万向定位结构及万向定位器
专利摘要:本发明涉及一种万向定位结构,包括导向滑道、滑设于导向滑道上的定位底座、球面铰接于定位底座上的定位球以及设于定位底座前端的定位件;定位球上开设有可供双面斜楔块伸入的承驱槽,承驱槽具有沿定位底座的滑移方向依次排列的两个承驱面,两承驱面均为与定位底座的滑移方向具有夹角的斜面。还涉及一种万向定位器,包括双面斜楔块及上述万向定位结构。本发明采用定位球与定位底座配合构成球铰副的结构形式,基于该定位球的可万向活动特性,双面斜楔块安装方位的选择性大,因而能较好地适应不同安装空间的工况,尤其是能解决小空间工况下定位结构的安装难题,较好地实现定位件在锁紧位与解锁位之间的运行切换。
专利说明:
万向定位结构及万向定位器
[0001] 技术领域
[0002] 本发明属于冶金设备技术领域,具体涉及一种万向定位结构及万向定位器。
[0003] 背景技术
[0004] 冶金机械设备普遍具有结构复杂、体积庞大、精度要求高等特点,多在高温、重载、多尘和有腐蚀的条件下持续工作;因此,有些设备需要频繁更换,比如轧辊、涂覆辊、轴承等等。特别地,对于需要准确定位且频繁更换的设备,安全、高效的设备维护工作尤其重要,对于缩短工艺时间、保证产品质量、提高企业的经济效益有着重要意义,同时节约了大量人力,减轻了劳动强度。在同一设备框架内增设一个维护工位能够满足这样的需求。正常生产时,设备处于在线位运行;需要维护时,设备移动到维护位操作;维护完毕,设备再移动到工作位参与生产。
[0005] 由于设备在工作位和维护位之间切换,为了不影响正常生产,必须保证设备在工作位的准确定位和快速解锁,而且定位操作空间通常比较小。目前常规方式是人工操作插销等定位件,由于定位件体积小、数量多,短时间内完成拆装工作费时费力,且在设备旁边操作的危险性高。
[0006] 发明内容
[0007] 本发明实施例涉及一种万向定位结构及万向定位器,至少可解决现有技术的部分缺陷。
[0008] 本发明实施例涉及一种万向定位结构,包括定位底座、定位球、定位件和第一导向滑道,所述定位底座滑设于所述第一导向滑道上,
[0009] 沿所述定位底座的滑移方向,所述定位件安设于所述定位底座的前端;
[0010] 所述定位球安设于所述定位底座上并且二者构成球铰副,所述定位球上开设有可供双面斜楔块伸入的承驱槽,所述承驱槽具有沿所述定位底座的滑移方向依次排列的两个承驱面,两所述承驱面均为与所述定位底座的滑移方向具有夹角的斜面。
[0011] 作为实施例之一,两所述承驱面相互平行。
[0012] 作为实施例之一,所述定位件为定位销。
[0013] 本发明实施例还涉及一种万向定位器,包括双面斜楔块以及如上所述的万向定位结构,所述双面斜楔块连接有楔块驱动单元,从而具有:
[0014] 使其一楔面在其中一承驱面上滑移至该双面斜楔块逐渐进入所述承驱槽内的第一方向行程;以及,
[0015] 使其另一楔面在另一承驱面上滑移至该双面斜楔块逐渐退出所述承驱槽的第二方向行程。
[0016] 作为实施例之一,所述双面斜楔块、所述定位底座与所述定位件位于同一平面内。
[0017] 作为实施例之一,所述双面斜楔块包括第一杆段和第二杆段,所述第一杆段与所述楔块驱动单元连接并且其长度方向平行于所述楔块驱动单元的直线驱动方向,所述双面斜楔块的两个楔面形成于所述第二杆段上且与所述第一杆段的长度方向具有夹角。
[0018] 作为实施例之一,该万向定位器还包括第二导向滑道,所述第一杆段滑设于所述第二导向滑道上,所述第二导向滑道的导向方向与所述楔块驱动单元的直线驱动方向相同。
[0019] 作为实施例之一,所述楔块驱动单元的直线驱动方向与所述定位底座的滑移方向之间成锐角、直角或钝角。
[0020] 作为实施例之一,该万向定位器还配置有用于检测所述定位件所处位置的位置检测机构。
[0021] 作为实施例之一,所述位置检测机构包括两个第一检测元件,两所述第一检测元件为接近开关与感应块配合式结构,其中一第一检测元件安设于所述定位底座上,另一第一检测元件安设于所述定位底座的滑移路径旁,并且满足:所述定位件处于锁止位时,两所述第一检测元件为相互感应状态,所述定位件处于其它位置时,两所述第一检测元件为非感应状态。
[0022] 本发明实施例至少具有如下有益效果:
[0023] 本发明采用定位球与定位底座配合构成球铰副的结构形式,基于该定位球的可万向活动特性,双面斜楔块安装方位的选择性大,因而能较好地适应不同安装空间的工况,尤其是能解决小空间工况下定位结构的安装难题,通过定位球上形成的两个承驱面与双面斜楔块的两个楔面配合,较好地实现定位件在锁紧位与解锁位之间的运行切换。
[0024] 附图说明
[0025] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026] 图1和图2为本发明实施例提供的万向定位器(楔块驱动单元的直线驱动方向与定位底座的滑移方向之间成直角)的结构示意图;其中,图1为定位件处于锁紧位时的状态图;图2为定位件处于解锁位时的状态图;
[0027] 图3和图4为本发明实施例提供的万向定位器(楔块驱动单元的直线驱动方向与定位底座的滑移方向之间成钝角)的结构示意图;其中,图3为定位件处于锁紧位时的状态图;图4为定位件处于解锁位时的状态图;
[0028] 图5和图6为本发明实施例提供的万向定位器(楔块驱动单元的直线驱动方向与定位底座的滑移方向之间成锐角)的结构示意图;其中,图5为定位件处于锁紧位时的状态图;图6为定位件处于解锁位时的状态图。
[0029] 具体实施方式
[0030] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0031] 实施例一
[0032] 如图1-图6,本发明实施例提供一种万向定位结构,包括定位底座3、定位球4、定位件6和第一导向滑道5,所述定位底座3滑设于所述第一导向滑道5上;沿所述定位底座3的滑移方向,所述定位件6安设于所述定位底座3的前端;易于理解地,该第一导向滑道5用于导引定位底座3靠近或远离待定位目标设备9,也即导引了定位件6靠近或远离目标设备9,实现定位件6在锁紧位与解锁位之间的运行切换。
[0033] 上述第一导向滑道5可采用常规的滑轨结构,定位底座3在该第一导向滑道5上的滑移结构也为常规技术,此处不作详述。
[0034] 上述定位件6用于与目标设备9上的定位缺口适配,其可以是定位销,例如圆锥销、圆柱销或斜楔销等。
[0035] 进一步地,所述定位球4安设于所述定位底座3上并且二者构成球铰副,相应地,该定位底座3即构成该球铰副的球座,并在该定位底座3上开设球碗,该定位球4安设于该球碗内即构成一球铰副。
[0036] 进一步地,如图1-图6,所述定位球4上开设有可供双面斜楔块1伸入的承驱槽,所述承驱槽具有沿所述定位底座3的滑移方向依次排列的两个承驱面,两所述承驱面均为与所述定位底座3的滑移方向具有夹角的斜面。显然地,上述两个承驱面用于分别与双面斜楔块1的两个楔面配合,以实现定位件6在锁紧位与解锁位之间的运行切换的目的,两个承驱面中,其中一个承驱面为使定位件6运行至锁紧位的锁紧承驱面,另一个承驱面为使定位件6运行至解锁位的解锁承驱面;双面斜楔块1的两个楔面对应地一为锁紧楔面,一为解锁楔面;两个承驱面可以是但不限于平行关系,但优选为是二者相互平行,便于多次循环地实现定位件6的状态切换;另外,优选地,锁紧承驱面与该锁紧楔面平行,解锁承驱面与该解锁楔面平行,当然,基于上述定位球4是铰接于定位底座3上的,其具有可万向活动特性,因此,初始状态下,锁紧承驱面与锁紧楔面不平行/解锁承驱面与解锁楔面不平行时,在双面斜楔块1与定位球4接触之后,该定位球4可自适应地使锁紧承驱面与锁紧楔面平行/解锁承驱面与解锁楔面平行。
[0037] 易于理解地,双面斜楔块1伸入至承驱槽内后,应避免其两个楔面与两个承驱面同时接触而导向对定位球4的驱动失败,则其锁紧楔面与锁紧承驱面接触时,其解锁楔面与解锁承驱面之间有间隙,其解锁楔面与解锁承驱面接触时,其锁紧楔面与锁紧承驱面之间有间隙。在两个承驱面平行的情况下,则该两个承驱面之间的间距大于双面斜楔块1的两个楔面之间的间距。
[0038] 本实施例提供的万向定位结构,采用定位球4与定位底座3配合构成球铰副的结构形式,基于该定位球4的可万向活动特性,双面斜楔块1安装方位的选择性大,因而能较好地适应不同安装空间的工况,尤其是能解决小空间工况下定位结构的安装难题,通过定位球4上形成的两个承驱面与双面斜楔块1的两个楔面配合,较好地实现定位件6在锁紧位与解锁位之间的运行切换。
[0039] 实施例二
[0040] 本发明实施例提供一种万向定位器,包括双面斜楔块1以及上述实施例一所提供的万向定位结构,所述双面斜楔块1连接有楔块驱动单元7,从而具有:
[0041] 使其一楔面在其中一承驱面上滑移至该双面斜楔块1逐渐进入所述承驱槽内的第一方向行程;以及,
[0042] 使其另一楔面在另一承驱面上滑移至该双面斜楔块1逐渐退出所述承驱槽的第二方向行程。
[0043] 其中,上述楔块驱动单元7用于驱使双面斜楔块1作直线往复运动,也即上述第一方向行程与第二方向行程的方向相反,但共用行程空间;常规的直线驱动设备均适用于本实施例中,例如可采用液压缸、气缸、电动推杆、螺杆升降机等。
[0044] 双面斜楔块1与定位球4的承驱槽之间的结构关系在上述实施例一中已有述及,这也是本领域技术人员易于设计的,能够满足如下条件即可:
[0045] 该双面斜楔块1的锁紧楔面与承驱槽的锁紧承驱面接触并在该锁紧承驱面上滑移时(例如此时该双面斜楔块1运行在第一方向行程上),定位件6逐渐靠近目标设备9,直至定位件6插入至目标设备9的定位缺口中;
[0046] 该双面斜楔块1的解锁楔面与承驱槽的解锁承驱面接触并在该解锁承驱面上滑移时(例如此时该双面斜楔块1运行在第二方向行程上),定位件6逐渐远离目标设备9,直至定位件6从目标设备9的定位缺口中脱离出来。
[0047] 如前所述,基于上述定位球4的可万向活动特性,双面斜楔块1安装方位的选择性大,因而能较好地适应不同安装空间的工况,尤其是能解决小空间工况下定位结构的安装难题。在其中一个实施例中,所述双面斜楔块1、所述定位底座3与所述定位件6位于同一平面内,即与目标设备9位于同一平面内,例如双面斜楔块1布置于定位底座3所在的滑移平面上,上述万向定位器应用于冶金设备中时,该双面斜楔块1、定位底座3均布置于机架8的同一平面上;在另外的实施例中,定位底座3与定位件6、目标设备9位于同一平面内,而双面斜楔块1布置于该平面之外,例如定位底座3与定位件6、目标设备9位于同一水平面内,双面斜楔块1位于该定位底座3上方。
[0048] 进一步优选地,如图1-图6,所述双面斜楔块1包括第一杆段和第二杆段,所述第一杆段与所述楔块驱动单元7连接并且其长度方向平行于所述楔块驱动单元7的直线驱动方向,所述双面斜楔块1的两个楔面形成于所述第二杆段上且与所述第一杆段的长度方向具有夹角。该结构的双面斜楔块1易于布置,便于第二杆段与定位球4之间的配合,另外还可根据周围空间情况延长第一杆段,便于楔块驱动单元7的布置等。
[0049] 进一步地,如图1-图6,该万向定位器还包括第二导向滑道2,所述第一杆段滑设于所述第二导向滑道2上,所述第二导向滑道2的导向方向与所述楔块驱动单元7的直线驱动方向相同,通过第二导向滑道2对双面斜楔块1的直线往复运动进行导向,保证双面斜楔块1运行平稳性,从而保证定位件6定位锁紧的准确性。
[0050] 双面斜楔块1的直线往复行程方向与定位底座3的直线往复行程方向之间的夹角可以是任意角度,如图1-图6,示出了楔块驱动单元7的直线驱动方向与定位底座3的滑移方向之间成锐角、直角或钝角的情况。在上述双面斜楔块1布置于定位底座3的滑移平面之外的情况,例如该双面斜楔块1布置于定位底座3的直线往复路径正上方时,楔块驱动单元7的直线驱动方向与定位底座3的滑移方向之间还可以是相互平行的。
[0051] 进一步优化上述万向定位器的结构,该万向定位器还配置有用于检测所述定位件6所处位置的位置检测机构,保证定位件6对目标设备9的定位锁紧操作的准确性。如图1-图6,在其中一个实施例中,所述位置检测机构包括两个第一检测元件,两所述第一检测元件为接近开关与感应块配合式结构,其中一第一检测元件10安设于所述定位底座3上,另一第一检测元件11安设于所述定位底座3的滑移路径旁,并且满足:所述定位件6处于锁止位时,两所述第一检测元件为相互感应状态,所述定位件6处于其它位置时(也即该定位件6从目标设备9的定位缺口中分离出来,该定位件6处于解锁位),两所述第一检测元件之间为非感应状态。当然,也可设置定位件6处于锁止位时,两第一检测元件之间为非感应状态,定位件6处于解锁位时,两第一检测元件之间为相互感应状态。
[0052] 在另外的实施例中,还可通过对双面斜楔块1的直线往复运动进行检测,也可达到上述目的,具体地:该位置检测机构包括两个第二检测元件,两第二检测元件为接近开关与感应块配合式结构,其中一第二检测元件安设于双面斜楔块1上,另一第二检测元件安设于双面斜楔块1的滑移路径旁,并且满足:定位件6处于锁止位时,两第二检测元件为相互感应状态,定位件6处于其它位置时,两第二检测元件为非感应状态。
[0053] 通过上述位置检测机构检测定位件6所处位置,便于指导楔块驱动单元7的动作,保证自动化控制。
[0054] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求:1.一种万向定位结构,其特征在于:包括定位底座、定位球、定位件和第一导向滑道,所述定位底座滑设于所述第一导向滑道上,
沿所述定位底座的滑移方向,所述定位件安设于所述定位底座的前端;
所述定位球安设于所述定位底座上并且二者构成球铰副,所述定位球上开设有可供双面斜楔块伸入的承驱槽,所述承驱槽具有沿所述定位底座的滑移方向依次排列的两个承驱面,两所述承驱面均为与所述定位底座的滑移方向具有夹角的斜面。
2.如权利要求1所述的万向定位结构,其特征在于:两所述承驱面相互平行。
3.如权利要求1所述的万向定位结构,其特征在于:所述定位件为定位销。
4.一种万向定位器,其特征在于,包括双面斜楔块以及如权利要求1所述的万向定位结构,所述双面斜楔块连接有楔块驱动单元,从而具有:
使其一楔面在其中一承驱面上滑移至该双面斜楔块逐渐进入所述承驱槽内的第一方向行程;以及,
使其另一楔面在另一承驱面上滑移至该双面斜楔块逐渐退出所述承驱槽的第二方向行程。
5.如权利要求4所述的万向定位器,其特征在于:所述双面斜楔块、所述定位底座与所述定位件位于同一平面内。
6.如权利要求4所述的万向定位器,其特征在于:所述双面斜楔块包括第一杆段和第二杆段,所述第一杆段与所述楔块驱动单元连接并且其长度方向平行于所述楔块驱动单元的直线驱动方向,所述双面斜楔块的两个楔面形成于所述第二杆段上且与所述第一杆段的长度方向具有夹角。
7.如权利要求6所述的万向定位器,其特征在于:还包括第二导向滑道,所述第一杆段滑设于所述第二导向滑道上,所述第二导向滑道的导向方向与所述楔块驱动单元的直线驱动方向相同。
8.如权利要求4所述的万向定位器,其特征在于:所述楔块驱动单元的直线驱动方向与所述定位底座的滑移方向之间成锐角、直角或钝角。
9.如权利要求4所述的万向定位器,其特征在于:还配置有用于检测所述定位件所处位置的位置检测机构。
10.如权利要求9所述的万向定位器,其特征在于,所述位置检测机构包括两个第一检测元件,两所述第一检测元件为接近开关与感应块配合式结构,其中一第一检测元件安设于所述定位底座上,另一第一检测元件安设于所述定位底座的滑移路径旁,并且满足:所述定位件处于锁止位时,两所述第一检测元件为相互感应状态,所述定位件处于其它位置时,两所述第一检测元件为非感应状态。
公开号:CN110594280
申请号:CN201910949347.3A
发明人:陈洁
申请人:中冶南方工程技术有限公司
申请日:2019-10-08
公开日:2019-12-20