CN217519158U - 一种旋转直线复合运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种旋转直线复合运动装置，包括支架、旋转驱动机构和直线驱动机构；旋转驱动机构包括转盘和第一驱动件，转盘转动设于支架，第一驱动件固设于支架；直线驱动机构包括安装座、齿条、齿轮和第二驱动件，安装座滑动设于转盘，齿条与安装座固定连接，齿轮转动设于转盘，齿轮与齿条啮合，第二驱动件固设于支架。将待驱动的构件安装在安装座上，当第一驱动件驱动转盘旋转时，滑动设于转盘上的安装座随转盘旋转，进而带动构件旋转。通过齿轮与齿条传动，第二驱动件驱动安装座平移，进而带动构件平移。故旋转驱动机构和直线驱动机构在驱使构件运动时互不干扰。第二驱动件不随转盘旋转，故不会出现管线缠绕打结的情况。

Description

一种旋转直线复合运动装置

技术领域

本实用新型涉及驱动结构领域，尤其涉及一种旋转直线复合运动装置。

背景技术

在各类生产加工设备中，核心构件常具有两个及以上的自由度，需要相应数量的驱动部件相互组合，对其进行驱动。

对于既要绕定轴旋转，又要沿直线平移的构件，现有的组合方式往往是将直线驱动部件固定在旋转驱动部件的输出端，然后将构件固定在直线驱动部件的输出端。工作时，由直线驱动部件驱动构件沿直线平移，由旋转驱动部件驱动直线驱动部件和构件一起绕定轴旋转。

但是，直线驱动部件的驱动源(如电机、气缸或油缸等)上接有管线(如电线、供气管路或供油管路等)。在直线驱动部件整体绕定轴旋转的过程中，管线容易缠绕打结，影响设备的正常运转。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种旋转直线复合运动装置。

本实用新型提供如下技术方案：

一种旋转直线复合运动装置，包括支架、旋转驱动机构和直线驱动机构；

所述旋转驱动机构包括转盘和第一驱动件，所述转盘转动设于所述支架，所述第一驱动件固设于所述支架，所述第一驱动件可驱动所述转盘旋转；

所述直线驱动机构包括安装座、齿条、齿轮和第二驱动件，所述安装座滑动设于所述转盘，所述齿条与所述安装座固定连接，所述齿轮转动设于所述转盘，且所述齿轮的旋转轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第二驱动件固设于所述支架，所述第二驱动件可驱动所述齿轮旋转。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述第一驱动件为电机。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述旋转驱动机构还包括第一传动组件，所述第一传动组件包括固设于所述转盘外缘的齿环，且所述齿环的轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述第一驱动件可驱动所述齿环旋转。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述第一传动组件还包括第一同步带轮和第一同步带，所述第一同步带轮与所述第一驱动件的输出端相连，所述第一同步带绕设于所述第一同步带轮和所述齿环。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述支架上设有第一感应器，所述第一感应器可检测所述转盘转过的角度。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述第二驱动件为电机。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述直线驱动机构还包括转轴；

所述转轴转动设于所述转盘，且所述转轴的旋转轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述齿轮与所述转轴相连，所述第二驱动件可驱动所述转轴旋转。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述直线驱动机构还包括第二传动组件；

所述第二传动组件包括第二同步带轮、齿盘和第二同步带，所述第二同步带轮与所述第二驱动件的输出端相连，所述齿盘与所述转轴相连，所述第二同步带绕设于所述第二同步带轮和所述齿盘。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述支架上设有第二感应器，所述第二感应器可检测所述转轴转过的角度。

作为对所述旋转直线复合运动装置的进一步可选的方案，所述转盘上设有导轨，所述导轨上滑动设有滑块，所述安装座与所述滑块固定连接。

本实用新型的实施例具有如下有益效果：

将待驱动的构件安装在安装座上，当第一驱动件驱动转盘旋转时，滑动设于转盘上的安装座随转盘旋转，进而带动构件旋转。通过齿轮与齿条传动，第二驱动件驱动安装座平移，进而带动构件平移。由于齿轮与转盘转动配合，且齿轮的旋转轴线与转盘的旋转轴线重合，故旋转驱动机构和直线驱动机构在驱使构件运动时互不干扰。此外，第二驱动件不随转盘旋转，故不会出现管线缠绕打结的情况。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例1提供的一种旋转直线复合运动装置的整体结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例1提供的一种旋转直线复合运动装置结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例1提供的一种旋转直线复合运动装置中旋转驱动机构与直线驱动机构之间的连接关系示意图；

图4示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置的整体结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置在另一视角下的整体结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置中旋转驱动机构的结构示意图；

图7示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置中安装座与转盘之间的连接关系示意图；

图8示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置中齿轮与转盘之间的连接关系示意图；

图9示出了本实用新型实施例2提供的一种旋转直线复合运动装置中第二驱动件与转轴之间的连接关系示意图。

主要元件符号说明：

100-支架；110-第一感应器；120-第二感应器；200-旋转驱动机构；210-转盘；211-导轨；212-滑块；220-第一驱动件；230-第一传动组件；231-齿环；232-第一同步带轮；233-第一同步带；300-直线驱动机构；310-安装座；320-齿条；330-齿轮；340-转轴；341-挡光板；350-第二驱动件；360-第二传动组件；361-第二同步带轮；362-齿盘；363-第二同步带。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

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。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板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。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种旋转直线复合运动装置，包括支架100、旋转驱动机构200和直线驱动机构300。旋转驱动机构200和直线驱动机构300均设置在支架100上，旋转驱动机构200用于驱使构件旋转，直线驱动机构300用于驱使构件平移。

请参阅图2，具体地，旋转驱动机构200包括转盘210和第一驱动件220。转盘210转动设置在支架100上，第一驱动件220固定设置在支架100上，且第一驱动件220可驱动转盘210旋转。

请一并参阅图2和图3，具体地，直线驱动机构300包括安装座310、齿条320、齿轮330和第二驱动件350。其中，安装座310滑动设置在转盘210上，齿条320则与安装座310固定连接。齿轮330转动设置在转盘210上，且齿轮330的旋转轴线与转盘210的旋转轴线重合，齿轮330与齿条320啮合。第二驱动件350固定设置在支架100上，且第二驱动件350可驱动齿轮330旋转。

使用时，将待驱动的构件安装在安装座310上，当第一驱动件220驱动转盘210旋转时，滑动设于转盘210上的安装座310随转盘210旋转，进而带动构件旋转。通过齿轮330与齿条320传动，第二驱动件350驱动安装座310平移，进而带动构件平移。由于齿轮330与转盘210转动配合，且齿轮330的旋转轴线与转盘210的旋转轴线重合，故旋转驱动机构200和直线驱动机构300在驱使构件运动时互不干扰。此外，第二驱动件350不随转盘210旋转，故不会出现管线缠绕打结的情况。

实施例2

请一并参阅图4和图5，本实施例提供一种旋转直线复合运动装置，包括支架100、旋转驱动机构200和直线驱动机构300。其中，旋转驱动机构200和直线驱动机构300均设置在支架100上，旋转驱动机构200用于驱使构件旋转，直线驱动机构300用于驱使构件平移。

请参阅图6，具体地，旋转驱动机构200由转盘210、第一驱动件220和第一传动组件230组成。其中，第一驱动件220通过第一传动组件230驱动转盘210旋转。

转盘210为圆盘，转盘210通过两个深沟球轴承与支架100相连，转盘210绕自身的轴线转动设置在支架100上。待驱动的构件通过直线驱动机构300中的部分结构与转盘210相连，并在转盘210旋转时随转盘210转动。

第一驱动件220为电机，具体为伺服电机。第一驱动件220的机壳栓接固定在支架100上，第一驱动件220的机轴与转盘210的轴线平行。

在本实施例中，第一传动组件230由齿环231、第一同步带轮232和第一同步带233组成。

其中，齿环231设置在转盘210的外缘，与转盘210一体成型，且齿环231的轴线与转盘210的旋转轴线重合。第一同步带轮232套设在第一驱动件220的机轴上，并与第一驱动件220的机轴键连接。第一同步带233绕设于第一同步带轮232和齿环231上。

开启第一驱动件220后，第一驱动件220驱动第一同步带轮232旋转，第一同步带轮232通过第一同步带233牵引齿环231旋转，进而驱动转盘210旋转。

在上述过程中，采用齿环231、第一同步带轮232和第一同步带233进行传动，利用第一同步带233与齿环231之间、第一同步带233与第一同步带轮232之间相互啮合的特点，能够保证传动精度，不会出现滑脱的情况。

此外，齿环231的外径远大于第一同步带轮232的外径，故第一传动组件230能够起到减速传动的效果，同样能够保证传动精度。

在本申请的另一实施例中，第一传动组件230也可以采用链轮-链条传动或者皮带轮-皮带传动。

请再次参阅图5，进一步地，支架100上穿设有第一感应器110。第一感应器110与支架100螺纹配合，第一感应器110的感应探头垂直指向转盘210，第一感应器110与第一驱动件220的控制器电连接。

第一感应器110可检测转盘210转过的角度，并将数据反馈给第一驱动件220的控制器，从而对转盘210的旋转角度进行精确控制。

请一并参阅图7至图9，具体地，直线驱动机构300由安装座310、齿条320、齿轮330、转轴340、第二驱动件350和第二传动组件360组成，且安装座310、齿条320、齿轮330、转轴340、第二传动组件360和第二驱动件350依次连接。

请参阅图7，安装座310通过两组导轨211和滑块212滑动设置在转盘210上。导轨211与转盘210栓接固定，两个导轨211关于转盘210的轴线对称。两个滑块212分别滑动设置在两个导轨211上，两个滑块212与安装座310栓接固定。此外，待驱动的构件安装在安装座310上。

齿条320平行于导轨211设置，齿条320与安装座310栓接固定。

请参阅图8，齿轮330通过转轴340转动设置在转盘210上，齿轮330与齿条320啮合。

转轴340的轴线与转盘210的轴线重合，转轴340通过两个深沟球轴承与转盘210转动连接。此外，齿轮330位于转轴340沿长度方向的一端，齿轮330与转轴340一体成型。

请参阅图9，第二驱动件350为电机，具体为伺服电机。第二驱动件350的机壳栓接固定在支架100上，第二驱动件350的机轴与转轴340平行。

使用时，第二驱动件350通过第二传动组件360驱使转轴340转动，转轴340带动齿轮330转动，齿轮330则驱使齿条320平移，从而驱使安装座310相对于转盘210滑动，最终带动构件平移。

在本实施例中，第二传动组件360由第二同步带轮361、齿盘362和第二同步带363组成。

其中，第二同步带轮361套设在第二驱动件350的机轴上，并与第二驱动件350的机轴键连接。齿盘362套设在转轴340上，并与转轴340键连接。第二同步带363绕设于第二同步带轮361和齿盘362。

开启第二驱动件350后，第二驱动件350驱动第二同步带轮361旋转，第二同步带轮361通过第二同步带363牵引齿盘362旋转，进而驱动转轴340旋转。

在上述过程中，采用第二同步带轮361、齿盘362和第二同步带363进行传动，利用第二同步带363与第二同步带轮361之间、第二同步带363与齿盘362之间相互啮合的特点，能够保证传动精度，不会出现滑脱的情况。

此外，齿盘362的外径远大于第二同步带轮361的外径，故第二传动组件360能够起到减速传动的效果，同样能够保证传动精度。

在本申请的另一实施例中，第二传动组件360也可以采用链轮-链条传动或者皮带轮-皮带传动。

进一步地，支架100上栓接固定有第二感应器120，且第二感应器120与第二驱动件350的控制器电连接。

在本实施例中，第二感应器120采用对射型光电开关。相应地，转轴340上焊接固定有挡光板341。转轴340每旋转一周，挡光板341从第二感应器120的发射端和接收端之间穿过一次。由此，第二感应器120可以检测转轴340转过的圈数，并将数据反馈给第二驱动件350的控制器，从而对安装座310的滑动距离进行精确控制。

使用上述旋转直线复合运动装置时，将待驱动的构件安装在安装座310上。

一方面，当第一驱动件220通过第一传动组件230驱动转盘210旋转时，滑动设于转盘210上的安装座310随转盘210旋转，进而带动构件旋转。

另一方面，通过第二传动组件360、转轴340、齿轮330和齿条320传动，第二驱动件350驱动安装座310平移，进而带动构件平移。

由于齿轮330与转盘210转动配合，且齿轮330的旋转轴线与转盘210的旋转轴线重合，故旋转驱动机构200和直线驱动机构300在驱使构件运动时互不干扰。其中，设置在转盘210外缘的齿环231能够避开齿轮330、转轴340和齿盘362等结构。

此外，第二驱动件350不随转盘210旋转，故不会出现管线缠绕打结的情况。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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。

Claims (10)

1.一种旋转直线复合运动装置，其特征在于，包括支架、旋转驱动机构和直线驱动机构；

所述旋转驱动机构包括转盘和第一驱动件，所述转盘转动设于所述支架，所述第一驱动件固设于所述支架，所述第一驱动件可驱动所述转盘旋转；

所述直线驱动机构包括安装座、齿条、齿轮和第二驱动件，所述安装座滑动设于所述转盘，所述齿条与所述安装座固定连接，所述齿轮转动设于所述转盘，且所述齿轮的旋转轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第二驱动件固设于所述支架，所述第二驱动件可驱动所述齿轮旋转。

2.根据权利要求1所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述第一驱动件为电机。

3.根据权利要求2所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述旋转驱动机构还包括第一传动组件，所述第一传动组件包括固设于所述转盘外缘的齿环，且所述齿环的轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述第一驱动件可驱动所述齿环旋转。

4.根据权利要求3所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述第一传动组件还包括第一同步带轮和第一同步带，所述第一同步带轮与所述第一驱动件的输出端相连，所述第一同步带绕设于所述第一同步带轮和所述齿环。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述支架上设有第一感应器，所述第一感应器可检测所述转盘转过的角度。

6.根据权利要求1所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述第二驱动件为电机。

7.根据权利要求6所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述直线驱动机构还包括转轴；

所述转轴转动设于所述转盘，且所述转轴的旋转轴线与所述转盘的旋转轴线重合，所述齿轮与所述转轴相连，所述第二驱动件可驱动所述转轴旋转。

8.根据权利要求7所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述直线驱动机构还包括第二传动组件；

所述第二传动组件包括第二同步带轮、齿盘和第二同步带，所述第二同步带轮与所述第二驱动件的输出端相连，所述齿盘与所述转轴相连，所述第二同步带绕设于所述第二同步带轮和所述齿盘。

9.根据权利要求7或8所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述支架上设有第二感应器，所述第二感应器可检测所述转轴转过的角度。

10.根据权利要求1所述的旋转直线复合运动装置，其特征在于，所述转盘上设有导轨，所述导轨上滑动设有滑块，所述安装座与所述滑块固定连接。

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