专利名称：一种直线运动与旋转运动结合的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域的一种用于带动负载作直线运动和旋转运动的装置，特别是涉及一种直线运动与旋转运动结合的装置。
背景技术：
在机械加工领域中，经常需要带动负载作直线运动和旋转运动。目前，用于带动负载作直线运动和旋转运动的装置主要是采用两个气缸提供动力其中一个气缸用于带动负载作直线往复运动，另一个气缸用于带动负载作旋转运动，这两个气缸需要进行协调和配合，才能够带动负载完成直线和旋转运动。现有技术的这种用于带动负载作直线运动和旋 转运动的装置存在如下不足之处采用两个气缸作为动力源，成本较高；使两个气缸进行协调动作难度较大，且工作效率不高。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种直线运动与旋转运动结合的装置，其只需采用一个气缸作为动力源，即可带动负载完成直线和旋转运动，具有成本低、效率高等特点。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种直线运动与旋转运动结合的装置，包括气缸、轴承座、齿轮轴、齿条、负载安装件和用于对负载安装件的旋转角度进行限制的第一转位限程机构及第二转位限程机构；轴承座固接于气缸的活塞杆，齿轮轴可绕其轴心转动地安装于轴承座，该齿轮轴具有环齿，负载安装件安装于齿轮轴；齿条沿轴承座的直线运动方向活动安装，并与齿轮轴的环齿相啮合，该齿条连接有供该齿条进行复位的弹簧；第一转位限程机构和第二转位限程机构分别安装于轴承座，并位于负载安装件的两侦U，供负载安装件通过转动与第一转位限程机构和第二转位限程机构的其中之一发生触靠或分离。所述齿条还连接有用于对其反向行程进行限位的行程限位机构。所述行程限位机构包括固定位于所述齿轮座直线运动方向的后方的齿条滑套和设于所述齿条上的限位台阶，所述齿条位于所述齿轮座的上方或下方，并活动穿过该齿条滑套；所述弹簧为压缩弹簧，该压缩弹簧套装于所述齿条，并限位于齿条滑套的一侧与所述齿条背离所述气缸活塞杆的一端之间；限位台阶位于所述齿条滑套的另一侧，该限位台阶随所述齿条的直线运动远离齿条滑套或抵靠于该齿条滑套。所述第一转位限程机构包括第一限程安装块和第一转位限程螺钉，第一限位安装块安装于所述轴承座对应其前进方向的一侧，第一转位限程螺钉螺旋穿过该第一限位安装块，且该第一转位限程螺钉的螺杆端部朝向所述负载安装件。所述第二转位限程机构包括第二限程安装块和第二转位限程螺钉，第二限位安装块安装于所述轴承座对应其后退方向的一侧，第二转位限程螺钉螺旋穿过该第二限位安装块，且该第二转位限程螺钉的螺杆端部朝向所述负载安装件。[0009]所述齿条背离所述气缸活塞杆的一端装有一挡片，所述齿条滑套的一侧装有可供所述齿条活动穿过的滑套挡片，所述弹簧限位于该挡片与滑套挡片之间。所述齿条对应其限位台阶处套装有弹性垫片。还包括一支架，所述气缸安装于该支架，所述齿条滑套通过一固定块安装于该支架。所述齿轮轴与其环齿呈一体结构。所述齿轮轴采用轴承转动安装于所述轴承座。本实用新型的有益效果是I、采用上述结构后，本实用新型只需采用一个气缸配合轴承座、齿轮轴、齿条、弹 簧、负载安装件、第一转位限程机构和第二转位限程机构等部件即可带动负载完成直线运动和旋转运动，与现有技术相比，其成本更低，免于协调两个气缸，采用一个气缸速度更快，可大大提高工作效率；2、由于其第一转位限程机构包括第一限程安装块和第一转位限程螺钉，其第二转位限程机构包括第二限程安装块和第二转位限程螺钉，使得本实用新型可以通过调节第一转位限程螺钉与第一限程安装块的螺旋程度，以及调节第二转位限程螺钉与第二限程安装块的螺旋程度来调节负载安装件(即，负载)的旋转角度，从而使负载的旋转角度得到轻松控制。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置不局限于实施例。
图I是本实用新型的立体构造示意图(一)；图2是本实用新型的立体构造示意图(二)；图3是本实用新型的主视图；图4是本实用新型的俯视图；图5是本实用新型的齿条的结构示意图。
具体实施方式
实施例，请参见附图所示，本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置，包括气缸I、轴承座2、齿轮轴3、齿条4、负载安装件5和用于对负载安装件5的旋转角度进行限制的第一转位限程机构6及第二转位限程机构7 ;轴承座2固接于气缸I的活塞杆，齿轮轴3采用轴承可绕其轴心转动地安装于轴承座2，该齿轮轴3具有环齿(该环齿与齿轮轴3呈一体式结构，当然，也可以使环齿与齿轮轴成分立部件)，负载安装件5装有负载12，该负载安装件5安装于齿轮轴3 ;齿条4沿轴承座2的直线运动方向活动安装于齿轮轴3的环齿下方(当然，也可以将该齿条4安装于齿轮轴3的上方)，并与齿轮轴3的环齿相啮合，该齿条4连接有供该齿条4进行复位的弹簧8 ;第一转位限程机构6和第二转位限程机构7分别安装于轴承座2，并位于负载安装件6的两侧，供负载安装件5通过转动与第一转位限程机构6和第二转位限程机构7的其中之一发生触靠或分离。作为一种优选，上述齿条4还连接有用于对该齿条的反向行程进行限位的行程限位机构。具体，该行程限位机构包括固定位于齿轮座3的直线运动方向的后方的齿条滑套9和设于齿条4上的限位台阶41。如图5所示，该齿条4沿其轴向分成两段，前段带有齿，用于与上述齿轮轴3的环齿相啮合，后段为台阶轴42，用于套装弹簧8，上述限位台阶41即设置在齿条4的前段与后段之间相接的位置。该齿条4活动穿过齿条滑套9 ;上述弹簧8为压缩弹簧，该弹簧8套装于齿条4的后段，并限位于齿条滑套9的一侧(指齿条滑套9背离气缸活塞杆的一侧)与齿条4背离气缸活塞杆的一端(指齿条4的后段末端)之间；为了对弹簧8更好的限位,在齿条4背离气缸活塞杆的一端安装一挡片43,在齿条滑套9的一侧安装一滑套挡片91，且该滑套挡片91可供齿条4活动穿过，上述弹簧8即限位于该挡片43与滑套挡片91之间。齿条的限位台阶41位于齿条滑套9的另一侧(指齿条滑套9朝向齿条4前端末端的一侧)，该限位台阶41随齿条4的直线运动远离齿条滑套9或抵靠于该齿条滑套9 ;这里，作为一种优选，还在齿条4的限位台阶处套装有弹性垫片44，利用该弹性垫片44代替限位台阶41与齿条滑套9相触靠，可以避免齿条4与齿条滑套9多次碰触摩擦而容易发生磨损。作为一种优选，上述第一转位限程机构6包括第一限程安装块61和第一转位限程 螺钉62，第一限位安装块61安装于轴承座2对应其前进方向的一侧的侧壁上，第一转位限程螺钉62呈水平状，并螺旋穿过该第一限位安装块61，且该第一转位限程螺钉61的螺杆端部朝向负载安装件5。作为一种优选，第二转位限程机构7包括第二限程安装块71和第二转位限程螺钉72，第二限位安装块71安装于轴承座2对应其后退方向的一侧，具体该第二限位安装块71是安装于轴承座对应其后退方向的一侧的底端面，第二转位限程螺钉72呈竖直状态，并螺旋穿过该第二限位安装块71，且该第二转位限程螺钉72的螺杆端部朝向负载安装件5。通过调节上述第一转位限程螺钉62与第一限程安装块61的螺旋程度，以及调节第二转位限程螺钉72与第二限程安装块71的螺旋程度可以调节负载安装件5的旋转角度，从而使负载12的旋转角度得到轻松控制。作为一种优选，本实用新型还包括一个支架10，上述气缸I正是安装于该支架10的顶部；上述齿轮滑套9通过一固定块11安装于该支架10 :固定块11固定安装于对应气缸I下方的支架10的右侧中部，齿轮滑套9固定安装于该固定块11的顶面。本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置，其正向工作过程为驱动气缸1，使气缸I的活塞杆带动轴承座2、齿轮轴3及负载安装件5由右向左作直线运动，此时，齿条4在弹簧8的作用下固定不动，使与之啮合的齿轮轴3产生旋转运动，从而带动负载安装件5作旋转运动，直至负载安装件5旋转至碰到第一转位限程螺钉62时，齿轮轴3才停止旋转；此时，由于气缸I的活塞杆继续带动轴承座2、齿轮轴3及负载安装件5前进，而齿轮轴3的环齿又与齿条4相啮合，使得齿条4挤压弹簧8向左作直线运动，直至气缸I的活塞杆带动轴承座2、齿轮轴3及负载安装件5前进到位。其反向工作过程为气缸I的活塞杆自左向右回程时，带动轴承座2由左向右作直线运动，在弹簧8的回复力作用下，齿条4被迫同步由左向右作直线运动，此时，齿轮轴3无法旋转，只能由左向右作直线运动，从而带动负载安装件5由左向右作反向的直线运动；当齿条的限位台阶41上的弹性垫片44随齿条4的反向运动最终抵压于齿轮滑套9时，齿条4停止反向的直线运动(此时，弹簧8未完全回复到自然状态)，则与之啮合的齿轮轴3将产生反向的旋转运动，从而带动负载安装件5作反向的旋转动作，当负载安装件5反向旋转至碰到第二转位限程螺钉72时，齿轮轴3才停止旋转动作。本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置，也可以不采用行程限位机构，而是通过选择具有合适弹力大小的弹簧来实现齿条的复位及限位。此时，可在齿条的后退方向的一端连接弹簧，在齿条的底端提供另一支点，则正向工作时，齿条先在弹簧的作用下固定不动，直到齿轮座停止转动后才随气缸的活塞杆正向作直线运动，并拉伸弹簧；反向工作时，齿条先在弹簧的回复力作用下反向作直线运动，直至弹簧回复到自然状态时齿条才停止反向运动，使与之啮合的齿轮轴产生反向的旋转运动。本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置，采用上述结构后，其只需采用一个气缸作为动力源，即可带动负载作直线运动和旋转运动，不但成本较低，而且使工作人员免于协调两个气缸，并具有更快的速度，能够大大提高工作效率。上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种直线运动与旋转运动结合的装置，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于包括气缸、轴承座、齿轮轴、齿条、负载安装件和用于对负载安装件的旋转角度进行限制的第一转位限程机构及第二转位限程机构；轴承座固接于气缸的活塞杆，齿轮轴可绕其轴心转动地安装于轴承座，该齿轮轴具有环齿，负载安装件安装于齿轮轴；齿条沿轴承座的直线运动方向活动安装，并与齿轮轴的环齿相啮合，该齿条连接有供该齿条进行复位的弹簧；第一转位限程机构和第二转位限程机构分别安装于轴承座，并位于负载安装件的两侧，供负载安装件通过转动与第一转位限程机构和第二转位限程机构的其中之一发生触靠或分离。
2.根据权利要求I所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述齿条还连接有用于对其反向行程进行限位的行程限位机构。
3.根据权利要求2所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述行程限位机构包括固定位于所述齿轮座直线运动方向的后方的齿条滑套和设于所述齿条上的限位台阶，所述齿条位于所述齿轮座的上方或下方，并活动穿过该齿条滑套；所述弹簧为压缩弹簧，该压缩弹簧套装于所述齿条，并限位于齿条滑套的一侧与所述齿条背离所述气缸活塞杆的一端之间；限位台阶位于所述齿条滑套的另一侧，该限位台阶随所述齿条的直线运动远离齿条滑套或抵靠于该齿条滑套。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述第一转位限程机构包括第一限程安装块和第一转位限程螺钉，第一限位安装块安装于所述轴承座对应其前进方向的一侧，第一转位限程螺钉螺旋穿过该第一限位安装块，且该第一转位限程螺钉的螺杆端部朝向所述负载安装件。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述第二转位限程机构包括第二限程安装块和第二转位限程螺钉，第二限位安装块安装于所述轴承座对应其后退方向的一侧，第二转位限程螺钉螺旋穿过该第二限位安装块，且该第二转位限程螺钉的螺杆端部朝向所述负载安装件。
6.根据权利要求3所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述齿条背离所述气缸活塞杆的一端装有一挡片，所述齿条滑套的一侧装有可供所述齿条活动穿过的滑套挡片，所述弹簧限位于该挡片与滑套挡片之间。
7.根据权利要求3所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述齿条对应其限位台阶处套装有弹性垫片。
8.根据权利要求3所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于还包括一支架，所述气缸安装于该支架，所述齿条滑套通过一固定块安装于该支架。
9.根据权利要求I所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述齿轮轴与其环齿呈一体结构。
10.根据权利要求I所述的直线运动与旋转运动结合的装置，其特征在于所述齿轮轴采用轴承转动安装于所述轴承座。
专利摘要本实用新型公开了一种直线运动与旋转运动结合的装置，包括气缸、轴承座、齿轮轴、齿条、负载安装件和用于对负载安装件的旋转角度进行限制的第一转位限程机构及第二转位限程机构；轴承座固接于气缸的活塞杆，齿轮轴可绕其轴心转动地安装于轴承座，该齿轮轴周圈具有环齿，负载安装件安装于齿轮轴；齿条沿轴承座的直线运动方向活动安装于齿轮轴的环齿下方，并与齿轮轴的环齿相啮合，该齿条连接有供该齿条进行复位的弹簧；第一转位限程机构和第二转位限程机构分别安装于轴承座，并位于负载安装件的两侧。本实用新型只需采用一个气缸作为动力源，即可带动负载作直线运动和旋转运动，相比现有技术，具有成本低，免于协调工作，工作效率更高等特点。
文档编号F16H47/02GK202756564SQ20122038511
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者郭行翌, 余金禄, 严秀华, 胡熙鹏 申请人:厦门精合电气自动化有限公司