支撑装置及操作站支撑系统的制作方法

本发明实施例涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种支撑装置及操作站支撑系统。

背景技术：

制造业的发展、机加工工艺的更新要求机床设备不断升级改造。纯手动机床逐步向数显机床、半自动机床、全自动机床、智能制造系统发展。

通常情况下，每一种机床都需要人机交互的操作站(按钮站)。目前操作站常用安装方式可以为：胶管、不锈钢管悬挂装置(w200hd镗床)、操作箱固定方式(小数控车床)、悬挂铰链臂结构(mzp8000数控龙门铣)。但是，这些安装方式都存在一定缺陷：例如，胶管寿命短更换费用高、工期长；悬挂铰链臂结构复杂、完全靠螺钉紧固件悬吊，易发生故障；操作箱固定式不方便操作。

因此，如何设计一种结构简单、成本较低、操作方便的支撑装置以实现操作站的安装和支撑，是当前亟待解决的重要问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种支撑装置及操作站支撑系统，实现了采用结构简单，成本较低、操作方便的支撑装置对操作站进行安装、支撑，提高了操作站的安全性、灵活性。

本发明实施例提供一种支撑装置，包括第一旋转部件、摆臂和支撑部件；

所述支撑部件包括支撑结构和第一旋转连接结构，所述支撑结构固定在操作站所操作的设备上；所述第一旋转连接结构与所述支撑结构固定连接；

所述摆臂包括第二旋转部件、第二旋转连接结构和横臂，所述第二旋转部件设置在所述横臂的一侧，所述第二旋转连接结构设置在所述横臂的另一侧，所述第二旋转部件的中心线和所述第二旋转连接结构的中心线分别与所述横臂的中心线垂直，且所述第二旋转部件的中心线所指的方向与所述第二旋转连接结构的中心线所指的方向相反；

所述第一旋转部件与所述第二旋转连接结构套设在一起，并能够以所述第二旋转连接结构为轴进行旋转，以带动所述操作站转动；

所述第二旋转部件与所述第一旋转连接结构套设在一起，并能够以所述第一旋转连接结构为轴进行旋转，以带动所述横臂转动。

本发明实施例还提供一种操作站支撑系统，包括操作站、压环和上所述的支撑装置；

所述压环设置在所述操作站的箱体内侧，所述第一旋转部件设置在所述操作站的箱体外侧，所述第一旋转部件通过所述压环与所述操作站固定连接。

本发明实施例提供支撑装置及操作站支撑系统，通过将第一旋转部件与第二旋转连接结构套设在一起，以及，将第二旋转部件与第一旋转连接结构套设在一起，实现了利用第一旋转部件和/或第二旋转部件带动操作站进行转动。本发明实施例的技术方案，能够采用结构简单，成本较低、操作方便的支撑装置对操作站进行安装、支撑，提高了操作站的安全性、灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。在附图中：

图1a为本发明实施例的支撑装置的结构示意图；

图1b为图1a某一状态下的剖视图；

图2a为图1b中支撑部件12某一状态下的结构示意图；

图2b为图2a另一状态下的剖视图；

图2c为图2b的俯视图；

图3a为图2b中第一旋转连接结构122的剖视图；

图3b为图3a的仰视图；

图4a为图2a中支撑结构121某一状态下的剖视图；

图4b为图4a的俯视图；

图5a为图1b中第一旋转部件10某一状态下的结构示意图；

图5b为图5a另一状态下的剖视图；

图5c为图5b的俯视图；

图6a为图1中摆臂11某一状态下的结构示意图；

图6b为图6a另一状态下的主视图；

图7a为图6b中横臂113的剖视图；

图7b为图7a的俯视图；

图7c为图7a的仰视面图；

图8a为图6b中的第二旋转部件111的剖视图；

图8b为图8a的仰视图；

图9为图1a中a区域的结构示意图；

图10a为图9中第一止子块15某一状态下的结构示意图；

图10b为图10a另一状态下的剖面图；

图10c为图10a的右视图；

图11a为本发明实施例的操作站100支撑系统某一状态下的结构示意图；

图11b为图11a另一态下的剖视图；

图12a为图11b中压环200某一状态下的结构示意图；

图12b为图12a另一状态下的剖面图；

图12c为图12b的俯视图；

图13a为操作站100总成结构示意图；图13b图13a半剖面图；

图14a为图11b中第一绝缘套300某一状态下的结构示意图；

图14b为图14a另一状态下的主视图；

图14c为图14a的俯视图，图14c为图14a的剖视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例具体实施例及相应的附图对本发明实施例技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

以下结合附图，详细说明本发明实施例各实施例提供的技术方案。

图1a为本发明实施例的支撑装置的结构示意图，图1b为图1a某一状态下的剖视图，如图1a和图1b所示，本发明实施例的支撑装置，可以包括第一旋转部件10、摆臂11和支撑部件12。

如图1b所示，支撑部件12可以包括支撑结构121和第一旋转连接结构122，支撑结构121固定在操作站所操作的设备上，第一旋转连接结构122与支撑结构121固定连接。摆臂11包括第二旋转部件111、第二旋转连接结构112和横臂113，第二旋转部件111设置在横臂113的一侧，第二旋转连接结构112设置在横臂113的另一侧，第二旋转部件111的中心线和第二旋转连接结构112的中心线分别与横臂113的中心线垂直，且第二旋转部件111的中心线所指的方向与第二旋转连接结构112的中心线所指的方向相反。

例如，在实际应用过程中，为了能够使本发明实施例的支撑装置支撑操作站，并能够灵活对操作站进行操作，需要将操作站固定在第一旋转部件10上，第一旋转部件10与第二旋转连接结构112套设在一起，并能够以第二旋转连接结构112为轴进行旋转，以带动操作站转动；第一旋转连接结构122与支撑结构121固定连接，且支撑结构121固定在操作站所操作的设备上，第二旋转部件111与第一旋转连接结构122套设在一起，并能够以第一旋转连接结构122为轴进行旋转，以带动横臂113转动。这样操作者可以根据自己需求转动第一旋转部件10，从而转动操作站，和/或，操作者根据自己需求转动第二旋转部件111，从而转动横臂113，以带动操作站进行转动，达到灵活对操作站进行操作的目的，并降低了操作站掉落的几率。

在一个具体实现过程中，可以将第一旋转连接结构122插入第二旋转部件111，实现将第二旋转部件111与第一旋转连接结构122套设在一起，也可以将第二旋转部件111插入第一旋转连接结构122，实现将第二旋转部件111与第一旋转连接结构122套设在一起，本发明实施例不做具体限制。

同理，可以将第二旋转连接结构112插入第一旋转部件10，实现将第一旋转部件10与第二旋转连接结构112套设在一起，也可以将第一旋转部件10插入第二旋转连接结构112，实现将第一旋转部件10与第二旋转连接结构112套设在一起，本发明实施例不做具体限制。

需要说明的是，本发明实施例的操作站可以为但不限制于按钮站，且本发明实施例的操作站仅为本发明实施例的支撑装置进行支撑的对象中的一种，即本发明实施例的支撑装置不限制与其它需要进行支撑的设备、装置或结构。

本发明实施例的支撑装置，通过将第一旋转部件10与第二旋转连接结构112套设在一起，以及，将第二旋转部件111与第一旋转连接结构122套设在一起，实现了利用第一旋转部件10和/或第二旋转部件111带动操作站进行转动。本发明实施例的技术方案，能够采用结构简单，成本较低、操作方便的支撑装置对操作站进行安装、支撑，提高了操作站的安全性、灵活性。

图2a为图1b中支撑部件12某一状态下的结构示意图，图2b为图2a另一状态下的剖视图，图2c为图2b的俯视图，图3a为图2b中第一旋转连接结构122的剖视图，图3b为图3a的仰视图；图4a为图2a中支撑结构121某一状态下的剖视图，图4b为图4a的俯视图。

如图2a-图4b所示，第一旋转连接结构122可以包括第一法兰1221和第一管体1222，第一法兰1221固定在第一管体1222的一端，且与支撑结构121固定连接。例如，第一管体1222采用圆管结构，为了增强本发明实施例支撑装置的支撑能力，本发明实施例中的支撑结构121可以采用方管结构，例如，本发明实施例的支撑结构121可以采用标准方钢，其长度和尺寸可以根据实际需求确定，具体地，可以根据设备的实际走线量和设备现场安装位置确定。如图4a和图4b所示，本发明实施例以采用120㎜的方钢为例，其长度可以为1000mm，厚度可以为3mm。

在一个具体实现过程中，第一法兰1221和第一管体1222可以为两个相互独立的部件，并通过焊接等方式将第一法兰1221的一面与第一管体1222的一端固定连接之后，再并通过焊接等方式将第一法兰1221的另一面与支撑结构121的一端连接。或者，可以通过铸造的方式将第一法兰1221和第一管体1222设置为整体结构，并通过焊接等方式将第一法兰1221的另一面与支撑结构121的一端连接。

图5a为图1b中第一旋转部件10某一状态下的结构示意图，图5b为图5a另一状态下的剖视图，图5c为图5b的俯视图；如图5a-图5c所示，第一旋转部件10可以包括第三法兰101和第三管体102，第三法兰101固定在第三管体102的一端。其中，第三管体102可以采用圆管结构，第三法兰101和第三管体102可以为两个相互独立的部件，并通过焊接等方式将第三法兰101的一面与第三管体102的一端固定连接，或者，通过铸造的方式将第三法兰101和第三管体102设置为整体结构。

图6a为图1中摆臂11某一状态下的结构示意图，图6b为图6a另一状态下的主视图；如图6b所示，第二旋转连接结构112包括第二法兰和第二管体，第二法兰固定在第一管体1222的一端，且与横臂113固定连接，需要说明的是本发明实施例的第二旋转连接结构112与第一旋转连接结构122相同或者不同，在实际应用过程中，本发明实施例优选为第二旋转连接结构112与第一旋转连接结构122相，因此，第二旋转连接结构112具体可以参考图3a和图3b所示，在此不再赘述。

如图1b所示，在实际应用过程中，可以将第三管体102未连接第三法兰101的一端与第二管体未连接第二法兰的一端套设在一起，从而使第一旋转部件10与第二旋转连接结构112套设在一起，并能够以第二旋转连接结构112为轴进行旋转，以带动操作站转动。

图7a为图6b中横臂113的剖视图，图7b为图7a的俯视图，图7c为图7a的仰视面图；图8a为图6b中的第二旋转部件111的剖视图，图8b为图8a的仰视图。图7a-图8b所示，第二旋转部件111可以包括第四法兰1111和第四管体1112，第四法兰1111固定在第四管体1112的一端，且与横臂113固定连接，第四管体1112未连接第四法兰1111的一端与第一管体1222未连接第一法兰1221的一端套设在一起，以使第二旋转部件111与第一旋转连接结构122套设在一起，并能够以第一旋转连接结构122为轴进行旋转，以带动横臂113转动。

如图1b所示，在横臂113的两个端口处设置有盖板，例如，本发明实施例的横臂113可以采用方管结构制作，在实际应用过程中，为了保护横臂113内的电缆，本发明实施例在支撑装置和操作站组装完成后，需要使用盖板将横臂113的两个端口镜像封堵。

如图7a和图7b所示，可以在横臂113靠近端口处的两个侧面上根据第二管体的管径大小和第四管径的大小开两个圆孔，如图6b所示，可以通过焊接等方式将第二法兰和第四法兰1111分别焊接在两个圆孔处，以实现将第二旋转连接结构112和第二旋转部件111固定在横臂113上，形成图6b中的摆臂11结构。

在一个具体实现过程中，第一管体1222的管径可以小于第四管体1112的管径，此时将第一管体1222未连接第一法兰1221的一端从第四管体1112未连接第四法兰1111的一端插入第四管体1112，第一管体1222和第四管体1112的长度和管径尺寸可以根据实际需求制作，本发明实施例不做具体限制。例如，如图3a和图3b所示，第一管体1222的管径的外径可以为φ116mm，第一管体1222的管径的内径可以为φ100mm，第一管体1222的长度可以为260mm，第一法兰1221的直径可以为φ132mm，第一法兰1221的厚度可以为10mm。如图8a和图8b所示，第四管体1112的管径的外径可以为φ132.5mm，第四管体1112的管径的内径可以为φ116.5mm，第一管体1222的长度可以为230mm，第一法兰1221的直径可以为φ148.5mm，第一法兰1221的厚度可以为10mm。对应的，如图7a和图7b所示，横臂113的长度为600mm，宽度和高度均为120mm，厚度可以为8mm，可以在距离两个端口76mm处的两个相对的侧面上分别开一个φ100mm和一个φ116mm的圆孔。在将第一管体1222未连接第一法兰1221的一端从第四管体1112未连接第四法兰1111的一端插入第四管体1112后，第四管体1112可以以第一管体1222为轴进行旋转，需要说明的是，在将第一管体1222插入第四管体1112之前，需要在第一管体1222和第四管体1112上涂抹润滑脂。

图9为图1a中a区域的结构示意图，在一个具体实现过程中，若第二旋转部件111在转动过程中，若超过360°旋转，连接操作站的电缆可能会被扭曲，从而导致电缆被损坏，因此，如图9所示，本发明实施例的支撑装置，还可以包括第一挡杆13、第二挡杆14和第一止子块15。

例如，如图9所示，第一挡杆13和第二挡杆14分别设置在第一法兰1221上，且第一挡杆13的轴线延长线和第二挡杆14的轴线延长线相交，并分别与第一管体1222的轴心线垂直，以将旋转连接件分为可旋转区域和不可旋转区域；第一止子块15的一端设置在第四管体1112未连接第四法兰1111的一端，第一止子块15的另一端位于可旋转区域，且能够被第一挡杆13或者第二挡杆14阻止旋转。

图10a为图9中第一止子块15某一状态下的结构示意图，图10b为图10a另一状态下的剖面图，图10c为图10a的右视图，如图10a-图10c所示，本发明实施例的第一止子块15可以包括固定端和转动端，其中固定端的厚度可以为8mm，长度为28mm，转动端的厚度可以为3mm，可以在固定端上设置7.5mm和13mm出分别设置φ5.5mm的螺纹孔，使用螺钉将第一止子块15固定在第四管体1112未连接第四法兰1111的一端，为了使第一止子块15固定的更加稳定，可以在第二管体未连接第四法兰1111的一端相应的位置开两个φ5.5mm的螺纹孔，使用螺栓将第一止子块15和第四管体1112固定在一起。

在一个具体实现过程中，可以以第一止子块15为中心，向左右分别旋转135°的位置处，分别设置两个m6*10mm的沉孔，并分别将第一挡杆13和第二挡杆14插入制作的沉孔中，第一止子块15的转动部分位于可旋转区域，并与第一法兰1221之间留有一定空隙，本发明实施例优选为4mm，第一止子块15转动时，由于第一挡杆13和第二挡杆14的存在使得第一止子块15仅能在0°到270°之间进行往返旋转，即第一旋转连接结构122的可旋转区域的角度范围为0°到270°，这样可以避免第二旋转部件111超过360°，连接操作站的电缆不易损伤，延长了电缆的使用寿命。

同理，本发明实施例中，第二管体的管径可以小于第三管体102的管径，第二管体未连接第二法兰的一端从第三管体102未连接第三法兰101的一端插入第三管体102，第二管体和第三管体102的长度和管径尺寸可以根据实际需求制作，本发明实施例不做具体限制。例如，第二旋转连接结构112具体可以与第一旋转连接结构122相同，其具体规格请参考图3a和图3b所示，在此不再赘述。

如图5b和图5c所示，第三管体102的管径的外径可以为φ135mm，第三管体102的管径的内径可以为φ116.5mm，第三管体102的长度可以为230mm，第三法兰101的直径可以为φ172.5mm，第三法兰101的厚度可以为10mm，并在第三法兰101的φ152.5mm出均匀开4个φ9mm的孔，用于后续安装操作站，相邻两个孔之间的角度为90°。在将第二管体未连接第二法兰的一端从第三管体102未连接第三法兰101的一端插入第三管体102后，第三管体102可以以第二管体为轴进行旋转，需要说明的是，在将第二管体插入第三管体102之前，需要在第二管体和第三管体102上涂抹润滑脂。

为了避免连接操作站的电缆可能会被扭曲，从而导致电缆被损坏，如图1b所示本发明实施例的支撑装置还可以包括第三挡杆16、第四挡杆17和第二止子块18。第三挡杆16和第三挡杆16分别设置在第二法兰上，且第三挡杆16的轴线延长线和第四挡杆17的轴线延长线相交，并分别与第二管体的轴心线垂直，以将旋转连接件分为可旋转区域和不可旋转区域；第二止子块18的一端设置在第三管体102未连接第三法兰101的一端，第二止子块18的另一端位于可旋转区域，且能够被第三挡杆16或者第四挡杆17阻止旋转。需要说明的是，第二管体和第三管体102套设在一起，并实现第三管体102以第二管体为轴在0°到207°之间进行往返旋转的结构，与第一管体1222和第四管体1112套设在一起，并实现第四管体1112以第一管体1222为轴在0°到207°之间进行往返旋转的结构类似，详细请参考图9相关记载和上述相关描述，在此不再赘述。

在一个具体实现过程中，本发明实施例中，第一管体1222的管径还可以大于第四管体1112的管径，第四管体1112未连接第四法兰1111的一端从第一管体1222未连接第一法兰1221的一端插入第一管体1222。为了保护电缆，延长电缆的使用寿命，该支撑装置还可以包括第三止子块、第四止子块和第一止子杆。第三止子块的一端和第四止子块的一端分别设置第一管体1222上，且第三止子块和第四止子块分别沿第一管体1222的轴线方向设置，以将旋转连接件分为可旋转区域和不可旋转区域；第一止子杆的一端设置在第四法兰1111上，且第一止子杆的轴线延长线与第四管体1112的轴线垂直，第一止子杆的另一端位于可旋转区域，且能够杯第三止子块或第四止子块阻止旋转。

该结构与图9所示实施例的区别仅在于，第一钢管的管径大于第四钢管的管径，第一挡杆13和第二挡杆14分别被第二止子块18和第三止子块替换，第一止子块15被止子杆替换，其实现原理与图9的实现原理相同，详细请参考上述相关记载，在此不再赘述。

同理，本发明实施例的支撑装置中，第二管体的管径还可以大于第三管体102的管径，第三管体102未连接第三法兰101的一端从第二管体未连接第二法兰的一端插入第三管体102。为了保护电缆，延长电缆的使用寿命，该支撑装置还可以包括第五止子块、第六止子块和第二止子杆。第五止子块的一端和第六止子块的一端分别设置第三管体102上，且第五止子块和第六止子块分别沿第三管体102的轴线方向设置，以将旋转连接件分为可旋转区域和不可旋转区域；第二止子杆的一端设置在第三法兰101上，且第二止子杆的轴线延长线与第三管体102的轴线垂直，第二止子杆的另一端位于可旋转区域，且能够杯第五止子块或第六止子块阻止旋转。

图11a为本发明实施例的操作站100支撑系统某一状态下的结构示意图，图11b为图11a另一态下的剖视图。如图11a和图11b所示，本发明实施例的操作站100支撑系统可以包括操作站100、压环200和如图1a和图1b所示的支撑装置。其中，压环200设置在操作站100的箱体内侧，第一旋转部件10设置在操作站100的箱体外侧，第一旋转部件10通过压环200与操作站100固定连接。

图12a为图11b中压环200某一状态下的结构示意图,图12b为图12a另一状态下的剖面图，图12c为图12b的俯视图，如图12a-图12c所示，该压环200的厚度可以为10mm，压环200的内径可以为φ116.5mm，外径可以为φ172.5mm，并在压环200的φ152.5mm处均匀开4个φ9mm的孔，相邻两个孔之间的角度为90°。

在一个具体实现过程中，操作站100的箱体同样匀开4个φ9mm的孔，相邻两个孔之间的角度为90°，从而通过压环200将操作站100固定在第一旋转部件10上，以在第一旋转部件10旋转时，带动操作站100一起转动。其具体结构如图13a和13b所示，图13a为操作站100总成结构示意图，图13b图13a半剖面图。如图13a和13b所示，该操作站100总成可以包括操作站100、压环200和旋转部件。

本发明实施例的操作站100支撑系统，结构简单，且实现了旋转部件带动操作站100进行转动，本发明实施例的技术方案，能够降低制作成本、提高操作站100的安全性、操作灵活性。

在实际应用过程中，为了保护操作站100内部电缆不会在旋转部件转动过程中被磨损，如图11b所示，本发明实施例的操作站100固定系统，还可以包括第一绝缘套300、第二绝缘套400和第三绝缘套500。其中，第一绝缘套300穿过压环200，并嵌套在第一旋转部件10或第二旋转连接结构112内；第二绝缘套400穿过横臂113的第一开孔，嵌套在第一旋转部件10或第二旋转连接结构112内；第三绝缘套500穿过横臂113的第二开孔，嵌套在第二旋转部件111或第一旋转连接结构122内。

图14a为图11b中第一绝缘套300某一状态下的结构示意图，图14b为图14a另一状态下的主视图，图14c为图14a的俯视图，图14c为图14a的剖视图，如图14a-图14c所示，该第一绝缘套300可以包括第五法兰和第五管体，该绝缘套的总长度可以为50mm，第五法兰包括两个圆弧部分和两个直线部分，第五法兰的厚度可以为10mm，两个弧度部分的半径为r59.5mm，两个直线部分的距离为99mm，第五管体的内径为φ79mm，如图11b所示，第三管体102穿过压环200，并嵌套在旋转部件或旋转连接结构内。

需要说明的是，第二绝缘套400和第三绝缘套500的结构与第一绝缘套300的结构相同，详细请参考图12a-图12c的记载，在此不再赘述。

本发明实施例的操作站100支撑系统的安装步骤具体如下：

1)、第一旋转连接结构122焊接在支撑结构121上；

2)、支撑结构121焊接在操作站100所操作的设备上；

3)、第一旋转部件10、压环200、操作站100组装成操作站100总成；

4)、第二旋转连接结构112和第二旋转部件111分别焊接在横臂113上，组装成摆臂11，并分别放置第二绝缘套400和第三绝缘套500；

5)、摆臂11上的第二旋转部件111套设在第一旋转连接结构122上；

6)、操作站100总成上的第一旋转部件10套设在第二旋转连接结构112上，并放置第一绝缘套300；

7)、现场调整第一止子块15、第二止子块18、第一挡杆13、第二挡杆14、第三挡杆16和第四挡杆17的位置，并进行固定、安装等操作，使操作站100总成和/或摆臂11在0°到270°的范围内进行往返旋转；

8)、结束。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。