CN107912015B - 基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其由双凸轮运动组件、两组推送组件和安装架组件组成。凸轮的外轮廓由大、小半径圆弧、和两侧连接的非圆弧曲线构成，两个凸轮固连，并随旋转驱动做圆周运动，两组推送组件分别由滑轮、弹簧、导向轴等组成，滑轮与凸轮滚动接触。一个凸轮带动推送组件进行第一级推送运动后，保持间歇静止，实现初级定位，另一个凸轮带动推送组件进行第二级推送运动，实现精确推送，然后两组推送组件同时复位，完成一个推送运动周期。本发明一个驱动带动两个凸轮转动，实现两级间歇推送运动，装置动作可靠、控制简便，可实现小型装备的间歇推送。

Description

基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置

技术领域

本发明涉及自动化机械领域，尤其涉及一种基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置。

背景技术

在通用装备制造业、电器装备制造业、机械电子工业和国防工业等装备制造业中，通常需要多个电子元器件的自动化装配，这就需要大量的两级或多级间歇推送运动的机构，由第一级推送完成初级定位，然后第二级或多级推送实现精确推送。在现有的机构中，需要多个驱动分别实现各级推送动作，可靠性低、控制复杂，并且由于驱动本身结构尺寸的限制，难以在操作空间要求严格的机械系统中实现应用。凸轮机构属于自动化设备中的常见机构，随着自动化设备普及应用到各个行业领域，且正向集约、高效、节能的方向发展，对机构向高速、高精、多种动作于一身的方向发展提出了要求。基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置是综合可靠性高、应用简便的要求而设计的一种两级推送运动的机构，在装备制造业中具有很大的应用前景。

发明内容

本发明为解决目前技术的不足之处，提供了一种基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，一个驱动带动两个凸轮转动，实现两级间歇推送运动。

本发明的另一目的是，上下止转配合结构同时作用，减少了系统的多变性，可靠性高，并保证了推送的流畅性。

本发明提供的技术方案为：提供了一种基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，包括：

安装架，以及

旋转驱动装置，其通过安装座固设在所述安装架上方；

第一凸轮，其固定在所述驱动装置的旋转轴上；

第二凸轮，其固定在所述第一凸轮的外侧伸出的所述旋转轴上；所述第一凸轮和第二凸轮的外轮廓由小半径圆弧、大半径圆弧以及两侧连接的小弧度非圆弧曲线构成，所述第二凸轮的大半径圆弧与所述第一凸轮的小半径圆弧、大半径圆弧的共同旋转圆心固定在所述旋转轴上；所述第一凸轮和第二凸轮相对且有一对所述圆弧曲线相对；

两个导向轴，其可滑动的支撑在所述安装架上；所述两个导向轴下端连接推送头，所述推送头为推送执行零件，推送外部零件运动；

弹簧，分别套设在所述导向轴上，对所述导向轴施加垂直于所述安装架向上的力；

滑轮，分别可旋转的设置在所述导向轴的上端，且与所述第一凸轮和第二凸轮抵靠并滚动接触。

优选的是，还包括：

两个轴承座，安装在所述第一凸轮和第二凸轮的正下方的所述安装架上。

优选的是，还包括：

两个直线轴承，与所述轴承座配合安装在所述安装架上方，所述导向轴穿过所述直线轴承。

优选的是，还包括：

所述第一凸轮和第二凸轮均包括两侧大小相同的凸轮外盘，形状相同尺寸小于所述凸轮外盘的凸轮主体，所述凸轮主体位于所述凸轮外盘中间形成凹形轨道；

所述滑轮滚动配置在所述凹形轨道内。

优选的是，还包括：

两个凹圆槽，沿竖直方向分别设置在所述导向轴外壁。

优选的是，还包括：

导向块，固设在所述轴承座下方。

优选的是，还包括：

两个导向孔，设置在所述导向块上，所述导向轴穿过所述导向孔。

优选的是，还包括：

两个凸圆块，分别设置在所述导向孔内侧壁上，与所述两个凹圆槽配合滑动接触。

优选的是，所述安装架包括：

四个立柱，设置在长方形的四个角上；

安装板，通过螺钉安装在所述立柱上。

优选的是，还包括：

所述弹簧为压簧。

本发明所述的有益效果：1)一个驱动带动两个凸轮转动，实现两级间歇推送运动，机构设计巧妙、可靠，无需多个驱动以及时序控制；2)上下止转配合结构同时作用，减少了系统的多变性，可靠性高，并保证了推送的流畅性；3)双凸轮的特定形状设计，根据推送运动的间歇时间及推送距离等要求，可计算得到特定的凸轮结构参数，不同的凸轮形状组合可实现运动的多样化；4)采用压簧，复位及时、准确，减少人工误差。

附图说明

图1为本发明的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置总装结构示图。

图2为本发明的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置局部细节示意图。

图3为本发明的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置双凸轮结构示意图。

图4为本发明的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置运动姿态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，安装板9通过螺钉安装在立柱10上组成了安装架，安装座8通过螺钉安装在安装板9上，安装座8上安装有旋转驱动装置3，其旋转轴上安装有第一凸轮2和第二凸轮1，第二凸轮1位于外侧。第一凸轮2和第二凸轮1的下方安装架上安装有轴承座7以及与轴承座7紧密配合的直线轴承15，两个导向轴5穿过直线轴承15设置，其下端固连有推送头6，上端安装有滑轮架13，滑轮架13与导向轴5之间安装有弹簧挡片14，弹簧4套设在导向轴5外，上下两端分别与弹簧挡片14和轴承座7接触。两滑轮12安装在滑轮架13上，并且与第一凸轮2和第二凸轮1滚动接触。

如图2所示，第一凸轮2和第二凸轮1均由凸轮主体1010和两个凸轮外盘1020三部分组成，凸轮外盘1020与凸轮主体1010形状类似，且尺寸偏大，凸轮主体1010在两个凸轮外盘120的中间，使凸轮外轮廓形成凹形的轨道，滑轮12在凹形轨道里滚动，限制滑轮12的转动。当凸轮开始转动时，会将力传递给滑轮12，滑轮12、滑轮架13、导向轴5和推送头6固连为一个整体，所以推送头6会在竖直方向上做往复运动，且无转动。导向轴5穿过直线轴承15，保证推送运动的流畅性，且为垂直运动，导向轴5的躯干上设计有两个凹圆槽，导向块16安装在轴承座7的下方，中心设有两个导向孔，导向轴5穿过导向孔上下滑动。导向块16在导向孔内设计有两个凸圆块，凹圆槽与凸圆块滑动接触，配合运动，推送头6会在竖直方向上做往复运动，且无转动，机构的运动和定位精确，误差小。

如图3所示，第一凸轮2和第二凸轮1外轮廓由小半径圆弧C、大半径圆弧D、及两侧连接的非圆弧曲线连接构成，两非圆弧曲线分别为非圆弧推送曲线E和非圆弧复位曲线F组成，第二凸轮1的大半径圆弧D与第一凸轮2的小半径圆弧C、大半径圆弧D具有共同圆心，即旋转驱动3的旋转中心。根据推送运动的间歇时间及推送距离等要求，计算得凸轮各部分的结构参数。

如图1-4所示，弹簧4为压簧，安装在弹簧挡片14和轴承座7之间，当凸轮带动推送组件做推送运动时，弹簧4被压缩，当推送头6到达了最大推程后，凸轮随旋转驱动3继续转动，凸轮的非圆弧复位曲线F外轮廓与滑轮12接触，被压缩的弹簧带动推送组件复位。由于复位过程滑轮与凸轮一直存在接触，则减小了弹力导致的冲击，提高机构寿命。

如图1-4所示，当滑轮12与凸轮接触的部分为圆弧C、D时，推送头的绝对高度不变，即间歇运动状态；当滑轮12与凸轮接触的部分为非圆弧推送曲线E时，推送头的绝对高度下降，即推送运动状态；当滑轮12与凸轮接触的部分为非圆弧复位曲线F时，推送头的绝对高度上升，即复位运动状态。所述间歇推送装置产生间歇运动和推送运动，推送头为推送执行零件，推送外部零件运动。根据推送运动的间歇时间及推送距离等要求，计算得到特定的凸轮结构。第一凸轮2和第二凸轮1圆弧C、D与非圆弧E、F在运动周期内存在重合，所以在运动时，推送头会有间歇性的推送运动，这样的结构特性使得凸轮机构在仅有一个驱动的情况下能够同时实现两个推送头的间歇推送运动，使得系统的稳定性高，减少了系统的输入，控制流程简单。

如图4所示，运动姿态图展示了凸轮机构的7种运动状态。姿态1，即初始状态，滑轮12与凸轮的小半径圆弧C接触，第二凸轮1对应的推送头的位置为A-1，第一凸轮2对应的推送头的位置为B-1；姿态2，两凸轮同时开始转动，第二凸轮1与滑轮接触部分为小半径圆弧C，第一凸轮2与滑轮接触部分为非圆弧推送曲线E，第二凸轮1对应的推送头的位置保持间歇静止，即仍为A-1，第一凸轮2对应推送头的绝对高度下降，为位置B-2；姿态3，两凸轮顺时针转过90度时，第二凸轮1对应推送头的绝对高度仍然保持不变，位置为A-1，第一凸轮2对应的推送头到达最大的推程，绝对高度下降到最低，即位置B-3；姿态4，第二凸轮1与滑轮的接触部分为非圆弧推送曲线E，凸轮22与滑轮接触部分为大半径圆弧D，第二凸轮1对应的推送头绝对高度开始下降，即位置变为A-2，第一凸轮2对应推送头的绝对高度保持间歇不变，即位置B-3；姿态5，第二凸轮1的非圆弧推送曲线E转完，第一凸轮2的大半径圆弧D转完，此时第二凸轮1对应的推送头到达了最大的推程，即位置A-3，第一凸轮2对应推送头的位置仍然为B-3；姿态6，两凸轮与滑轮的接触部分为圆弧复位曲线F，两推送头的绝对高度开始上升，第二凸轮1对应推送头的位置为A-4，第一凸轮2对应推送头的位置为B-4；姿态7，两凸轮与滑轮接触的接触部分为小半径圆弧C，第二凸轮11和第一凸轮2对应推送头的位置回到初始状态，即两推送头的位置分别为A-1和B-1。两凸轮继续转动回到运动周期的初始状态，即姿态1，基于双凸轮机构的单驱动间歇多推送装置完成一个推送周期。所述间歇推送装置产生间歇运动和推送运动，推送头为推送执行零件，推送外部零件运动。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，包括：

安装架，以及

旋转驱动装置，其通过安装座固设在所述安装架上方；

第一凸轮，其固定在所述旋转驱动装置的旋转轴上；

第二凸轮，其固定在所述第一凸轮的外侧伸出的所述旋转轴上；所述第一凸轮和第二凸轮的外轮廓由小半径圆弧、大半径圆弧以及两侧连接的小弧度非圆弧曲线构成，所述第二凸轮的大半径圆弧与所述第一凸轮的小半径圆弧以及大半径圆弧的共同旋转圆心固定在所述旋转轴上；所述第一凸轮和第二凸轮相对且有一对所述圆弧曲线相对；

两个导向轴，其可滑动的支撑在所述安装架上；所述两个导向轴下端连接推送头；

弹簧，分别套设在所述导向轴上，对所述导向轴施加垂直于所述安装架向上的力；

滑轮，分别可旋转的设置在所述导向轴的上端，且与所述第一凸轮和第二凸轮抵靠并滚动接触；

两个导向孔，其设置在导向块上，所述导向轴穿过所述导向孔；

两非圆弧曲线分别为非圆弧推送曲线和非圆弧复位曲线组成；当滑轮与凸轮接触的部分为圆弧时，推送头的绝对高度不变，即间歇运动状态；当滑轮与凸轮接触的部分为非圆弧推送曲线时，推送头的绝对高度下降，即推送运动状态；当滑轮与凸轮接触的部分为非圆弧复位曲线时，推送头的绝对高度上升，即复位运动状态。

2.根据权利要求1所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，还包括：

两个轴承座，安装在所述第一凸轮和第二凸轮的正下方的所述安装架上。

3.根据权利要求2所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，还包括：

两个直线轴承，与所述轴承座配合安装在所述安装架上方，所述导向轴穿过所述直线轴承。

4.根据权利要求1所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，

所述第一凸轮和第二凸轮均包括两侧大小相同的凸轮外盘，形状相同尺寸小于所述凸轮外盘的凸轮主体，所述凸轮主体位于所述凸轮外盘中间形成凹形轨道；

所述滑轮滚动配置在所述凹形轨道内。

5.根据权利要求1所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，还包括：

两个凹圆槽，沿竖直方向分别设置在所述导向轴外壁。

6.根据权利要求2所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，还包括：

导向块，固设在所述轴承座下方。

7.根据权利要求5所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，还包括：

两个凸圆块，分别设置在所述导向孔内侧壁上，与所述两个凹圆槽配合滑动接触。

8.根据权利要求1所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，所述安装架包括：

四个立柱，设置在长方形的四个角上；

安装板，通过螺钉安装在所述立柱上。

9.根据权利要求1所述的基于双凸轮机构的单驱动间歇推送装置，其特征在于，

所述弹簧为压簧。