专利名称：基于移动导杆机构的两自由度变位机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变位装置，特别是用于实现工件翻转和回转运动的变位机构。
技术背景
在工业生产的某些作业场合，尤其是某些零件在金属切削加工过程中，工件的转位和准确定位较为困难，机床刀具与工件的相对位姿，是保证加工质量的重要因素。由于机床结构及其工作空间是确定的，工件的形状又千差万别，许多工件需要多次变位才能完成加工。当完成一个工位的加工以后，需要将工件变换到另一个工位进行加工，为了减小工件由于重新定位和夹紧所造成的定位误差，实现工件变位的自动化，需要一种能够实现工件翻转和回转运动的自动变位装置。
目前，翻转式回转变位装置多以电机(马达)直接驱动工作台翻转或者通过齿轮传动系统间接驱动工作台翻转，专利2005200461 . 8公开一种“大型平衡式焊接变位器”，其主要内容是主轴装在横梁上，横梁两端为弯折边，横梁弯折边经连接轴安装在墙板上并可绕连接轴转动，连接轴支撑点位于花盘外并靠近工件重心，在一侧的横梁弯折边上装有扇形传动齿轮，扇形传动齿轮与装于下部的小齿轮啮合形成齿轮副，小齿轮由电动机驱动，横梁后部开有配重槽可装有配重块。采用齿轮传动实现工件的变位，对机械制造要求高，加工难度大，虽能实现基本的翻转功能，但误差较大。专利20081003M82. 3公开的“一种双连杆式翻转台”，其主要内容是翻转系统由台面俯仰机构、台面转动机构构成。台面俯仰机构包括一只台架，两只主电机，两只减速器，两只联轴器，两只固定座，四只固定铰链，两只小齿轮，两只大齿轮，两只大齿轮支撑轴承，两只连杆下铰链，两只连杆，两只连杆上铰链，一只协调杆，一只协调杆铰链，一只翻转台架连接座，一只翻转台架，两只台架上铰链。台面转动机构包括台面旋转电机，台面旋转小齿轮，台面旋转大齿轮，旋转台面，主轴。该发明台面俯仰机构具有增力效应，可实现大吨位工件翻转，但结构复杂，由底座上的曲柄实现工作台翻转，动力传动系统复杂，整体刚度较低。发明内容
本发明的目的在于提供一种承载能力强、结构简单、变位精度高、安全、可靠的基于移动导杆机构的两自由度变位机构。
本发明主要包括有一对导杆、一对支杆、翻转架及回转轴。其中，一对导杆，它们的一端通过转动副与机架相连，该两平行的导杆上设有滑块，该滑块可以是螺母，与其对应的导杆则为丝杆，该丝杆的一端设有旋转驱动装置；该滑块还可以是液压缸活塞杆，与其对应的导杆则为液压缸，该液压缸缸底与机架相连。上述两导杆上的两滑块分别通过转动铰链与一根支杆下端相连，该两支杆上端与翻转架的翻转轴相连，翻转轴与机架固连，同时在该翻转架上还设有与其相连且在同一平面内的外延框架，该框架可以是各种形状。滑块沿导杆的移动为运动输入，拖动翻转架绕翻转轴旋转，上述翻转架上设有一工作台，该工作台与翻转架之间可通过转动铰链直接相连，也可通过中间传动装置如齿轮组间接相连。
翻转架与工作台相连使其具有一个转动自由度，当两个滑块沿导杆移动时，可驱动翻转架绕翻转轴转动以实现工作台绕翻转轴转动；回转轴与工作台相连使其具有另一个转动自由度，当旋转驱动装置转动时，可驱动竖直回转轴转动以实现工作台绕回转轴360° 回转。
本发明与现有技术相比具有如下优点本发明虽然结构简单，但是采用两套移动导杆机构同时拖动翻转架绕翻转轴旋转，使翻转架的受力更加均衡、平稳，并提高翻转式回转变位机构的承载能力。
图1是本发明例1的示意简图。
图2是本发明例2的示意简图。
图3是本发明例3的示意简图。
具体实施方式
在图1所示的基于移动导杆机构的两自由度变位机构的示意简图中，一对导杆1， 它们的一端通过转动副与机架2相连，该两平行的导杆上设有滑块3，上述两导杆上的两滑块分别通过转动铰链与一根支杆4下端相连，该两支杆上端与翻转架5的翻转轴6相连，该翻转轴与机架2固连，上述翻转架上设有外延框架，其上设有一工作台7，该工作台通过回转轴8连接到上述翻转架上。
在图2所示的基于移动导杆机构的两自由度变位机构的示意简图中，一对液压式导杆1’，它们的液压缸缸底一端通过转动副与机架2相连，该两平行的导杆上另一侧设有滑块3’，该滑块为液压缸活塞杆。上述两导杆上的两滑块即液压缸活塞杆分别通过转动铰链与一根支杆4下端相连，该两支杆上端与翻转架5的翻转轴6相连，该翻转轴与机架2固连。上述翻转架上设有外延框架，其上设有旋转工作台系统，工作台7通过回转轴8与大齿轮10固连，该大齿轮与小齿轮9相啮合，该小齿轮的中心轴与旋转驱动装置11的转轴相连。
在图3所示的基于移动导杆机构的两自由度变位机构的示意简图中，一对螺杆式导杆1 ”，它们的一端通过转动副与机架2相连，该两平行的导杆上另一侧设有滑块3”，该滑块是螺母，与其对应的导杆则为丝杆，该丝杆的一端设有旋转驱动装置11。上述两导杆上的两滑块即螺母分别通过转动铰链与一根支杆4下端相连，该两支杆上端与翻转架5的翻转轴6相连，该翻转轴6与机架2固连。上述翻转架上设有外延框架，其上设有旋转工作台系统，工作台7通过回转轴8与大齿轮10固连，该大齿轮与小齿轮9相啮合，该小齿轮的中心轴与旋转驱动装置11的转轴相连。
权利要求
1.一种基于移动导杆机构的两自由度变位机构，其特征在于一端通过转动副与机架相连，其上设有滑块，该两滑块分别通过转动铰链与一根支杆下端相连，该两支杆上端同与翻转架的翻转轴相连，该翻转轴与机架固连，上述翻转架上还设有一工作台，该工作台通过回转轴连接到翻转架上。
2.根据权利要求1所述的基于移动导杆机构的两自由度变位机构，其特征在于上述滑块是螺母，与其对应的导杆则为丝杆，该丝杆的一端设有旋转驱动装置。
3.根据权利要求1所述的基于移动导杆机构的两自由度变位机构，其特征在于上述滑块是液压缸活塞杆，与其对应的导杆则为液压缸，该液压缸缸底与机架相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于移动导杆机构的两自由度变位机构，其特征在于上述回转轴通过中间传动装置与工作台铰接。
全文摘要
一种基于移动导杆机构的两自由度变位机构，其主要包括一对导杆、一对支杆、翻转架及回转轴。一对导杆平行布置，导杆一端通过转动副与机架相连，其上各设有一滑块，该两滑块分别通过转动铰链与一根支杆下端相连，该两支杆上端同与翻转架的翻转轴相连，翻转轴与机架固连，该翻转架上还设有一工作台，该工作台可实现360度回转。本发明具有承载能力强、结构简单、变位精度高、安全、可靠等特点，特别适用于工件翻转和回转运动的自动变位装置和焊接机器人。
文档编号B23Q1/44GK102501081SQ20111033566
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者刘喜平, 唐艳华, 姚建涛, 赵云峰, 赵永生 申请人:燕山大学