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采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动装置

阅读：840发布：2023-03-12

专利汇可以提供采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，包括分别由带传动驱动的空心齿轮轴和转子套筒，在所述转子套筒上设有与其轴线相垂直的光学玻璃旋转轴，通过光学玻璃旋转轴相连接有光学玻璃；在所述空心齿轮轴上端设有锥齿轮，锥齿轮啮合且轴交角为90°有锥齿轮，锥齿轮通过其中心轴连接于转子套筒侧壁上，且锥齿轮中心轴轴线平行于光学玻璃旋转轴的轴线；所述锥齿轮中心轴通过连杆与光学玻璃旋转轴相互垂直连接。本装置提高了系统的精度，降低了系统的振动和噪声，实现了激光加工头光学元件转动和摆动的问题。，下面是采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，包括分别由带传动驱动的空心齿轮轴和转子套筒(17)，其特征在于：在所述转子套筒(17)上设有与其轴线相垂直的光学玻璃旋转轴(15)，通过光学玻璃旋转轴(15)相连接有光学玻璃(16)；在所述空心齿轮轴上端设有锥齿轮(18)，该锥齿轮(18)啮合有锥齿轮(4)且轴交角为90°，锥齿轮(4)通过其中心轴连接于转子套筒(17)侧壁上，且锥齿轮(4)中心轴轴线平行于光学玻璃旋转轴(15)的轴线；所述锥齿轮(4)中心轴偏心段通过连杆(5)与光学玻璃旋转轴(15)偏心段相互垂直连接。
2.根据权利要求1所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述带传动驱动的空心齿轮轴为第一带轮(2)通过轴承(1)设置在轴承座(21)上，第一带轮(2)与第二带轮(19)通过同步带(3)传动连接，且第二带轮(19)固定在锥齿轮(18)空心轴上。
3.根据权利要求1所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述带传动驱动的转子套筒(17)为第三带轮(7)通过轴承(8)设置在外壳套筒(13)上，第三带轮(7)与第四带轮(11)通过同步带(10)传动连接，且第四带轮(11)套接在转子套筒(17)上方。
4.根据权利要求1所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述光学玻璃旋转轴(15)通过转轴轴承(14)、轴承座(6)与转子套筒(17)相连。
5.根据权利要求1所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述空心齿轮轴通过轴承(20)连接于轴承座(21)上。
6.根据权利要求1所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述转子套筒(17)通过轴承(12)连接于外壳套筒(13)上。
7.根据权利要求6所述的采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，其特征在于：所述外壳套筒(13)上设置有挡板(9)。

说明书全文

采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及激光加工装备，特别一种是实现激光加工头部件中光学元件转动和摆动的装置。

背景技术

[0002] 机械种类繁多，但它们一般由动力系统、传动系统、执行系统、操作系统和控制系统等组成，要想实现机械或部件的特定运动，其动力系统、传动系统和执行系统是必不可少的。虽然在一些特定场合，直接驱动技术实现了动力系统和传动系统两者的功能，但是每一种机械的执行系统都是特定的，它与其功能即所要实现的运动形式有关。大多数机械所实现的仅是单一运动形式，其执行系统也相对简单，通常采用齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、间歇机构、带传动等的输出运动来实现，而对于要求实现多元运动的机械，执行系统就变得比较复杂，需要采用多种机构及传动方式来实现。

[0003] 在某些激光加工装备的光学加工头中，要求光学元件同时发生摆动和转动。单独实现摆动或转动的技术很成熟且结构简单，例如实现转动可以采用齿轮传动、带传动或直接驱动法等驱动构件旋转，要实现摆动则可用连杆机构、凸轮机构等。但是要实现上述多元运动，必须选用两种或两种以上传动方式，并采用合理的结构有效组合，结构也因此较为复杂。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是提供一种采用曲柄摇杆机构和行星轮系实现激光加工头部件中光学元件转动和摆动的装置。

[0005] 本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。

[0006] 采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，包括分别由带传动驱动的空心齿轮轴和转子套筒，在所述转子套筒上设有与其轴线相垂直的光学玻璃旋转轴，通过光学玻璃旋转轴相连接有光学玻璃；在所述空心齿轮轴上端设有锥齿轮，该锥齿轮与另一锥齿轮啮合且轴交角为90°，后者通过其中心轴连接于转子套筒侧壁上，且其中心轴轴线平行于光学玻璃旋转轴的轴线；所述锥齿轮中心轴偏心段通过连杆与光学玻璃旋转轴偏心段相互垂直连接。

[0007] 本实用新型进一步的特征在于：

[0008] 所述带传动驱动的空心齿轮轴为第一带轮通过轴承设置在轴承座上，第一带轮与第二带轮通过同步带传动连接，且第二带轮固定在锥齿轮空心轴上。

[0009] 所述带传动驱动的转子套筒为第三带轮通过轴承设置在外壳套筒上，第三带轮与第四带轮通过同步带传动连接，且第四带轮套接在转子套筒上方。

[0010] 所述光学玻璃旋转轴通过转轴轴承、轴承座与转子套筒相连。

[0011] 所述空心齿轮轴通过轴承连接于轴承座上。

[0012] 所述转子套筒通过轴承连接于外壳套筒上。

[0013] 所述外壳套筒上设置有挡板。

[0014] 本实用新型采用曲柄摇杆机构和行星轮系实现激光加工头部件中光学元件转动和摆动的装置，包括分别由同步带传动驱动的转子套筒和曲柄摇杆机构-行星轮系组合，光学元件和曲柄摇杆机构分别安装在转子套筒上。转子套筒的转动带动光学元件转动，曲柄摇杆机构的输出摆动驱动光学元件摆动。

[0015] 本实用新型合理选择电机并设计传动系统可使得光学元件的摆动频率达到很高，克服了直接采用摆动电机难以实现高频摆动的困难。由于采用同步带传动，可以有效降低系统的振动和噪声，同时能很好保证系统精度，也解决了大孔径空心力矩电机难以实现较高转速的问题。附图说明

[0016] 图1为本实用新型实结构示意图。

[0017] 图中：1、轴承；2、第一带轮；3、同步带；4、锥齿轮；5、连杆；6、轴承座；7、第三带轮；8、轴承；9、挡板；10、同步带；11、第四带轮；12、轴承；13、外壳套筒；14、转轴轴承；15、光学玻璃旋转轴；16、光学玻璃；17、转子套筒；18、锥齿轮；19、第二带轮；20、轴承；21、轴承座。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步说明。

[0019] 如图1所示，该采用同步带传动实现激光加工头光学元件转动和摆动的装置，包括分别由带传动驱动的空心齿轮轴和转子套筒17，其中：在转子套筒17上设有与其轴线相垂直的光学玻璃旋转轴15，通过光学玻璃旋转轴15相连接有光学玻璃16；在空心齿轮轴上端设有锥齿轮18，该锥齿轮18啮合有锥齿轮4且轴交角为90°，锥齿轮4通过其中心轴连接于转子套筒17侧壁上，且锥齿轮4中心轴轴线平行于光学玻璃旋转轴15的轴线；所述锥齿轮4中心轴偏心段通过连杆5与光学玻璃旋转轴15偏心段相互垂直连接。

[0020] 本实施例中，通过带传动驱动的空心齿轮轴为第一带轮2通过轴承1设置在轴承座21上，第一带轮2与第二带轮19通过同步带3传动连接，且第二带轮19固定在锥齿轮18空心轴上方。

[0021] 本实施例中，通过带传动驱动的转子套筒17为第三带轮7通过轴承8设置在外壳套筒13上，第三带轮7与第四带轮11通过同步带10传动连接，且第四带轮11套接在转子套筒17上。

[0022] 光学玻璃旋转轴15通过转轴轴承14、轴承座6与转子套筒17相连。空心齿轮轴通过轴承20连接于轴承座21上。转子套筒17通过轴承12连接于外壳套筒13上。外壳套筒13上设置有挡板9。

[0023] 该采用带传动实现激光加工头中光学元件转动和摆动的装置，将光学玻璃16通过曲柄摇杆机构(锥齿轮4、光学玻璃旋转轴15和连杆5)和行星轮系(锥齿轮4和锥齿轮18)来实现光学玻璃的摆动和转动。本实用新型的光学玻璃旋转轴15和锥齿轮4轴上有偏心段，与连杆5两端相连接组成曲柄摇杆机构，锥齿轮4和锥齿轮18组成行星轮系，锥齿轮
4安装在转子套筒17上，锥齿轮18通过轴承20固定在轴承座21上，第一带轮2和第三带轮7分别通过轴承1和轴承8固定在轴承座21和外壳套筒13的轴承座孔中，第四带轮11和第二带轮19分别固定于转子套筒17的上端和锥齿轮18的轴上。

[0024] 本实用新型采用曲柄摇杆机构(锥齿轮4、光学玻璃旋转轴15和连杆5)和行星轮系(锥齿轮4和锥齿轮18)来实现光学玻璃16的摆动和转动。采用同步带传动(第三带轮7、第四带轮11和同步带10)来驱动转子套筒17旋转，从而带动光学玻璃旋转轴15及光学玻璃16旋转。光学玻璃16的摆动采用曲柄摇杆机构和行星轮系来实现。锥齿轮4为行星轮，在锥齿轮18和行星架即转子套筒17作用下发生自转和公转，其自转通过连杆5带动左侧的光学玻璃旋转轴15摆动，从而实现光学玻璃16的摆动；锥齿轮4公转保证了光学玻璃16与转子套筒17同步转动，从而实现了摆动和转动，锥齿轮18转动通过同步带传动(第一带轮2、第二带轮19和同步带3)来实现。

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