CN223519637U - 一种三自由度可调支撑工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工件装夹技术领域，提出了一种三自由度可调支撑工装，包括：工装底座；纵调机构设置于工装底座上；横调机构设置于纵调机构上；垂调机构设置于横调机构上；工件接口板，设置于垂调机构上，工件接口板具有安装孔，安装孔用于容纳工件；对中调节件设置于工件接口板一侧，对中调节件具有夹持部和指示部，对中调节件用于将工件与安装孔对齐。通过上述技术方案，解决了现有技术中工装仅能在单一方向上进行简单的位置调节，无法适应工件在纵向、横向和垂直方向同时存在的位置偏差的问题。

Description

一种三自由度可调支撑工装

技术领域

本实用新型涉及工件装夹技术领域，具体的，涉及一种三自由度可调支撑工装。

背景技术

在机械加工、装配以及检测等工业领域中，常常需要对各种工件进行精确的定位和支撑，以保证后续加工或检测工序的精度和质量。

对于不同类型和规格的工件，其形状、尺寸和精度要求各异。传统的支撑工装往往只能提供有限的自由度调整，难以满足复杂工件在空间中多维度精确调整的需求。例如，一些工装仅能在单一方向上进行简单的位置调节，无法适应工件在纵向、横向和垂直方向同时存在的位置偏差。

在工件安装过程中，将工件准确地与工装的安装位置对齐是一个关键问题。现有的对齐方式可能缺乏有效的对中调节装置，或者对中调节的精度不足，导致工件安装困难且容易出现偏差，进而影响整个工艺流程的效率和最终产品的质量。这种情况在高精度要求的工业生产场景中尤为突出，急需一种能够实现多自由度可调并且具有精确对中功能的支撑工装来解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种三自由度可调支撑工装，解决了相关技术中的工装仅能在单一方向上进行简单的位置调节，无法适应工件在纵向、横向和垂直方向同时存在的位置偏差的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种三自由度可调支撑工装，包括：

工装底座；

纵调机构，设置于所述工装底座上；

横调机构，设置于所述纵调机构上；

垂调机构，设置于所述横调机构上；

工件接口板，设置于所述垂调机构上，所述工件接口板具有安装孔，所述安装孔用于容纳工件；

对中调节件，设置于所述工件接口板一侧，所述对中调节件具有夹持部和指示部，所述对中调节件用于将所述工件与所述安装孔对齐。

可选的，所述纵调机构包括：

第一滑轨，具有若干个，若干个所述第一滑轨对称设置于所述工装底座顶面两侧；

纵调底座，滑动设置于所述第一滑轨上；

第一驱动器，设置于所述纵调底座上；

齿条，设置于所述工装底座上；

第一齿轮，设置于所述第一驱动器输出端上，所述第一齿轮与所述齿条啮合传动。

可选的，所述横调机构包括：

第二滑轨，具有若干个，若干个所述第二滑轨对称设置于所述纵调底座顶面上；

横调底座，滑动设置于所述第二滑轨上；

第二驱动器，设置于所述纵调底座上；

固定块，设置于所述横调底座底部，所述固定块具有第一螺纹孔；

丝杠，转动设置于所述横调底座底部，所述丝杠的一段设置于所述第二驱动器的输出端上，所述丝杠另一端贯穿所述第一螺纹孔并与所述第一螺纹孔螺纹连接。

可选的，所述垂调机构包括：

升降机，设置于所述横调底座上，所述工件接口板设置于所述升降机上；

第三驱动器，设置于所述横调底座上，所述第三驱动器与所述升降器传动连接，所述第三驱动器用于驱动所述升降机动作。

可选的，所述对中调节件包括：

横梁，铰接设置于所述工件接口板上，所述横梁具有滑槽；

滑动臂，具有若干个，若干个所述滑动臂均滑动设置于所述滑槽内，若干个所述滑动臂均对称布置，所述夹持部设置于所述滑动臂上；

偏转杆，铰接于所述横梁中部，所述指示部设置于所述偏转杆上，所述指示部用于指示工件中心位置。

可选的，所述滑动臂上具有滑槽，所述夹持部包括：

滑条，滑动设置于所述滑槽内；

转轮，具有若干个，每个所述滑条一端部均间隔设置有至少两个所述转轮，所述转轮用于抵接于工件外壁上。

可选的，所述夹持部还包括：

调节螺杆，转动设置于所述滑动臂上，所述滑条具有第二螺纹孔，所述调节螺杆与所述第二螺纹孔螺纹连接，所述调节螺杆用于调节所述滑条在所述滑槽内的位置。

可选的，所述滑条侧面具有若干个间隔布置的第一通孔，所述滑动臂上具有第二通孔，还包括：

插销，依次贯穿所述第二通孔和与所述第二通孔对应的所述第一通孔内，所述插销用于对所述滑条进行限位。

可选的，所述指示部为指针。

可选的，还包括：

固定板，设置于所述工件接口板上，所述横梁两端转动设置于所述固定板上；

挡板，设置于所述固定板底部，所述挡板用于对所述横梁进行限位。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中的三自由度可调支撑工装可以在纵向、横向和垂直方向对工件进行精确调整，满足了不同形状和尺寸工件在复杂空间位置下的安装需求，大大提高了工装对不同工件的适应性。对中调节件的设计使得工件能够更准确、便捷地与安装孔对齐，减少了安装过程中的误差，提高了工件安装的精度和效率，从而保障了后续加工或检测工序的质量。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型主视图；

图3为本实用新型纵调机构结构示意图；

图4为本实用新型横调机构结构示意图；

图5为本实用新型垂调机构结构示意图；

图6为本实用新型对中调节件结构示意图。

图中：1、工装底座；2、纵调机构；201、纵调底座；202、齿条；203、第一齿轮；204、第一滑轨；205、第一驱动器；3、横调机构；301、横调底座；302、第二滑轨；303、丝杠；304、第二驱动器；3050、固定块；3051、第一螺纹孔；4、垂调机构；401、升降机；402、第三驱动器；5、工件接口板；501、安装孔；6、对中调节件；601、横梁；602、滑槽；603、滑动臂；6031、第二通孔；604、夹持部；6041、滑条；6042、转轮；605、偏转杆；6051、指示部；606、第一通孔；607、调节螺杆；608、插销；609、固定板；610、挡板。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示意了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形，“若干个”包括“两个”及“两个以上”。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1~图6，为本实用新型的一个实施例，提出了一种三自由度可调支撑工装，包括：工装底座1；纵调机构2，设置于工装底座1上；横调机构3，设置于纵调机构2上；垂调机构4，设置于横调机构3上；工件接口板5，设置于垂调机构4上，工件接口板5具有安装孔501，安装孔501用于容纳工件；对中调节件6，设置于工件接口板5一侧，对中调节件6具有夹持部604和指示部6051，对中调节件6用于将工件与安装孔501对齐。

在上述方案中，首先，将工装放置在合适的工作位置。当需要安装工件时，通过纵调机构2可实现工件在纵向方向的位置调整。纵调机构2工作时，第一驱动器205启动，带动齿轮转动，由于齿轮与设置在工装底座1上的齿条202啮合传动，使得安装在滑轨上的纵调底座201沿着滑轨移动，从而实现纵向位置的改变。接着，横调机构3进行横向位置调整。第二驱动器304驱动丝杠303转动，由于丝杠303与横调底座301底部固定块3050的螺纹孔螺纹连接，且横调底座301滑动设置在纵调底座201上的滑轨上，丝杠303的转动带动横调底座301在横向方向移动。然后，垂调机构4负责垂直方向的调整。第三驱动器402驱动升降机401动作，升降机401带动工件接口板5在垂直方向移动，可精确调整工件的高度位置。在将工件安装到工件接口板5的安装孔501过程中，对中调节件6发挥作用。将工件靠近工件接口板5，通过操作对中调节件6的横梁601和滑动臂603，利用滑动臂603上的夹持部604来调整工件位置，使工件与安装孔501对齐。其中，偏转杆605上的指示部6051可帮助判断工件的中心位置。

这种三自由度可调支撑工装可以在纵向、横向和垂直方向对工件进行精确调整，满足了不同形状和尺寸工件在复杂空间位置下的安装需求，大大提高了工装对不同工件的适应性。对中调节件6的设计使得工件能够更准确、便捷地与安装孔501对齐，减少了安装过程中的误差，提高了工件安装的精度和效率，从而保障了后续加工或检测工序的质量。

进一步的，纵调机构2包括：第一滑轨204，具有若干个，若干个第一滑轨204对称设置于工装底座1顶面两侧；纵调底座201，滑动设置于第一滑轨204上；第一驱动器205，设置于纵调底座201上；齿条202，设置于工装底座1上；第一齿轮203，设置于第一驱动器205输出端上，第一齿轮203与齿条202啮合传动。

在上述方案中，当需要纵向调整时，第一驱动器205接收控制信号开始工作。例如，若需要将纵调底座201向某一方向移动，第一驱动器205驱动齿轮按相应方向旋转。由于齿条202固定在工装底座1上，齿轮与齿条202的啮合作用会使齿轮沿着齿条202滚动，进而带动纵调底座201在对称设置于工装底座1顶面两侧的滑轨上滑动，实现纵向位置的精准调节。通过齿轮与齿条202的啮合传动方式，结合滑轨结构，使得纵向调整过程平稳、精确。多个滑轨的对称设置保证了纵调底座201在移动过程中的稳定性，有效防止了偏斜等问题，从而提高了整个纵调机构2的可靠性和调整精度。

进一步的，横调机构3包括：第二滑轨302，具有若干个，若干个第二滑轨302对称设置于纵调底座201顶面上；横调底座301，滑动设置于第二滑轨302上；第二驱动器304，设置于纵调底座201上；固定块3050，设置于横调底座301底部，固定块3050具有第一螺纹孔3051；丝杠303，转动设置于横调底座301底部，丝杠303的一段设置于第二驱动器304的输出端上，丝杠303另一端贯穿第一螺纹孔3051并与第一螺纹孔3051螺纹连接。

在上述方案中，启动第二驱动器304，第二驱动器304带动丝杠303转动。由于丝杠303与横调底座301底部固定块3050的螺纹孔螺纹连接，丝杠303的旋转运动转化为横调底座301在纵调底座201顶面上滑轨方向的直线运动。在这个过程中，滑轨为横调底座301的移动提供了导向作用，保证其移动方向的准确性。采用丝杠303传动的方式实现了高精度的横向位置调整。这种传动方式具有较高的传动精度和定位精度，能够准确地将驱动器的旋转运动转换为横调底座301的直线运动。同时，滑轨的存在增强了横调底座301移动的稳定性，减少了晃动，提高了整个横调机构3的工作性能。

进一步的，垂调机构4包括：升降机401，设置于横调底座301上，工件接口板5设置于升降机401上；第三驱动器402，设置于横调底座301上，第三驱动器402与升降器传动连接，第三驱动器402用于驱动升降机401动作。

在上述方案中，第三驱动器402启动后，将动力传递给升降机401。升降机401根据驱动器的驱动方向和速度，带动设置在其上的工件接口板5在垂直方向上升或下降。例如，当需要升高工件接口板5时，第三驱动器402驱动升降机401的升降部件向上运动，从而实现工件在垂直方向的位置调整。垂调机构4通过专门的升降机401和驱动器的配合，能够实现稳定且精确的垂直方向调整。可以满足不同高度要求的工件安装，为整个工装在垂直维度上的适应性提供了保障，有助于提高工件安装的整体精度。

进一步的，对中调节件6包括：横梁601，铰接设置于工件接口板5上，横梁601具有滑槽602；滑动臂603，具有若干个，若干个滑动臂603均滑动设置于滑槽602内，若干个滑动臂603均对称布置，夹持部604设置于滑动臂603上；偏转杆605，铰接于横梁601中部，指示部6051设置于偏转杆605上，指示部6051用于指示工件中心位置。

在上述方案中，首先，横梁601可绕着与工件接口板5的铰接点转动，便于调整角度。若干个滑动臂603在横梁601的滑槽602内滑动，可根据工件的大小和形状调整位置。在操作时，将工件靠近工件接口板5，通过移动滑动臂603使夹持部604接近工件。每个滑动臂603上的夹持部604通过滑条6041在滑槽602内的滑动以及转轮6042抵接在工件外壁上，实现对工件的初步定位。同时，偏转杆605上的指示部6051可显示工件中心与安装孔501中心的相对位置，进一步辅助对中调整。对中调节件6的可调节结构使其能够适应不同尺寸和形状的工件。通过滑动臂603和夹持部604的灵活操作，可以准确地对工件进行定位，提高了对中精度。指示部6051的存在为操作人员提供了直观的参考，方便快速完成对中操作，减少了对中时间和误差。

进一步的，滑动臂603上具有滑槽602，夹持部604包括：滑条6041，滑动设置于滑槽602内；转轮6042，具有若干个，每个滑条6041一端部均间隔设置有至少两个转轮6042，转轮6042用于抵接于工件外壁上。

在上述方案中，在调整工件位置时，滑条6041可在滑动臂603的滑槽602内滑动，以适应不同直径的工件。每个滑条6041一端部的若干个转轮6042与工件外壁接触。当工件在对中过程中有微小的位置变化时，转轮6042可以在工件外壁上滚动，减少了对工件表面的摩擦和损伤，同时也能更好地顺应工件的位置调整，保证夹持的稳定性。滑条6041和转轮6042的设计使得夹持部604能够更好地适应不同尺寸的工件，并且在对中过程中对工件表面起到了保护作用。转轮6042的滚动特性减少了对工件的摩擦力，有利于提高对中调整的精度和效率，同时避免了因夹持而对工件表面造成划伤等质量问题。

进一步的，夹持部604还包括：调节螺杆607，转动设置于滑动臂603上，滑条6041具有第二螺纹孔，调节螺杆607与第二螺纹孔螺纹连接，调节螺杆607用于调节滑条6041在滑槽602内的位置。

在上述方案中，当需要调整滑条6041在滑槽602内的位置时，转动调节螺杆607。由于调节螺杆607与滑条6041的螺纹孔螺纹连接，转动调节螺杆607会使滑条6041在滑槽602内沿螺杆轴向移动，从而改变转轮6042与工件之间的距离，实现对不同尺寸工件的更精确夹持。调节螺杆607的存在为滑条6041的位置调整提供了一种精确的控制手段。通过旋转调节螺杆607可以实现微调，进一步提高了夹持部604对不同尺寸工件的适应性和夹持的准确性，有助于更好地完成对中操作，保证工件安装精度。

进一步的，滑条6041侧面具有若干个间隔布置的第一通孔606，滑动臂603上具有第二通孔6031，还包括：插销608，依次贯穿第二通孔6031和与第二通孔6031对应的第一通孔606内，插销608用于对滑条6041进行限位。

在上述方案中，在调整好滑条6041的位置后，将插销608依次贯穿滑动臂603上的孔和滑条6041上对应的孔，从而将滑条6041固定在当前位置，防止在对中过程中滑条6041因外力等因素而意外移动，保证了夹持部604的稳定性。插销608为滑条6041提供了可靠的限位功能。这种简单而有效的限位方式增强了夹持部604在对中操作过程中的稳定性，避免了因滑条6041位置变化而导致的工件定位不准确问题，提高了对中调节的可靠性。

进一步的，指示部6051为指针。

进一步的，还包括：固定板609，设置于工件接口板5上，横梁601两端转动设置于固定板609上；挡板610，设置于固定板609底部，挡板610用于对横梁601进行限位。

在上述方案中，横梁601两端转动设置在固定板609上，保证了横梁601在一定范围内的转动灵活性。而挡板610设置在固定板609底部，当横梁601转动到一定角度时，会与挡板610接触，从而限制横梁601的过度转动，保证了对中调节件6在正常工作范围内的稳定性和安全性。固定板609为横梁601提供了稳定的安装基础和转动支撑，保证了对中调节件6的正常工作。挡板610的限位作用防止了横梁601因意外过度转动而可能导致的对中调节件6损坏或对工件造成碰撞等问题，提高了整个工装在对中操作过程中的安全性和可靠性。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，包括：

工装底座（1）；

纵调机构（2），设置于所述工装底座（1）上；

横调机构（3），设置于所述纵调机构（2）上；

垂调机构（4），设置于所述横调机构（3）上；

工件接口板（5），设置于所述垂调机构（4）上，所述工件接口板（5）具有安装孔（501），所述安装孔（501）用于容纳工件；

对中调节件（6），设置于所述工件接口板（5）一侧，所述对中调节件（6）具有夹持部（604）和指示部（6051），所述对中调节件（6）用于将所述工件与所述安装孔（501）对齐。

2.根据权利要求1所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述纵调机构（2）包括：

第一滑轨（204），具有若干个，若干个所述第一滑轨（204）对称设置于所述工装底座（1）顶面两侧；

纵调底座（201），滑动设置于所述第一滑轨（204）上；

第一驱动器（205），设置于所述纵调底座（201）上；

齿条（202），设置于所述工装底座（1）上；

第一齿轮（203），设置于所述第一驱动器（205）输出端上，所述第一齿轮（203）与所述齿条（202）啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述横调机构（3）包括：

第二滑轨（302），具有若干个，若干个所述第二滑轨（302）对称设置于所述纵调底座（201）顶面上；

横调底座（301），滑动设置于所述第二滑轨（302）上；

第二驱动器（304），设置于所述纵调底座（201）上；

固定块（3050），设置于所述横调底座（301）底部，所述固定块（3050）具有第一螺纹孔（3051）；

丝杠（303），转动设置于所述横调底座（301）底部，所述丝杠（303）的一段设置于所述第二驱动器（304）的输出端上，所述丝杠（303）另一端贯穿所述第一螺纹孔（3051）并与所述第一螺纹孔（3051）螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述垂调机构（4）包括：

升降机（401），设置于所述横调底座（301）上，所述工件接口板（5）设置于所述升降机（401）上；

第三驱动器（402），设置于所述横调底座（301）上，所述第三驱动器（402）与所述升降器传动连接，所述第三驱动器（402）用于驱动所述升降机（401）动作。

5.根据权利要求1所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述对中调节件（6）包括：

横梁（601），铰接设置于所述工件接口板（5）上，所述横梁（601）具有滑槽（602）；

滑动臂（603），具有若干个，若干个所述滑动臂（603）均滑动设置于所述滑槽（602）内，若干个所述滑动臂（603）均对称布置，所述夹持部（604）设置于所述滑动臂（603）上；

偏转杆（605），铰接于所述横梁（601）中部，所述指示部（6051）设置于所述偏转杆（605）上，所述指示部（6051）用于指示工件中心位置。

6.根据权利要求5所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述滑动臂（603）上具有滑槽（602），所述夹持部（604）包括：

滑条（6041），滑动设置于所述滑槽（602）内；

转轮（6042），具有若干个，每个所述滑条（6041）一端部均间隔设置有至少两个所述转轮（6042），所述转轮（6042）用于抵接于工件外壁上。

7.根据权利要求6所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述夹持部（604）还包括：

调节螺杆（607），转动设置于所述滑动臂（603）上，所述滑条（6041）具有第二螺纹孔，所述调节螺杆（607）与所述第二螺纹孔螺纹连接，所述调节螺杆（607）用于调节所述滑条（6041）在所述滑槽（602）内的位置。

8.根据权利要求6所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述滑条（6041）侧面具有若干个间隔布置的第一通孔（606），所述滑动臂（603）上具有第二通孔（6031），还包括：

插销（608），依次贯穿所述第二通孔（6031）和与所述第二通孔（6031）对应的所述第一通孔（606）内，所述插销（608）用于对所述滑条（6041）进行限位。

9.根据权利要求1所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，所述指示部（6051）为指针。

10.根据权利要求5所述的一种三自由度可调支撑工装，其特征在于，还包括：

固定板（609），设置于所述工件接口板（5）上，所述横梁（601）两端转动设置于所述固定板（609）上；

挡板（610），设置于所述固定板（609）底部，所述挡板（610）用于对所述横梁（601）进行限位。