專利名稱：門窗試驗機機械手中將直線運動轉換成圓弧運動的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種門窗試驗機機械手，尤其涉及試驗機機械手上將直線運動轉換成圓弧運動的裝置。
背景技術：
為了測試門窗及其五金件的質量，現有技術中采用門窗試驗機來模擬人的開啟關閉動作，進行開關性能試驗，將門窗正常啟閉的次數作為衡量門窗及其五金件質量的一個指標。
中國專利02288594.3中公開了一種旋轉門窗試驗機，為了模擬門窗的旋轉開啟動作，在門窗樞軸的外側面設置了一個支點，搖臂由構成大于90度夾角的長臂和短臂組成，長、短臂的連接處固連到該支點，使得搖臂可以該支點為中心擺動，進而使長臂連接到門窗把手的端部作圓弧運動，帶動門窗旋轉。驅動裝置采用氣缸，其活塞桿與短臂的自由端鉸接，門窗關閉時，該活塞桿垂直于門窗所在的平面，通過活塞桿來回伸縮的直線運動，就可以拉動搖臂擺動，將直線運動轉換成長臂端部的圓弧運動。
但是，在進一步需要完成模擬門把手轉動的門窗試驗機上，例如中國專利02288595.1中公開了的平開上懸門窗試驗機，需要增加驅動門把手旋轉的電機伺服系統，如果仍采用氣缸驅動搖臂擺動，會造成控制的不統一，增加了控制系統的投入和復雜度；另外，在展覽、演示等場所，氣缸用的氣源難以獲得，會限制這種門窗試驗機的使用。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種門窗試驗機機械手中利用伺服電機驅動的將直線運動轉換成圓弧運動的裝置。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種門窗試驗機機械手中將直線運動轉換成圓弧運動的裝置，包括擺動裝置和推動裝置，其中
所述擺動裝置包括固定在機架上的擺臂座、通過軸承垂直安裝在所述擺臂座上的轉動軸和擺臂，所述擺臂包括直臂部分和從直臂部分側面延伸出的，和所述轉動軸連接的支撐臂部分，所述擺臂可以所述轉動軸為中心擺動；所述推動裝置包括通過轉動支點固定在機架上的水平旋轉架，安裝在所述旋轉架上的相互連接的伺服電機、聯軸器和絲杠，以及通過絲母套設在所述絲杠上的聯接座，所述聯接座與所述直臂的后端連接；所述伺服電機帶動所述絲杠旋轉時，所述聯接座沿絲杠軸向運動，通過相連的所述直臂后端帶動所述擺臂以所述轉動軸為中心擺動，所述水平旋轉架同時以所述轉動支點為中心轉動。
上述裝置的特點在于所述擺臂的直臂部分又分為在一條直線上相互連接的前臂和后臂，所述支撐臂部分從所述前、后臂的結合部延伸而出，通過端部的通孔套接在所述轉動軸上并相互連接。
上述裝置的特點在于所述推動裝置還包括限位機構，包含固定在所述旋轉架上長條形的擺動座、在所述擺動座軸向延伸的滑軌及套設在所述滑軌上的滑塊，所述滑塊固定連接到所述聯接座上，所述伺服電機、聯軸器和絲杠均固定在所述擺動座上。
上述裝置的特點在于所述直臂后端具有一個通孔，一擺軸穿過該通孔后，下端與所述聯接座連接。
上述裝置的特點在于所述擺軸的下端通過一個調心軸承與所述聯接座連接。
上述裝置的特點在于所述擺臂座設有一個垂直套筒，所述轉動軸套設在所述垂直套筒兩端的滑動軸承內。
上述裝置的特點在于所述絲杠的軸向在門窗關閉時垂直于所述直臂。
上述裝置的特點在于所述水平旋轉架與機架間的轉動接頭包括連接于所述水平旋轉架底部的垂直旋轉軸，以及固定在所述機架上，通過軸承套接所述旋轉軸的轉軸座。
綜上所述，本實用新型門窗試驗機機械手中的將直線運動轉換成圓弧運動的裝置，利用伺服電機驅動絲杠，再通過套接在絲杠上的聯接座帶動擺臂擺動，由于擺臂上的支撐臂和安裝絲杠的擺動座均可以固定支點為中心轉動，因而可以將聯接座的直線運動轉換為擺臂端部的圓弧運動。從而達到以伺服電機驅動，將直線運動轉換成圓弧運動的技術效果。
圖1是本實用新型實施例將直線運動轉換成圓弧運動的裝置的主視圖；圖2是本實用新型實施例將直線運動轉換成圓弧運動的裝置的俯視圖；圖3是本實用新型實施例將直線運動轉換成圓弧運動的裝置的右視圖。
具體實施方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實施例門窗試驗機中將直線運動轉換成圓弧運動的裝置由擺動裝置和推動裝置組成。
如圖1所示，所述擺動裝置包括擺臂座11、定位套筒12、轉動軸13、擺臂14。其中，擺臂座11固定在機架上，一側與垂直方向上的定位套筒12連接為一體，轉動軸13套置在定位套筒12兩端的滑動軸承121內，上端軸承同時起到軸向定位的作用，請同時參照圖2，擺臂14由一體制成或連接而成的前臂141、后臂142和支撐臂143組成，前臂141和后臂142在一條直線上，支撐臂143從前、后臂的結合部延伸而出，并在端部開有垂直方向的第一通孔144，利用該第一通孔144將支撐臂14套入所述轉動軸13，并在上端用銷釘(未示出)將兩者鍵接，下端則壓抵在定位套筒12上端的滑動軸承上，使得擺臂14可以轉動軸13為中心擺動。后臂142的端部也在垂直方向上開有第二通孔145，用于和推動裝置的連接。
請參照圖3和圖1，推動裝置包括支撐機構、限位機構和推動機構，其中固定機構包括固定在機架上的轉軸座31，通過滑動軸承套接固定在轉軸座31中的旋轉軸32、由套接在旋轉軸32上部的套筒和水平方向的固定板組成的旋轉架33。所述的限位機構和驅動機構都安裝在旋轉架33上，并可以旋轉軸32為中心轉動。
限位機構包括固定在旋轉架33上水平的長條形的擺動座34，沿在擺動座34上表面軸向延伸的滑軌35，以及嵌套在滑軌35上的滑塊36。擺動座34的軸向在初始狀態(即門窗關閉時的狀態)是垂直于所述前、后擺壁141、142的。
推動機構主要包括相連接的伺服電機41、聯軸器42和絲杠43，以及通過內絲母套接在絲杠43上的聯接座44，在擺動座34上固定有安裝伺服電機41的支座45和兩個軸承支座46，絲杠43兩端套置在兩個軸承支座46上的軸承47內，聯接座44通過兩側的聯接板48與滑塊36固連，其上部則固定有一個調心軸承49。擺軸50穿過后臂142上的第二通孔145，套接在該調心軸承49內，上端通過銷釘和后臂142鍵接，用于將動力從推動裝置傳遞到擺動裝置。
這樣，請參照圖2，推動機構的伺服電機41正反轉時，會帶動絲杠43旋轉，從而使聯接座44沿絲杠43的軸向前后運動，由于聯接座44又與后臂142相連，因而會帶動整個擺臂以轉動軸13為中心擺動，對于后臂142與聯接座44的連接點來說，它的擺動軌跡只能是以轉動軸13為圓心的圓弧，這就使得聯接座44在絲杠43軸向上移動的同時，和擺動座34一起發生了以旋轉軸32為中心的擺動，從而達到了將聯接座44的直線運動轉化為擺臂端部的圓弧運動的效果。從圖2可以看出，擺動座34只需要作小幅度的旋轉，就可以實現擺臂90度的旋轉運動。
調心軸承49的設置是為了使擺軸50與聯接座44的連接具有一定的柔性，以減小對零件加工的精度要求和運動過程中的干涉，而限位機構的作用在于使聯接座44只能沿著滑軌移動，加強了運動的穩定性，并減少作用在絲杠上的扭矩。
在上述本實用新型基本方案的基礎上還可以有多種變換，例如擺臂座和轉軸座對轉動軸和旋轉軸的定位不一定要采用套筒加軸承來實現，也可以在垂直方向上設置兩個軸承座來安裝軸承并套入所述的轉動軸和旋轉軸；水平旋轉架和擺動座也可以做成一體的。
所述支撐臂和轉動軸之間不限于采用實施例的套接方式，只要能一起轉動就可以，后臂和聯接座之間的連接可以也采用固定連接的方式，因為兩者之間不一定要產生相對的轉動。
權利要求1.一種門窗試驗機機械手中將直線運動轉換成圓弧運動的裝置，包括擺動裝置和推動裝置，其特征在于所述擺動裝置包括固定在機架上的擺臂座、通過軸承垂直安裝在所述擺臂座上的轉動軸和擺臂，所述擺臂包括直臂部分和從直臂部分側面延伸出的和所述轉動軸連接的支撐臂部分，所述擺臂可以所述轉動軸為中心擺動；所述推動裝置包括通過轉動支點固定在機架上的水平旋轉架，安裝在所述旋轉架上的相互連接的伺服電機、聯軸器和絲杠，以及通過絲母套設在所述絲杠上的聯接座，所述聯接座與所述直臂的后端連接；所述伺服電機帶動所述絲杠旋轉時，所述聯接座沿絲杠軸向運動，通過相連的所述直臂后端帶動所述擺臂以所述轉動軸為中心擺動，所述水平旋轉架同時以所述轉動支點為中心轉動。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述擺臂的直臂部分又分為在一條直線上相互連接的前臂和后臂，所述支撐臂部分從所述前、后臂的結合部延伸而出，通過端部的通孔套接在所述轉動軸上并相互連接。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述推動裝置還包括固定在所述旋轉架上長條形的擺動座、在所述擺動座軸向延伸的滑軌及套設在所述滑軌上的滑塊，所述滑塊固定連接到所述聯接座上，所述伺服電機、聯軸器和絲杠均固定在所述擺動座上。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述直臂后端具有一個通孔，一擺軸穿過該通孔后，下端與所述聯接座連接。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述擺軸的下端通過一個調心軸承與所述聯接座連接。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述擺臂座設有一個垂直套筒，所述轉動軸套設在所述垂直套筒兩端的滑動軸承內。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述絲杠的軸向在門窗關閉時垂直于所述直臂。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述水平旋轉架與機架間的轉動接頭包括連接于所述水平旋轉架底部的垂直旋轉軸，以及固定在所述機架上，通過軸承套接所述旋轉軸的轉軸座。
專利摘要本實用新型公開了一種門窗試驗機機械手中將直線運動轉換成圓弧運動的裝置，擺動裝置包括擺臂座、通過軸承垂直安裝在擺臂座上的轉動軸和可以所述轉動軸為中心擺動的擺臂，該擺臂包括直臂部分和從直臂部分側面延伸出的和所述轉動軸連接的支撐臂部分；推動裝置包括通過轉動支點固定在機架上的水平旋轉架，安裝在旋轉架上的伺服電機、聯軸器和絲杠、通過絲母套設在絲杠上的聯接座，該聯接座與所述直臂的后端連接；本實用新型利用伺服電機驅動絲杠，再通過套接在絲杠上的聯接座帶動擺臂擺動，由于擺臂和安裝絲杠的旋轉架均可以固定支點為中心轉動，因而利用伺服電機的驅動，可將聯接座的直線運動轉換為擺臂端部的圓弧運動。
文檔編號F16H25/20GK2692422SQ20042004940
公開日2005年4月13日 申請日期2004年4月23日 優先權日2004年4月23日
發明者鮑國明 申請人:北新建材(集團)有限公司