专利名称：门窗试验机机械手中将直线运动转换成圆弧运动的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种门窗试验机机械手，尤其涉及试验机机械手上将直线运动转换成圆弧运动的装置。
背景技术：
为了测试门窗及其五金件的质量，现有技术中采用门窗试验机来模拟人的开启关闭动作，进行开关性能试验，将门窗正常启闭的次数作为衡量门窗及其五金件质量的一个指标。
中国专利02288594.3中公开了一种旋转门窗试验机，为了模拟门窗的旋转开启动作，在门窗枢轴的外侧面设置了一个支点，摇臂由构成大于90度夹角的长臂和短臂组成，长、短臂的连接处固连到该支点，使得摇臂可以该支点为中心摆动，进而使长臂连接到门窗把手的端部作圆弧运动，带动门窗旋转。驱动装置采用气缸，其活塞杆与短臂的自由端铰接，门窗关闭时，该活塞杆垂直于门窗所在的平面，通过活塞杆来回伸缩的直线运动，就可以拉动摇臂摆动，将直线运动转换成长臂端部的圆弧运动。
但是，在进一步需要完成模拟门把手转动的门窗试验机上，例如中国专利02288595.1中公开了的平开上悬门窗试验机，需要增加驱动门把手旋转的电机伺服系统，如果仍采用气缸驱动摇臂摆动，会造成控制的不统一，增加了控制系统的投入和复杂度；另外，在展览、演示等场所，气缸用的气源难以获得，会限制这种门窗试验机的使用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种门窗试验机机械手中利用伺服电机驱动的将直线运动转换成圆弧运动的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种门窗试验机机械手中将直线运动转换成圆弧运动的装置，包括摆动装置和推动装置，其中
所述摆动装置包括固定在机架上的摆臂座、通过轴承垂直安装在所述摆臂座上的转动轴和摆臂，所述摆臂包括直臂部分和从直臂部分侧面延伸出的，和所述转动轴连接的支撑臂部分，所述摆臂可以所述转动轴为中心摆动；所述推动装置包括通过转动支点固定在机架上的水平旋转架，安装在所述旋转架上的相互连接的伺服电机、联轴器和丝杠，以及通过丝母套设在所述丝杠上的联接座，所述联接座与所述直臂的后端连接；所述伺服电机带动所述丝杠旋转时，所述联接座沿丝杠轴向运动，通过相连的所述直臂后端带动所述摆臂以所述转动轴为中心摆动，所述水平旋转架同时以所述转动支点为中心转动。
上述装置的特点在于所述摆臂的直臂部分又分为在一条直线上相互连接的前臂和后臂，所述支撑臂部分从所述前、后臂的结合部延伸而出，通过端部的通孔套接在所述转动轴上并相互连接。
上述装置的特点在于所述推动装置还包括限位机构，包含固定在所述旋转架上长条形的摆动座、在所述摆动座轴向延伸的滑轨及套设在所述滑轨上的滑块，所述滑块固定连接到所述联接座上，所述伺服电机、联轴器和丝杠均固定在所述摆动座上。
上述装置的特点在于所述直臂后端具有一个通孔，一摆轴穿过该通孔后，下端与所述联接座连接。
上述装置的特点在于所述摆轴的下端通过一个调心轴承与所述联接座连接。
上述装置的特点在于所述摆臂座设有一个垂直套筒，所述转动轴套设在所述垂直套筒两端的滑动轴承内。
上述装置的特点在于所述丝杠的轴向在门窗关闭时垂直于所述直臂。
上述装置的特点在于所述水平旋转架与机架间的转动接头包括连接于所述水平旋转架底部的垂直旋转轴，以及固定在所述机架上，通过轴承套接所述旋转轴的转轴座。
综上所述，本实用新型门窗试验机机械手中的将直线运动转换成圆弧运动的装置，利用伺服电机驱动丝杠，再通过套接在丝杠上的联接座带动摆臂摆动，由于摆臂上的支撑臂和安装丝杠的摆动座均可以固定支点为中心转动，因而可以将联接座的直线运动转换为摆臂端部的圆弧运动。从而达到以伺服电机驱动，将直线运动转换成圆弧运动的技术效果。
图1是本实用新型实施例将直线运动转换成圆弧运动的装置的主视图；图2是本实用新型实施例将直线运动转换成圆弧运动的装置的俯视图；图3是本实用新型实施例将直线运动转换成圆弧运动的装置的右视图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实施例门窗试验机中将直线运动转换成圆弧运动的装置由摆动装置和推动装置组成。
如图1所示，所述摆动装置包括摆臂座11、定位套筒12、转动轴13、摆臂14。其中，摆臂座11固定在机架上，一侧与垂直方向上的定位套筒12连接为一体，转动轴13套置在定位套筒12两端的滑动轴承121内，上端轴承同时起到轴向定位的作用，请同时参照图2，摆臂14由一体制成或连接而成的前臂141、后臂142和支撑臂143组成，前臂141和后臂142在一条直线上，支撑臂143从前、后臂的结合部延伸而出，并在端部开有垂直方向的第一通孔144，利用该第一通孔144将支撑臂14套入所述转动轴13，并在上端用销钉(未示出)将两者键接，下端则压抵在定位套筒12上端的滑动轴承上，使得摆臂14可以转动轴13为中心摆动。后臂142的端部也在垂直方向上开有第二通孔145，用于和推动装置的连接。
请参照图3和图1，推动装置包括支撑机构、限位机构和推动机构，其中固定机构包括固定在机架上的转轴座31，通过滑动轴承套接固定在转轴座31中的旋转轴32、由套接在旋转轴32上部的套筒和水平方向的固定板组成的旋转架33。所述的限位机构和驱动机构都安装在旋转架33上，并可以旋转轴32为中心转动。
限位机构包括固定在旋转架33上水平的长条形的摆动座34，沿在摆动座34上表面轴向延伸的滑轨35，以及嵌套在滑轨35上的滑块36。摆动座34的轴向在初始状态(即门窗关闭时的状态)是垂直于所述前、后摆壁141、142的。
推动机构主要包括相连接的伺服电机41、联轴器42和丝杠43，以及通过内丝母套接在丝杠43上的联接座44，在摆动座34上固定有安装伺服电机41的支座45和两个轴承支座46，丝杠43两端套置在两个轴承支座46上的轴承47内，联接座44通过两侧的联接板48与滑块36固连，其上部则固定有一个调心轴承49。摆轴50穿过后臂142上的第二通孔145，套接在该调心轴承49内，上端通过销钉和后臂142键接，用于将动力从推动装置传递到摆动装置。
这样，请参照图2，推动机构的伺服电机41正反转时，会带动丝杠43旋转，从而使联接座44沿丝杠43的轴向前后运动，由于联接座44又与后臂142相连，因而会带动整个摆臂以转动轴13为中心摆动，对于后臂142与联接座44的连接点来说，它的摆动轨迹只能是以转动轴13为圆心的圆弧，这就使得联接座44在丝杠43轴向上移动的同时，和摆动座34一起发生了以旋转轴32为中心的摆动，从而达到了将联接座44的直线运动转化为摆臂端部的圆弧运动的效果。从图2可以看出，摆动座34只需要作小幅度的旋转，就可以实现摆臂90度的旋转运动。
调心轴承49的设置是为了使摆轴50与联接座44的连接具有一定的柔性，以减小对零件加工的精度要求和运动过程中的干涉，而限位机构的作用在于使联接座44只能沿着滑轨移动，加强了运动的稳定性，并减少作用在丝杠上的扭矩。
在上述本实用新型基本方案的基础上还可以有多种变换，例如摆臂座和转轴座对转动轴和旋转轴的定位不一定要采用套筒加轴承来实现，也可以在垂直方向上设置两个轴承座来安装轴承并套入所述的转动轴和旋转轴；水平旋转架和摆动座也可以做成一体的。
所述支撑臂和转动轴之间不限于采用实施例的套接方式，只要能一起转动就可以，后臂和联接座之间的连接可以也采用固定连接的方式，因为两者之间不一定要产生相对的转动。
权利要求1.一种门窗试验机机械手中将直线运动转换成圆弧运动的装置，包括摆动装置和推动装置，其特征在于所述摆动装置包括固定在机架上的摆臂座、通过轴承垂直安装在所述摆臂座上的转动轴和摆臂，所述摆臂包括直臂部分和从直臂部分侧面延伸出的和所述转动轴连接的支撑臂部分，所述摆臂可以所述转动轴为中心摆动；所述推动装置包括通过转动支点固定在机架上的水平旋转架，安装在所述旋转架上的相互连接的伺服电机、联轴器和丝杠，以及通过丝母套设在所述丝杠上的联接座，所述联接座与所述直臂的后端连接；所述伺服电机带动所述丝杠旋转时，所述联接座沿丝杠轴向运动，通过相连的所述直臂后端带动所述摆臂以所述转动轴为中心摆动，所述水平旋转架同时以所述转动支点为中心转动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摆臂的直臂部分又分为在一条直线上相互连接的前臂和后臂，所述支撑臂部分从所述前、后臂的结合部延伸而出，通过端部的通孔套接在所述转动轴上并相互连接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述推动装置还包括固定在所述旋转架上长条形的摆动座、在所述摆动座轴向延伸的滑轨及套设在所述滑轨上的滑块，所述滑块固定连接到所述联接座上，所述伺服电机、联轴器和丝杠均固定在所述摆动座上。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直臂后端具有一个通孔，一摆轴穿过该通孔后，下端与所述联接座连接。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摆轴的下端通过一个调心轴承与所述联接座连接。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摆臂座设有一个垂直套筒，所述转动轴套设在所述垂直套筒两端的滑动轴承内。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述丝杠的轴向在门窗关闭时垂直于所述直臂。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水平旋转架与机架间的转动接头包括连接于所述水平旋转架底部的垂直旋转轴，以及固定在所述机架上，通过轴承套接所述旋转轴的转轴座。
专利摘要本实用新型公开了一种门窗试验机机械手中将直线运动转换成圆弧运动的装置，摆动装置包括摆臂座、通过轴承垂直安装在摆臂座上的转动轴和可以所述转动轴为中心摆动的摆臂，该摆臂包括直臂部分和从直臂部分侧面延伸出的和所述转动轴连接的支撑臂部分；推动装置包括通过转动支点固定在机架上的水平旋转架，安装在旋转架上的伺服电机、联轴器和丝杠、通过丝母套设在丝杠上的联接座，该联接座与所述直臂的后端连接；本实用新型利用伺服电机驱动丝杠，再通过套接在丝杠上的联接座带动摆臂摆动，由于摆臂和安装丝杠的旋转架均可以固定支点为中心转动，因而利用伺服电机的驱动，可将联接座的直线运动转换为摆臂端部的圆弧运动。
文档编号F16H25/20GK2692422SQ20042004940
公开日2005年4月13日 申请日期2004年4月23日 优先权日2004年4月23日
发明者鲍国明 申请人:北新建材(集团)有限公司