一种伸缩旋转装置和焊接设备的制作方法

本发明属于光伏电池生产领域，尤其涉及一种焊接设备和焊接设备中的伸缩旋转装置。

背景技术

搬运焊接头的设备中，需要升降和旋转两种功能。现有的装置，是通过两种不同的动力驱动装置，分别驱动动作，以实现两种功能。但是，这种结构会导致整个设备变大，而且不容易实现流水作业，驱动的结构也非常复杂，导致可靠性降低。

因此，业界急需一种体积小、动作简单可靠的焊接设备和伸缩旋转装置。

技术实现要素：

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种体积小、动作简单可靠的伸缩旋转装置和焊接设备。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

如本发明的一个方面，提供了一种伸缩旋转装置，所述伸缩旋转装置包括固定架、内轴、外套、音圈电机和直驱电机，所述内轴滑动安装在所述外套中，所述外套枢转安装在所述固定架上，所述音圈电机的内芯与所述内轴卡扣固定，所述音圈电机的外芯安装在所述固定架上，所述直驱电机的定子安装在所述固定架上，所述直驱电机的转子与所述外套相连。

本发明中，通过内轴和外套的配合并在音圈电机驱动下实现内轴和外套的相对滑动，在直驱电机的定子和转子配合下实现内轴相对外套的转动，从而在较小空间内同时实现内轴相对外套的滑动和转动，以实现较小体积动作简单可靠的伸缩旋转动作。

如本发明的一实施方式，所述伸缩旋转装置还包括有角度限位机构，所述角度限位机构包括限位盘和卡合结构，所述卡合结构安装在所述固定架上，所述限位盘套接所述外套，所述卡合结构与所述限位盘之间具有转动限定角度。通过角度限位机构限制旋转角度，从而使得旋转位置可控。

如本发明的一实施方式，所述限位盘的第一面设置有第一滑槽和第二滑槽，所述限位盘的第二面设置有第三滑槽和第四滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽延伸方向相反，所述第三滑槽和所述第四滑槽延伸方向相反，所述卡合结构包括枢转设置的第一卡合物和第二卡合物，所述第一卡合物对应所述限位盘的第一面，且在所述限位盘转动时所述第一卡合物的悬伸端沿所述第一滑槽或所述第二滑槽滑动，所述第二卡合物对应所述限位盘的第二面，且在所述限位盘转动时所述第二卡合物的悬伸端沿所述第三滑槽或所述第四滑槽滑动，所述限位盘转动到位时，所述第一卡合物贴紧所述第一滑槽或所述第二滑槽的槽壁，所述第二卡合物抵紧所述第三滑槽或所述第三滑槽的终端。通过两面滑槽和卡合物的相互配合，使得限位受力均匀，可靠性高。

如本发明的一实施方式，所述第一卡合物为线条延伸状，所述第一卡合物的一端枢转设置，另一端安装有滚轮；所述第二卡合物包括第一端、第二端和第三端，所述第一端枢转设置，所述第二端和所述第三端对应所述限位盘设置。第一卡合物安装滚轮可以起到导引作用，第二卡合物通过两个端部的分别配合实现双向限位作用，简单可靠。

如本发明的一实施方式，所述固定架上设置有凹槽，所述第一卡合物和所述第二卡合物连接设置在安装板上，所述安装板扣合在所述凹槽中，所述安装板与所述凹槽之间设置有第一弹片，以使所述安装板定位在所述凹槽中。第一弹片方便卡合固定安装板，使得安装板快捷可靠地安装定位。

如本发明的一实施方式，所述凹槽外侧连接有盖板，所述安装板与所述盖板之间设置有第二弹片，以使所述安装板固定在所述凹槽中。第二弹片使得安装板更加安全可靠地固定在凹槽中，且不会发生窜动。

如本发明的一实施方式，所述固定架与所述操作部件之间还设置有重力平衡机构，所述重力平衡机构包括枢转连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆连接所述操作部件，所述第二连杆连接所述固定架，所述第一连杆和所述第二连杆之间设置有用于提供向上推力的弹性结构。重力平衡机构可以降低内轴的受力变形程度，从而在满足同等伸缩旋转的情况下，尽量降低内轴等的外形尺寸。

如本发明的一实施方式，所述第二连杆包括本体与凸起部，所述本体线性延伸，所述凸起部连接设置在所述本体的延伸端，所述第一连杆上安装所述弹性结构，所述凸起部与所述弹性结构之间设置有拉杆，所述弹性结构通过所述拉杆和所述凸起部的配合，提供所述第二连杆向上转动的推力。通过弹性结构来起到重力平衡作用，不但可以实现缓冲作用，可以通过弹性结构吸引部分能量，从而更加可靠地实现重力平衡。

如本发明的一实施方式，所述伸缩旋转装置还包括光栅尺和读数头，所述光栅尺安装在所述外套上，所述读数头对应所述光栅尺安装在所述内轴上。通过光栅尺和读数头配合，可以实时监控内轴相对外套的滑动尺寸，达到有效控制。

如本发明的一实施方式，所述伸缩旋转装置还包括编码器和读取结构，所述编码器安装在所述限位盘上，所述读取结构对应所述编码器安装在所述固定架上。通过编码器和读取结构的配合，可以实时监控内轴相对外套的旋转角度，达到有效控制。

如本发明的一实施方式，所述外套通过轴承安装在所述固定架上，所述轴承一侧顶靠安装在所述固定架上的轴承座，另一侧顶靠弹性压片，所述弹性压片将所述轴承压紧在所述轴承座中。这种固定结构可以使得轴承可靠地确定安装位置，并保证传动精度。

为实现上述发明目的，本发明还采用如下技术方案：

如本发明的另一个方面，提供了一种焊接设备，该焊接设备包括上述的伸缩旋转装置，该焊接设备还包括供焊丝机构、移动机构、焊接机构和焊接台；

伸缩旋转装置安装在移动机构上，移动机构带动伸缩旋转装置在预定平面内移动，焊接机构安装在伸缩旋转装置上，伸缩旋转装置带动焊接机构作升降、旋转运动；

供焊丝机构用于向焊接机构提供焊丝；

焊接台用于向焊接机构下方输送待焊接工件。

该焊接设备通过升降旋转装置的设置能够实现焊接装置焊接时焊接角度的实时调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本发明伸缩旋转装置的结构示意图。

图2为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构第一视角的结构示意图。

图3为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构第二视角的结构示意图。

图4为本发明伸缩旋转装置中卡合结构的立体结构示意图。

图5为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构安装位置示意图。

图6为本发明伸缩旋转装置中第一弹片的结构示意图。

图7为本发明伸缩旋转装置中第二弹片的结构示意图。

图8为本发明伸缩旋转装置中重力平衡机构的安装位置示意图。

图9为本发明伸缩旋转装置中重力平衡机构的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、固定架；10、悬伸部件；11、凹槽；2、外套；3、内轴；41、内芯；42、外芯；51、定子；52、转子；6、角度限位机构；61、限位盘；611、第一面；612、第二面；6101、第一滑槽；6102、第二滑槽；6103、第三滑槽；6104、第四滑槽；6105、通孔；6106、键槽；62、卡合结构；620、安装板；6201、凸台；621、第一卡合物；6211、滚轮；622、第二卡合物；6221、第一端；6222、第二端；6223、第三端；623、转轴；624、弹簧；625、连杆；626、第一弹片；627、第二弹片；7、编码器；81、第一轴承；82、第二轴承；83、第三轴承；9、重力平衡机构；91、第一连杆；92、第二连杆；93、弹性结构；94、拉杆；95、转轴；96、转块；97、夹块；99、连接框；911、压杆；912、锁紧螺母。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本发明的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

图1为本发明伸缩旋转装置的结构示意图。如图1所示，该实施例的伸缩旋转装置包括固定架1、内轴3、外套2、音圈电机和直驱电机。其中，内轴3滑动安装在外套2中，外套2枢转安装在固定架1上，音圈电机的内芯41与内轴3卡扣固定，音圈电机的外芯42安装在固定架1上，直驱电机的定子51安装在固定架1上，直驱电机的转子52与外套2相连。

本发明中，通过内轴3和外套2的配合并在音圈电机驱动下实现内轴3和外套2的相对滑动，在直驱电机的定子51和转子52配合下实现内轴3相对外套2的转动，从而在较小空间内同时实现内轴3相对外套2的滑动和转动，以实现较小体积动作简单可靠的伸缩旋转动作。

该实施例中，固定架1与外套2之间通过第一轴承81和第二轴承82配合连接，第一轴承81和第二轴承82分别在固定架1的两端。内轴3与悬伸部件10之间通过第三轴承83配合连接，内轴3带动悬伸部件10伸缩旋转动作。第二轴承82一侧还装有弹性压片，将第二轴承82弹性顶靠在轴承座里。

图2为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构第一视角的结构示意图。图3为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构第二视角的结构示意图。如图2和图3所示，该实施例中伸缩旋转装置还包括有角度限位机构6。该实施例的角度限位机构包括限位盘61和卡合结构62。该实施例中，限位盘61和卡合结构62相互对应且相互配合，以实现对限位盘61转动角度的限制。

该实施例中，限位盘61为中心带通孔6105的盘状结构，包括第一面611和第二面612。其中，第一面611设置有第一滑槽6101和第二滑槽6102，第一滑槽6101和第二滑槽6102分别向两个相反的圆弧方向延伸。第二面612设置有第三滑槽6103和第四滑槽6104，第三滑槽103和第四滑槽6104分别向两个相反的圆弧方向延伸。通孔6105上还设置有键槽6106，以使限位盘61能够套接配合在外套2上，并随外套2转动。

图4为本发明伸缩旋转装置中卡合结构的立体结构示意图。如图4所示，该实施例中，卡合结构62包括安装板620、第一卡合物621和第二卡合物622。其中，安装板620半圆环板状结构，上面设置有安装孔，以方便固定安装。第一卡合物621和第二卡合物622均通过转轴623枢转安装在安装板620上，并在该安装端设置弹簧624，以提供弹力。另外，该实施例中，第一卡合物621和第二卡合物622还通过连杆625相连，以实现转动的同步性。

该实施例中，第一卡合物621为线条延伸状，第一卡合物621的一端枢转设置，另一端安装有滚轮6221。第一卡合物621对应限位盘61的第一面611，且在限位盘61转动时第一卡合物621的悬伸端沿第一滑槽6101或第二滑槽6102滑动(分别对应顺时针和逆时针转动)。

该实施例中，第二卡合物622包括第一端6221、第二端6222和第三端6223，第一端6221枢转安装在安装板620上，第二端6222和第三端6223对应限位盘61设置。其中，第二端6222和第三端6223之间凹弧连接，凹弧结构方便避让限位盘。第二卡合物622对应限位盘的第二面612，且在限位盘61转动时第二卡合物622的悬伸端沿第三滑槽6103或第四滑槽6104滑动(分别对应顺时针和逆时针转动)。

该实施例中，限位盘61转动到位时，第一卡合物621贴紧第一滑槽6101或第二滑槽6102的槽壁，第二卡合物622抵紧第三滑槽6103或第三滑槽6104的终端。从而使得限位盘61无法再进行转动，达到最大转动角度，通过顺时针和逆时针两个方向的限制，达到对限位盘61两个方向转动角度的限制，实现双向可靠角度限位。

图5为本发明伸缩旋转装置中角度限位机构安装位置示意图。图6为本发明伸缩旋转装置中第一弹片的结构示意图。图7为本发明伸缩旋转装置中第二弹片的结构示意图。如图5、图6和图7所示，该实施例中，固定架1上设置有凹槽11，安装板620上具有凸台6201，凸台6201配合凹槽11，使得安装板620安装在固定架1上。该实施例中，安装板620与凹槽11之间设置有第一弹片626，以使安装板620的凸台6201定位在凹槽11中。第一弹片626方便卡合固定安装板620，使得安装板620快捷可靠地安装定位。该实施例中，凹槽11外侧连接有盖板，安装板620与盖板之间设置有第二弹片627，以使安装板620的凸台6201固定在凹槽11中。第二弹片627使得安装板620更加安全可靠地固定在凹槽11中，且不会发生窜动。

图8为本发明伸缩旋转装置中重力平衡机构的安装位置示意图。图9为本发明伸缩旋转装置中重力平衡机构的结构示意图。该实施例中，重力平衡机构9安装在固定架1和悬伸部件10之间，以平衡悬伸部件10的重力，保证伸缩和旋转动作的稳定可靠。

该实施例的重力平衡机构9包括第一连杆91、第二连杆92、弹性结构93和拉杆94。其中，第一连杆91连接悬伸部件10，第二连杆92连接固定架1，弹性结构93安装在第一连杆91上并通过拉杆94弹性推顶第二连杆92。该实施例通过弹性结构93和拉杆94向第二连杆92提供向上的推力，平衡第一连杆91连接的悬伸部件10的重力，达到重力平衡的作用。

该实施例中，第一连杆91包括左右对称的两连杆臂，两连杆臂之间连接有加强结构。第二连杆92也包括左右对称的两连杆臂，且第一连杆91的两连杆臂与第二连杆92的两连杆臂均通过转轴95枢转连接。

该实施例中，第一连杆91一端通过连接框99枢转连接下方重力悬伸部件，另一端通过转轴95连接第二连杆92。第一连杆91上安装弹性结构93，弹性结构93包括缸体和活塞(图中未示出)，缸体固定安装在第一连杆91上，活塞滑动套接在缸体内，且与缸体底部之间弹性配合，并与拉杆94之间枢转连接。活塞与缸体之间可以设置弹簧或阻尼流体，以方便可靠地向拉杆提供弹性推力。

该实施例中，第二连杆92一端枢转连接固定架1，另一端通过转轴95连接第一连杆91。第二连杆92连接第一连杆91的一端还包括有两夹块97和一转块96，转块96枢转连接在两夹块97之间，拉杆94连接转块96，两者也可一体形成。

该实施例中，伸缩旋转装置还包括光栅尺和读数头(图中未示出)，光栅尺安装在外套2上，读数头对应光栅尺安装在内轴1上。通过光栅尺和读数头配合，可以实时监控内轴相对外套的滑动尺寸，达到有效控制。

该实施例中，伸缩旋转装置还包括编码器6和读取结构，编码器6安装在限位盘61上，读取结构对应编码器6安装在固定架1上。通过编码器6和读取结构的配合，可以实时监控内轴3相对外套2的旋转角度，达到有效控制。

另外，本发明还提供了一种焊接设备，包括如上任一所述的伸缩旋转装置。在该焊接设备中，上述的悬伸部件10被配置为安装焊接头，利用该伸缩旋转装置来伸缩旋转对准焊接位置，进行焊接操作。该焊接设备还包括供焊丝机构、移动机构、焊接机构和焊接台；伸缩旋转装置安装在移动机构上，移动机构带动伸缩旋转装置在预定平面内移动，焊接机构安装在伸缩旋转装置上，伸缩旋转装置带动焊接机构作升降、旋转运动；供焊丝机构用于向焊接机构提供焊丝；焊接台用于向焊接机构下方输送待焊接工件。

该焊接设备通过升降旋转装置的设置能够实现焊接装置焊接时焊接角度的实时调整。

本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。