双自由度钻头
专利汇可以提供双自由度钻头专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且双 自由度 钻头 ，属于机械工具技术领域。在 机架 上安装左 电机 、左圆锥 齿轮 、系杆，左电机驱动连接左圆 锥齿轮 ，系杆上安装上圆锥齿轮和 支撑 板，上圆锥齿轮和左圆锥齿轮相 啮合 ，上圆锥齿轮和支撑板上分别安装连接后电机支撑板和前电机支撑板，右 支架 安装固定在后电机支撑板上，右支架上安装连接右上 液压缸 和右下液压缸，左支架上安装左上液压缸和左下液压缸，左支架和右支架通过 气缸 连接，后电机支撑板和前电机支撑板上安装电机，电机通过轴驱动连接钻头。本 发明 结构新颖合理简单，生产制造容易，成本低，采用双自由度转动机构和进给机构，实现钻有两个自由度弯曲的孔，适用于石油钻探、勘探等领域。，下面是双自由度钻头专利的具体信息内容。
1.一种双自由度钻头，其特征是设有机架和左支架、右支架， 机架上安装左电机、左圆锥齿轮、系杆，左电机驱动连接左圆锥齿轮， 系杆上安装上圆锥齿轮和支撑板，上圆锥齿轮和左圆锥齿轮相啮合， 上圆锥齿轮和支撑板上分别安装连接后电机支撑板和前电机支撑板， 右支架安装固定在后电机支撑板上，右支架上安装连接右上液压缸和 右下液压缸，左支架上安装左上液压缸和左下液压缸，左支架和右支 架通过液压缸连接，后电机支撑板和前电机支撑板上安装电机，电机 通过轴驱动连接钻头。
2.根据权利要求1所述的双自由度钻头，其特征是所述的系杆 上安装有右圆锥齿轮，右圆锥齿轮与上圆锥齿轮啮合。
3.根据权利要求1所述的双自由度钻头，其特征是所述的左电 机与左圆锥齿轮之间设有左减速器，左电机通过左减速器驱动连接左 圆锥齿轮。
4.根据权利要求1所述的双自由度钻头，其特征是所述的机架 上安装右电机，右电机通过右减速器驱动连接系杆。
5.根据权利要求1所述的双自由度钻头，其特征是所述的电机 与轴之间设有切削减速器。
技术领域
本发明涉及一种机械钻孔的装置，特别是实现打空间曲线的钻空设 备，属于机械工具技术领域。
背景技术
发明内容
本发明的技术方案是：双自由度钻头，其特征是设有机架3和左支 架20、右支架19，机架3上安装左电机1、左圆锥齿轮4、系杆5，左 电机1驱动连接左圆锥齿轮4，系杆5上安装上圆锥齿轮9和支撑板10， 上圆锥齿轮9和左圆锥齿轮4相啮合，上圆锥齿轮9和支撑板10上分 别安装连接后电机支撑板12-1和前电机支撑板12-2，右支架19安装固 定在后电机支撑板12-1上，右支架19上安装连接右上液压缸(或气缸) 15-1和右下液压缸(或气缸)15-2，左支架20上安装左上液压缸(或 气缸)17-1和左下液压缸(或气缸)17-2，左支架20和右支架19通过 液压缸(或气缸)16连接，后电机支撑板12-1和前电机支撑板12-2 上安装电机13，电机13通过轴11驱动连接钻头18。
所述的系杆5上安装有右圆锥齿轮6，右圆锥齿轮6与上圆锥齿轮 9啮合。左电机1与左圆锥齿轮4之间设有左减速器2，左电机1通过 左减速器2驱动连接左圆锥齿轮4。机架3上安装右电机8，右电机8 通过右减速器7驱动连接系杆5。电机13与轴11之间设有切削减速器 14。
本发明结构新颖合理简单，生产制造容易，成本低，采用双自由度 转动机构和进给机构，实现钻有两个自由度弯曲的孔，可广泛应用于石 油钻探、勘探等领域，提高钻探效率、打孔质量。
附图说明
图1是本发明的双自由度钻头进给机构原理示意图；
图2是本发明的双自由度钻头双自由度转动结构示意图；
图3是本发明的双自由度钻头双自由度机构运动关系图；
图4是本发明的双自由度钻头运动矢量示意图。
图中：左电机1、左减速器2、机架3、左圆锥齿轮4、系杆5、右 圆锥齿轮6、右减速器7、右电机8、上圆锥齿轮9、支撑板10、轴11、 后电机支撑板12-1、前电机支撑板12-2、电机13、切削减速器14、右 上液压缸(或气缸)15-1、右下液压缸(或气缸)15-2、液压缸(或气 缸)16、左上液压缸(或气缸)17-1、左下液压缸(或气缸)17-2、钻 头18、右支架19、左支架20。
具体实施方式
双自由度钻头进给机构原理如图1，左上液压缸(或气缸)17-1、 左下液压缸(或气缸)17-2向外运动，和孔壁接触并压紧，右上液压缸 (或气缸)15-1、右下液压缸(或气缸)15-2向里运动，液压缸(或气 缸)16运动，推动钻头向前进给；左上液压缸(或气缸)17-1、左下液 压缸(或气缸)17-2向里运动，和孔壁脱离接触，右上液压缸(或气缸) 15-1、右下液压缸(或气缸)15-2向外运动，和孔壁接触并压紧，液压 缸(或气缸)16松开，带动右支架19向前运动。
双自由度钻头的双自由度转动原理如图2、图3，动坐标系O1X1Y1Z1 的建立如下：以左圆锥齿轮4的轴线为Z1轴，上圆锥齿轮9的回转轴 线为X1轴，Z1轴和X1轴的交点为坐标原点O1，原点O1也是共轭球心C， 用右手法则确定Y1轴。
当右电机8不旋转时，系杆5静止，左电机1通过左减速器2驱动 左圆锥齿轮4旋转，左圆锥齿轮4驱动上圆锥齿轮9绕过共轭球心C的 坐标X1轴旋转，上圆锥齿轮9带动后电机支撑板12-1和前电机支撑板 12-2转动。从而驱动钻头18转动；当左电机1不旋转时，左圆锥齿轮 4不旋转，右电机8通过右减速器7驱动系杆5旋转，系杆5驱动上圆 锥齿轮9做如下的运动，运动关系如图3所示，ω9，5为上圆锥齿轮9相 对于系杆5的运动，方向如图3所示，这时，上圆锥齿轮9的运动ω9 由两个运动合成，即绕过共轭球心C的X1轴的ω9，5和绕过共轭球心C 的Z1轴的ω5，方向如图3所示，其中|ω5|＝|ω9，5|tan β2，所以钻头 18的转动为两个运动合成，即绕过共轭球心C的X1轴的ω9，5和绕过共 轭球心C的Z1轴的ω5；当左电机1、右电机8联动时，即第一组、第二 组传动机构电机均工作时，钻头18的转动为绕过球心C的X1和Z1轴 的空间复合转动。
没有减速器，则驱动力矩取决于电机的输出力矩。有了减速器，则 增加驱动力矩。
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