轻型滚珠的逐次传递装置的制作方法

本发明属于滚珠制备技术领域，尤其涉及一种逐步推动滚珠移动的设备。

背景技术：

有一种特制的滚珠，其在制造时，需要将其从库存处取出，逐个推动至预定位置。现有的相应设备，自动化程度高，可以实现这一功能，但是其设备结构复杂，造价成本实在太高，不能很好地应对滚珠的生产利用，既不经济，也不适用，因此，鉴于目前尚无专门的经济而又实用的这一设备，亟待本领域技术人员进行设计。此外，在滚珠传输时，如果与变速机构相连的执行机构过早或者过晚到达执行位置都将影响滚珠传递的进行，因此为了最大程度保证传输效果，需要增设调速装置，而目前该领域的变速装置，通常采用高精密的步进电机通过接收脉冲信号的频率和脉冲数来实现，其结构复杂，成本较高，且一般工作人员难以进行维护，通常出现故障时极有可能直接整体更换步进电机及其相应的控制系统，且由于是电气控制，其使用的环境要求也较高，这些要求对于传输精度要求一般的这种滚珠来说明显不经济更不实用，亟待本领域技术人员进行设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种轻型滚珠的逐次传递装置，该传递装置结构简单紧凑，造价低廉，传递动作及时准确，可以充分满足滚珠逐个传递的功能需求，对于较轻的滚珠效果更为显著。

本发明的技术方案如下：

一种轻型滚珠的逐次传递装置，包括传输部和用于对传输部调速的变速部，其中，

传输部，其包括水平固定且同心设置的一块圆板和一个圆环，所述圆环间隔地设在圆板外侧而与圆板之间围成的间隙形成一个环形的滑道；在所述圆环上端面固定有传输装置，所述传输装置包括可供滚珠移动的进料管和出料槽；其中，进料管倾斜设置以使得滚珠从位于高处的进料口朝下滚出位于低处的出料口；所述出料槽包括彼此相连的水平槽段和弧形槽段，所述水平槽段水平设置，所述弧形槽段呈螺旋状地穿过圆环朝下延伸；所述水平槽段的入口端、进料管的出料口、滑道三者交汇连通，且进料管与所述水平槽段形成的夹角为钝角；在所述水平槽段与滑道相交处的圆环内壁上铰接有一个弧形的铰链板，该铰链板采用阻尼铰接，铰链板的凹侧朝水平槽段并可将水平槽段内的从进料管滚下的滚珠托起，且托起滚珠的铰链板的凸起侧伸入到滑道内而铰链板的自由端刚好与所述进料管的出料口口缘相接；

还包括拨动机构，所述拨动机构包括呈┘型的拨杆，所述拨杆的水平杆段通过与之垂直的输入轴驱动旋转，以使得伸入所述滑道内的拨杆的竖直杆段可以沿着滑道做圆周运动，并在与所述铰链板的凸起侧碰撞时使得铰链板朝水平槽段一侧转动而将处于水平槽段出口端的那个滚珠推至弧形槽段滚出；

变速部，其包括主轴部件、丝杆部件以及蜗杆部件，

主轴部件，其主轴包括位于上部的顶轴和位于下部的底轴两部分；在所述顶轴上间隔地固定安装有两个第一齿轮，在两个第一齿轮之间还安装有绕顶轴旋转的动齿轮，在所述动齿轮的上下两端分别固定安装有一个过渡齿轮，两过渡齿轮分别与其同侧的第一齿轮啮合以便驱动主轴实现副传动；在所述底轴上还阻尼转动地安装有输入齿轮和固定安装有输出齿轮以及位于底轴底端的第二齿轮，外部动力设备通过输入齿轮驱动主轴实现主传动，所述阻尼转动使得输入齿轮在额定扭矩下能围绕底轴转动；所述输出齿轮与所述输入轴上的齿轮啮合；

丝杆部件，其包括一根两端分别安装在两支撑板上的可以自由转动但不能轴向移动的丝杆，所述丝杆的一端固定有蜗轮，丝杆上螺纹配合有螺纹套，螺纹套的外表面与所述第二齿轮的底端面摩擦接触，在螺纹套上设有可拧入螺纹套并伸入到丝杆上的条形槽内而将螺纹套固定在丝杆上的紧固螺钉，以使得第二齿轮转动时附带螺纹套所在的丝杆随之转动；所述条形槽沿丝杆螺纹的长度方向开设；还包括导向杆，所述导向杆可拆卸地穿过两支撑板以及螺纹套以使得丝杆转动时所述螺纹套沿丝杆移动；

蜗杆部件，其包括竖直设置的蜗杆和第三齿轮，蜗杆的下端与所述蜗轮啮合传动，其上端固定安装有所述第三齿轮，第三齿轮与所述动齿轮啮合。

本发明的有益效果：本发明通过采用固定同心设置的圆板和圆环来形成一个圆形轨道，使得位于圆形轨道(滑道)内的竖直杆段可以间歇性地碰撞铰链板，从而带动滚珠移动以将滚珠逐个送入到弧形槽段滑下，实现逐个传输或者逐个取料的功能，基于此原理，实际上本传送装置还可以实现一次性多个滚珠的传送。同时，为了辅助传输部传输滚珠，还通过变速部来变速调节，提升逐次传递的运动执行精度，通过主轴部件以及丝杆与蜗杆部件的传动来实现变速调节，虽然有两条驱动主轴旋转的传动链，但是其输入的原始动力仅有一个，作为主传动链，输入齿轮与外部动力配合直接驱动主轴旋转，作为副传动链，通过丝杆机构和蜗杆部件使得副传动既可以对主传动进行一个正向的附加辅助驱动，也可以实现反向的削减驱动，从而实现主轴的连续变速，理论上可以实现对主轴旋转的传动比的精密连续调节，全部变速机构均为纯机械控制，变速功能不亚于电气控制的步进电机等变速设备，制造成本较低，一般的维修人员都可以进行检修、更换，维护成本也低,对于输入设备最终输出到主轴的传动比，形成虽然是齿轮传动但却非齿轮传动的固定传动比的巧妙结构。

由此可见，本发明功能明显，结构简单紧凑，造价低廉，适应性极强，便于推广使用，通过传输部和变速部的结合，二者相辅相成，有机结合为一体，有效地实现了滚珠的逐次传递，尤其适用于质量较轻的滚珠，铰链板的托起与推动作用能得以充分发挥，而对于过重的滚珠则要根据情况选择是否采纳，例如考虑到制造成本，铰链板的阻尼铰接力变大，铰链板变厚等因素。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2本发明的俯视图；

图3为图2中的传输装置处的局部放大图；

图4为水平槽段上的凸棱结构示意图；

图5为阻尼转动的一种结构示意图；

图6为副传动输出端处的另一种结构图。

元件标号说明：圆板1、圆环2、进料管3、水平槽段4、弧形槽段5、铰链板6、竖直杆段7、凸棱8、底轴101、顶轴102、第一齿轮103、动齿轮104、过渡齿轮105、输入齿轮106、第二齿轮107、丝杆108、条形槽109、螺纹套110、紧固螺钉111、支撑板112、导向杆113、蜗轮114、蜗杆115、第三齿轮116、手轮117、支架118、定位轴肩119、摩擦环120、固定盘121、紧固弹簧122、进料管的出料口口缘301、倾斜面401。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1—3所示，一种轻型滚珠的逐次传递装置，包括传输部和用于对传输部调速的变速部，其中，传输部包括水平固定且同心设置的一块圆板1和一个圆环2，所述圆环2间隔地设在圆板1外侧而与圆板1之间围成的间隙形成一个环形的滑道；在所述圆环2上端面固定有传输装置，所述传输装置包括可供滚珠移动的进料管3和出料槽。其中，进料管3倾斜设置以使得滚珠从位于高处的进料口朝下滚出位于低处的出料口；所述出料槽包括彼此相连的水平槽段4和弧形槽段5，所述水平槽段4水平设置，所述弧形槽段5呈螺旋状地穿过圆环2朝下延伸；所述水平槽段4的入口端、进料管3的出料口、滑道三者交汇连通，且进料管3与所述水平槽段4形成的夹角为钝角。在所述水平槽段4与滑道相交处的圆环2内壁上铰接有一个弧形的铰链板6，该铰链板6采用阻尼铰接，铰链板6的凹侧朝水平槽段4并可将水平槽段4内的从进料管3滚下的滚珠托起，且托起滚珠的铰链板6的凸起侧伸入到滑道内而铰链板6的自由端刚好与所述进料管3的出料口口缘相接，以使得铰链板6更好地托起水平槽段4的入口端处的滚珠(该滚珠从进料管3滚出)，优选地，为了更好地承接并推动滚珠，过所述铰链板6的自由端处的切线过所述出料管的外圆柱面的其中一条母线，可大大提高传输性能。还包括拨动机构，所述拨动机构包括呈┘型的拨杆，所述拨杆的水平杆段通过与之垂直的输入轴驱动旋转，以使得伸入所述滑道内的拨杆的竖直杆段7可以沿着滑道做圆周运动，并在与所述铰链板6的凸起侧碰撞时使得铰链板6朝水平槽段4一侧转动而将处于水平槽段4出口端的那个滚珠推至弧形槽段5滚出。

参照图1所示，变速部包括主轴部件、丝杆部件以及蜗杆部件，其各部件的具体结构如下：本实施例的主轴部件，包括主轴，该主轴包括一体成型的位于上部的顶轴102和位于下部的底轴101两部分。在所述顶轴102上间隔地固定安装有两个第一齿轮103，在两个第一齿轮103之间还安装有绕顶轴102旋转的动齿轮104，在所述动齿轮104的上下两端分别固定安装有一个过渡齿轮105，两过渡齿轮105分别与其同侧的第一齿轮103啮合以便驱动主轴实现副传动；在所述底轴101上还阻尼转动地安装有输入齿轮106和固定安装有输出齿轮(图中未示出标号)以及位于底轴101底端的第二齿轮107，外部动力设备通过输入齿轮106驱动主轴实现主传动。对于上述阻尼转动连接，可以实现的形式有多种，只要令相应齿轮能够在一定力矩下与其配合的齿轮轴之间发生打滑即可，例如：参阅图5，对于上述输入齿轮106而言，可将其转动连接地套在底轴101上，然后在输入齿轮106两端分别设置一个摩擦环120和一个定位轴肩119，定位轴肩119可以支撑输入齿轮106，而摩擦环120被套接安装在底轴101上的紧固弹簧122连接，且所述紧固弹簧122始终对摩擦环120产生一个挤压推力，该挤压推力使得输入齿轮106在小于额定扭力时始终与底轴101固接为一体，而当受到大于额定扭力的扭力时，则会相对与摩擦环120打滑，从而使得输入齿轮106不能与底轴101同步转动，二者打滑而异步转动。

本实施例的丝杆部件，其包括一根两端分别安装在两支撑板112上的可以自由转动但不能轴向移动的丝杆108，所述丝杆108的一端固定有蜗轮114，丝杆108上螺纹配合有螺纹套110，螺纹套110的外表面与所述第二齿轮107的底端面摩擦接触，在螺纹套110上设有可拧入螺纹套110并伸入到丝杆108上的条形槽109内而将螺纹套110固定在丝杆108上的紧固螺钉111，以使得第二齿轮107转动时附带螺纹套110所在的丝杆108随之转动；所述条形槽109沿丝杆108螺纹的长度方向开设；还包括导向杆113，所述导向杆113可拆卸地穿过两支撑板112以及螺纹套110以使得丝杆108转动时所述螺纹套110沿丝杆108移动。本实施例的蜗杆部件，其包括竖直设置的蜗杆115和第三齿轮116，蜗杆115的下端与所述蜗轮114啮合传动，其上端固定安装有所述第三齿轮116，第三齿轮116与所述动齿轮104啮合。

工作原理：本实施例提供的输送部通过固定同心设置的圆板和圆环来形成一个圆形轨道，使得位于圆形轨道(滑道)内的竖直杆段可以间歇性地碰撞铰链板，从而带动滚珠移动以将滚珠逐个送入到弧形槽段滑下，实现逐个传输或者逐个取料的功能。而为了保证竖直杆段做圆周运动时的运动周期t可以准确地保证在预定时间间隔内推动铰链板，专门设置了可连续变速的纯机械式变速机构，即变速部，其主要有两条驱动主轴旋转的传动链，但是其输入的原始动力仅有一个，作为主传动链，输入齿轮106与外部动力配合直接驱动主轴旋转，作为副传动链，主轴在主传动旋转时，其底端的第二齿轮107的底端面因为与丝杆108上的螺纹套110接触，使得螺纹套110所在的丝杆108旋转，继而使得蜗轮蜗杆机构传动的实现，从而使得蜗杆部件的第三齿轮116带动绕主轴(顶轴102)旋转的动齿轮104旋转，即使得动齿轮104上的过渡齿轮105通过两第一齿轮103带动主轴(顶轴102)旋转，而由于螺纹套110在丝杆108上的固定安装位置是可调的，即，在需要调节时将锁紧螺钉松开并插上导向杆113，通过丝杆108机构的作用旋转丝杆108使得螺纹套110在第二齿轮107的正下方移动，其移动到第二齿轮107下方不同位置而与第二齿轮107底端面相接触传动时，则会使得主轴的旋转方向(趋势)改变，当螺纹套110与第二齿轮107的接触点在第二齿轮107中心时则不起到副传动的作用，而位于中心两侧均可起到促进或者减缓传动的变速作用。例如螺纹套110与第二齿轮107底端的左、右两侧摩擦接触时，通过蜗轮蜗杆机构传递出去的扭矩必定是相反的，而主轴在外部动力下通过输入齿轮106产生的主传动方向是一定的，即主输入扭矩方向是一定的，这就可以使得副传动对主轴的输出扭矩方向既可以与主传动对主轴输出的扭矩方向相同也可以相反，因为输入齿轮106与主轴是阻尼转动连接的，二者在副传动输出的扭矩间接作用下是能够发生相对打滑的，即输入齿轮106与主轴异步转动，主轴获取的扭矩叠加，即主轴的实际获取的扭矩其实是输入齿轮所带来的一个预定扭矩，再加上不同位置螺纹套110驱动的副传动输出扭矩值，两个扭矩方向相同即加速，反向则减速，实现主轴转动的增减速，从而实现主轴的连续变速，由于螺纹套110与第二齿轮107接触点能发生改变，所以副传动的输出扭矩方向与大小就可以改变，那么就可以实现对主轴旋转的传动比的精密连续调节。

此外，对于上述副传动，严格而言，过渡齿轮105与第一齿轮103之间并非标准的齿轮啮合传动，而类似一种连续拨动，为了更标准稳当地实现传动，优选地，如图3所示，将原动齿轮104去掉，换成一个用于安装两过渡齿轮105的支架118，固定设置的支架118供顶轴102穿过，并使得顶轴102可以在支架118上自由转动，而相应地，过渡齿轮105转动地安装在支架118上下两端并依旧分别与两个第一齿轮103啮合传动。另外，优选地，过渡齿轮105和第一齿轮103两者中的其中一个齿轮是如前所述的阻尼转动安装的，例如，第一齿轮103是以所述输入齿轮106的阻尼转动安装结构来安装在顶轴102上的，目的同样是为了在一定扭矩下与主轴打滑，如此，副传动的输出端则是经由过渡齿轮105传递给固接在顶轴102上的第一齿轮103上，从而对主轴施加扭矩或者形成一个转动趋势，从而使得主轴最终的转动其实是由输入齿轮106施加的转动趋势与过渡齿轮105或第一齿轮103施加的转动趋势之间的叠加，对于输入设备最终输出到主轴的传动比，更稳定可靠地形成虽然是齿轮传动但却非齿轮传动的固定传动比的巧妙结构。

在以上结构基础上，进一步地，所述水平槽段4的入口端靠所述铰链板6处的内壁为倾斜面401，该倾斜面401使得滚珠在被铰链板6推动时朝斜向上的方向移动，使得滚珠更好地进入水平槽段4内并朝前移动。为了使得更好地实现逐个移动的效果，所述水平槽段4的长度须满足铰链板6上托有滚珠且水平槽段4在满载滚珠情况下，位于水平槽段4出口端的滚珠一半悬空，另一半位于水平槽段4上，所述竖直杆段7推动铰链板6而带动滚珠移动的最大水平位移等于滚珠的直径，使得每次拨动碰撞，只有一个滚珠更顺利地滚出。进一步地，为了避免因为振动等其他偶然原因，导致滚珠误动滚落，如图4，在所述弧形槽段5和水平槽段4交界处的水平槽段4的出口端内壁上具有一个半圆形的凸棱8，该凸棱8的大小使得滚珠在没有铰链板6的推动作用时，滚珠不能自由地滚出水平槽段4的出口端，以提高可靠性。

优先地，为了便于转动丝杆108，实现手动调节，所述丝杆108的另一端固定安装有用于转动丝杆108的手轮117。作为进一步实施例，所述丝杆108沿着所述第二齿轮107的直径方向平行设置，以提升第二齿轮107对螺纹套110的带动作用，扩大变速范围和变速的灵活性。为了使得第二齿轮107与螺纹套110接触摩擦，产生扭矩，优化传动性能，所述螺纹套110呈圆环状，其外壁为半圆形的圆弧面且圆弧顶点处与所述第二齿轮107的底端面摩擦接触。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。