相对于所述A轴旋转结构1的位置不变，具体来说，应认为其与电机等固定部件相对位置不变，而不包括A轴旋转座16；所述拨杆193与所述链轮191处于啮合状态时，所述拨杆193推动所述链轮191的一个齿旋转一特定角度，从而使得所述刻度轴194旋转一特定角度；随着所述拨齿轴的旋转，所述啮合状态与非啮合状态交替变化；

所述链轮191与所述拨杆193相匹配，这种匹配包括尺寸、形状、数量、分布情况等等，其需要满足上文所述的啮合状态的功能以及啮合与非啮合状态的转化，也要满足：使得所述B轴旋转结构绕所述A轴完成最大角度旋转时，所述刻度轴与链轮相应的旋转角度不大于360度。在图6示意的实施例中，所述链轮的齿的数量为9个，其中的链轮为非标齿，它能够保证啮合一次时，他拨动一个角度，再次啮合时，刚好是与他相邻的一个齿啮合，所述拨杆的数量为2个，所述拨杆193均垂直于所述拨杆轴的旋转轴心，且两个所述拨杆193的夹角为180度。

该实施例进一步考虑到当绕A轴的旋转超出360度时，其外在可观察的旋转位置就有重叠了，例如10度位置与370度位置，其外在可观察到的位置是一样的，这就使得相关人员无法确定其实际的旋转角度，为此，本实用新型可选的方案引入了角度显示装置，通过将大于360度的旋转角度对应匹配到另一个360度以内的旋转运动中，就能对旋转角度或旋转角度的范围进行显示反馈。

以下实施例进一步将A轴角度显示装置进行展开：

由于A轴可旋转的圈数较多(正负一圈半，共三圈)，因此，如果在切割过程中由于某些原因突然停机，很可能让操作者不知道摆动头转动到哪个位置，因此，A轴角度显示装置能够快捷地让操作者知道摆动头的位置。

拨齿轴192固定在减速器法兰141的圆周上，前后方向各有一个，其拨齿轴192与链轮191啮合。回转刻度轴则通过回转支承座固定在电机安装座151上，回转刻度轴则通过轴承安装在回转支承座上，其下端则与链轮191固定联接。链轮191为9齿非标结构。

初始位置(0°)时，拨齿轴192与链轮191处于啮合状态。当A轴转动时，拨齿轴192的拨杆193会拨动链轮191带动其转动一定角度，随后拨齿轴192与链轮191完全分离；当A轴转动至180°时，第2个轴杆与链轮啮合；此时，A轴转动了180°，链轮转动了40°(链轮有9个齿，转动一个齿40°)；同上，当A轴转动360°时，链轮转动80度；当A轴转动540°是，链轮转动120°；反方向同理，A轴转动-540°时，链轮转动-120°。因此，A轴转动±540°时，链轮转动±120°。由于回转刻度轴与链轮191为直联，因此，A轴转动±540°时，回转刻度轴也转动±120°。故可将回转刻度轴转动到特定数值(0°，±40°，±80°，±120°)的位置刻上数字(对应的刻上0°，±180°，±360°，±540°)，这样，便可以在回转刻度轴上显示出A轴的大致具体位置。

因为只有在特定数值(比如0°，±40°)时，回转刻度轴上才显示的是准确的旋转角度(0°，±180°)，因此，当摆动头摆动到一个非特定数值比如90°时，在回转刻度轴上显示的应该是0°到180°之间。虽然不是很准确，但基本已经能够满足需求，即结合摆动头的实际位置，一眼便可看出摆动头转动的大致角度。

综上所述，本实用新型至少具有以下几个有益效果：

1、通过将线路从A轴、B轴的轴心穿过，切割头旋转时，线路和电缆的缠绕问题得到大大改善，为大角度多方位切割提供基础，能够满足大角度的锥面切割或曲面切割；

2、摆动头的运动部件较少，即主要运动部件为A轴旋转座和B轴旋转座，结构较简单，重量较轻便，因此加工精度和可靠性容易保证；

3、本实用新型的回转轴的旋转可实现超大角度，尤其为大于±360度的回转轴旋转提供了可实现的具体方案，而且该具体方案有别于现有技术中的限位方式，为本实用新型的创新点之一。

Claims (10)

1.一种V型摆动头机构，包括A轴旋转结构、B轴旋转结构和线路；切割头通过所述B轴旋转结构绕B轴旋转，所述B轴旋转结构通过所述A轴旋转结构绕A轴旋转，其特征在于：

需接至所述切割头的线路依次穿过所述A轴旋转结构和B轴旋转结构连至所述切割头；需接至所述B轴旋转结构的线路穿过所述A轴旋转结构连接至所述B轴旋转结构，而且：

相应的线路接入所述A轴旋转结构后沿所述A轴穿过，接入所述B轴旋转结构后沿所述B轴穿过；

还包括A轴限位结构，所述A轴限位结构包括第一定位销、第二定位销，以及绕A轴旋转的至少一个定位件，所述第一定位销与所述B轴旋转结构同步运动，绕所述A轴旋转，所述第二定位销相对于所述A轴旋转结构的位置固定；

所述第一定位销与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，相邻的两个定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述第二定位销与与之相邻的所述定位件之间具有一绕所述A轴的旋转行程，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度为所有所述旋转行程之和。

2.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述定位件的数量为三个，分别为第一定位件、第二定位件和第三定位件，所述第一定位件的两个相背的侧面分别设有第一环形槽和第二环形槽，所述第三定位件的两个相背的侧面分别设有第三环形槽和第四环形槽，所述第二定位件的两个相背的侧面分别设有第一定位体与第二定位体；

所述第一定位销插入所述第一环形槽，且沿着所述第一环形槽具有第一行程，所述第一定位体插入所述第二环形槽，且沿着所述第二环形槽具有第二行程，所述第二定位体插入所述第三环形槽，且沿着所述第三环形槽具有第三行程，所述第二定位销插入所述第四环形槽，且沿着所述第四环形槽具有第四行程。

3.如权利要求2所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度大于720度，从而使得所述B轴旋转结构绕所述A轴的旋转角度的限位角度范围大于±360度。

4.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述A轴与B轴始终相交于所述切割头末端的一切割点位置，所述切割点位置相对于所述切割头的位置固定。

5.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述切割头绕所述B轴旋转的角度至少限位于±90度。

6.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述A轴旋转结构包括A轴旋转座、A轴电机、带轮组和A轴减速机，所述A轴减速机为中空减速机，所述A轴电机通过所述带轮组传动至所述A轴减速机的输入端，进而通过所述A轴减速机的输出端驱动所述A轴旋转座绕A轴旋转，所述A轴旋转座与所述B轴旋转结构连接，所述线路沿A轴轴向穿过所述带轮组、A轴减速机和A轴旋转座，所述第一定位销与所述A轴减速机的输出端固定连接，所述第二定位销与所述A轴电机的位置相对固定

所述带轮组包括第一同步带轮以及与所述第一同步带轮皮带传动的第二同步带轮，所述第一同步带轮由所述A轴电机驱动旋转，所述第二同步带轮连接所述A轴减速机的输入端，所述线路沿A轴轴向穿过所述第二同步带轮；所述A轴旋转座包括第一连接部和与所述第一连接部固定连接的第二连接部；

所述第一连接部与所述A轴减速机的输出端固定连接，所述第一连接部上设有第一中孔，所述第一中孔的轴心为所述A轴，所述线路沿A轴方向穿过所述第一中孔接出所述A轴旋转结构；

所述第二连接部上设有第二中孔，且通过所述第二中孔与所述B轴连接结构旋转连接，所述第二中孔的轴心为B轴，所述B轴旋转结构中的相应线路沿B轴穿过所述第二中孔接出至所述切割头。

7.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述B轴旋转结构包括B轴旋转座、B轴电机和B轴减速机，所述B轴减速机为偏置式中空减速机，所述B轴电机传动至所述B轴减速机的输入端，进而通过所述B轴减速机的输出端驱动所述B轴旋转座绕B轴旋转，所述B轴减速机的外侧与所述A轴旋转结构旋转连接，该旋转轴心为B轴，所述B轴旋转座与所述切割头连接，所述线路沿B轴穿过所述B轴减速机和B轴旋转座接出至所述切割头；

所述B轴旋转座包括上端连接部、下端连接部以及连接所述上端连接部和下端连接部的中间部，所述上端连接部与所述B轴减速机的输出端固定连接，且中间设有通孔，所述通孔的轴心为所述B轴，所述下端连接部与所述切割头固定连接；相应的所述线路沿所述B轴穿过所述通孔接出至所述切割头。

8.如权利要求1所述的V型摆动头机构，其特征在于：还包括一个A轴角度显示装置，所述B轴旋转结构与第一定位销绕所述A轴旋转的最大角度大于360度；

所述A轴角度显示装置包括拨齿轴、链轮和刻度轴，所述刻度轴与所述链轮同步旋转，所述拨齿轴设有拨杆，所述拨齿轴与所述B轴旋转结构同步旋转，所述拨杆与所述链轮处于非啮合状态时，所述链轮和刻度轴相对于所述A轴旋转结构的位置不变；所述拨杆与所述链轮处于啮合状态时，所述拨杆推动所述链轮的一个齿旋转一特定角度，从而使得所述刻度轴旋转一特定角度；随着所述拨齿轴的旋转，所述啮合状态与非啮合状态交替变化；

所述链轮与所述拨杆相匹配，使得所述B轴旋转结构绕所述A轴完成最大角度旋转时，所述刻度轴与链轮相应的旋转角度不大于360度。

9.如权利要求8所述的V型摆动头机构，其特征在于：所述链轮的齿的数量为9个，所述拨杆的数量为2个，所述拨杆均垂直于所述拨杆轴的旋转轴心，且两个所述拨杆的夹角为180度。

10.一种水切割机床，其特征在于：包括三轴平台和如权利要求1至9任意之一所述的V型摆动头机构，所述V型摆动头机构通过所述三轴平台实现沿三轴方向的平移。