本申請涉及零部件輸送、加工技術領域，特別地，涉及一種工件的旋轉、平移機構。

背景技術：

在管狀或棒狀工件的加工領域，常常需要一些機械裝置來控制工件旋轉、平移。在現有技術中，這些機械裝置大多由兩部分結構組成，一部分結構用來控制工件平移，例如輸送輥等，另一部分結構用來控制工件旋轉，例如固定于工件上的U形夾持裝置，通過控制夾持裝置整體旋轉實現工件旋轉，因而這類機械裝置結構復雜，并且不容易實現旋轉、平移復合運動。

針對現有技術中工件的旋轉、平移機構結構復雜的技術問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

本申請提供一種工件的旋轉、平移機構，可解決現有技術中工件的旋轉、平移機構結構復雜的技術問題。

為了解決上述問題，本申請公開了一種工件的旋轉、平移機構，包括：驅動軸，分布于工件的兩側，每側至少2根且同側的驅動軸相互平行，兩側驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線與右視基準面的夾角相等且均為銳角，兩側驅動軸中軸線在右視基準面上的投影線分別位于前視基準面的兩側、且與前視基準面的夾角相等并均為銳角，兩側驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線分別位于前視基準面兩側、且與前視基準面的夾角相等并均為銳角；驅動軸支架，用于支撐驅動軸；以及動力裝置，與驅動軸相連接，用于向驅動軸提供旋轉的動力，以使工件旋轉和/或平移。

進一步地，分布于工件的第一側的驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線與分布于工件的第二側的驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線相互重合或平行。

進一步地，分布于工件的第一側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線與分布于工件的第二側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線相互平行或在同一條直線上。

進一步地，兩側驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線與工件的平移前進方向呈銳角。

進一步地，兩側驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線與工件的平移前進方向呈鈍角。

進一步地，動力裝置包括：第一電機、第一減速器和第一傳動鏈，其中，第一電機提供的動力經由第一減速器傳遞到工件第一側的一根驅動軸，再由第一傳動鏈傳遞到工件第一側的其他驅動軸；以及第二電機、第二減速器和第二傳動鏈，第二電機提供的動力經由第二減速器傳遞到工件第二側的一根驅動軸，再由第二傳動鏈傳遞到工件第二側的其他驅動軸。

進一步地，動力裝置包括：驅動電機、減速器、第一傳動軸、第二傳動軸和換向機構，其中，驅動電機提供的動力經由減速器傳遞到第一傳動軸，再由第一傳動軸傳遞到工件第一側的其他驅動軸，驅動電機提供的動力經由減速器傳遞到換向機構，再由換向機構傳遞到第二傳動軸，再由第二傳動軸傳遞到工件第二側的其他驅動軸。

進一步地，驅動軸分布于工件的下側。

進一步地，驅動軸分布于工件的上側；工件的旋轉、平移機構還包括：支撐件，支撐件位于工件的下側。

進一步地，工件的旋轉、平移機構中的所有驅動軸與工件的摩擦系數相同。

本申請提供的工件的旋轉、平移機構，設置驅動軸支架支撐驅動軸分布于工件的兩側，每側至少2根且同側的驅動軸相互平行，重要的是，兩側驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線與右視基準面的夾角相等且均為銳角，兩側驅動軸中軸線在右視基準面上的投影線分別位于前視基準面的兩側、且與前視基準面的夾角相等并均為銳角，兩側驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線分別位于前視基準面兩側、且與前視基準面的夾角相等并均為銳角，從而當與驅動軸相連接的動力裝置向驅動軸提供旋轉的動力，使得兩側驅動軸同向或反向旋轉時，由于驅動軸與工件之間的摩擦力，能夠使工件旋轉和/或平移。與現有技術相比，本申請具有以下優點：通過兩組傾斜布置的驅動軸帶動工件分別實現工件旋轉和/或平移運動，結構簡單，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本申請工件的旋轉、平移機構實施例一的結構立體圖；

圖2為本申請工件的旋轉、平移機構實施例一的結構三視圖。

圖3至圖5為本申請工件的旋轉、平移機構實施例一的結構受力分析圖；

圖6為本申請工件的旋轉、平移機構實施例二的結構立體圖；

圖7為本申請工件的旋轉、平移機構實施例二的結構三視圖。

圖8至圖10為本申請工件的旋轉、平移機構實施例二的結構受力分析圖；

圖11為本申請工件的旋轉、平移機構實施例三的結構立體圖；

圖12為本申請工件的旋轉、平移機構實施例三的結構三視圖。

圖13至圖15為本申請工件的旋轉、平移機構實施例三的結構受力分析圖。

具體實施方式

為使本申請的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本申請作進一步詳細的說明。

在本申請的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本申請的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本申請中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。

在本申請中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實施例一

參照圖1至圖5，示出了本申請工件的旋轉、平移機構實施例一的結構及受力情況，該實施例中的工件的形狀為管狀或棒狀，機構包括驅動軸4、驅動軸支架2和動力裝置。

其中，驅動軸4分布于工件3的兩側，每側至少2根且同側的驅動軸4相互平行，兩側的驅動軸4設置時，參考以下的角度關系：兩側驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線與右視基準面的夾角A相等且均為銳角，兩側驅動軸中軸線在右視基準面上的投影線分別位于前視基準面的兩側、且與前視基準面的夾角B相等并均為銳角，兩側驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線分別位于前視基準面兩側、且與前視基準面的夾角C相等并均為銳角，同時，分布于工件的第一側的驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線與分布于工件的第二側的驅動軸中軸線在前視基準面上的投影線相互重合或平行，其中，重合的情況是指兩側驅動軸個數相等且相互對稱。

驅動軸支架2安裝在底座1上，驅動軸4安裝在驅動軸支架2上，其中，如圖所示，可以為每個驅動軸4設置一個驅動軸支架2，各驅動軸支架2之間相互獨立；也可以設置整體支架，本申請對此不做限定。

工件3的兩側均設置有動力裝置，與驅動軸4相連接，用于向驅動軸4提供旋轉的動力，可選地，動力裝置包括電機7、減速器6和傳動鏈5。

設置于工件3第一側的第一電機提供的動力經由第一減速器傳遞到工件第一側的一根驅動軸，再由第一傳動鏈傳遞到工件第一側的其他驅動軸。設置于工件3第二側的第二電機提供的動力經由第二減速器傳遞到工件第二側的一根驅動軸，再由第二傳動鏈傳遞到工件第二側的其他驅動軸。也就是說，驅動軸之間通過傳動鏈傳動，所有驅動軸的轉動，使得工件旋轉或平移。

具體地，同一側驅動軸作為一組驅動軸的話，同組驅動軸的旋轉方向相同。每組驅動軸有正、反兩種旋轉方式，兩組驅動軸共有四種旋轉組合方式，分別可驅動工件前進、后退、正轉、反轉。

如圖2所示，所有傳動軸與工件之間均為點接觸，同側驅動軸與工件接觸點在右視基準面上的投影為同一點。兩側驅動軸接觸點在右視基準面上的兩個投影點高度相同且關于前視基準面對稱。由于驅動軸數量可能很多，因此下面受力分析中所提到的由驅動軸引起的某個力均表示單側各驅動軸所產生對應力的合力。

工件運動時所受到的力來源于三個方面：

第一是重力G，穿過工件重心，垂直指向上視基準面。

第二是兩側驅動軸對工件的支持力F1和F2，力量來自驅動軸，穿過接觸點，指向工件中心軸且平行于右視基準面。由于工件中心軸與前視基準面重合且平行于上視基準面，結合前文關于接觸點和驅動軸的描述可知：F1=F2=G*sinB。

第三是摩擦力，工件受重力對兩側驅動軸產生壓力F1＇和F2＇，當驅動軸旋轉時工件會受到來自驅動軸的摩擦力f1和f2。摩擦力穿過接觸點，其方向與驅動軸在接觸點上相對于工件的旋轉趨勢方向相同。由于F1=F2，根據牛頓第三運動定律可知：F1=F1＇,F2=F2＇；因此f1=f2=F1＇*μ=F2＇*μ。μ為驅動軸與工件之間的摩擦系數。

工件在平移方向上受到的力可使其前進、后退或無平移，工件在其與右視基準面相平行截面上受到的力可使其正轉、反轉或無旋轉。下面對驅動軸旋轉時工件所受到的力在X軸和右視（YZ）基準面上進行分解并解釋運動原理。

定義：本申請中所提到的旋轉方向，逆時針（正轉）一律以正或+表示，順時針（反轉）以負或-表示。前進方向為X+,后退方向為X-。內側驅動軸順時針旋轉時其對工件產生的摩擦力為f1負，內側驅動軸逆時針旋轉時其對工件產生的摩擦力為f1正。外側驅動軸順時針旋轉時其對工件產生的摩擦力為f2負，外側驅動軸逆時針旋轉時其對工件產生的摩擦力為f2正。所有力量在X方向上的分解力分別以X+、X-表示,在右視基準面上的分解力以YZ表示。正是摩擦力在各基準軸上的分解力的不同組合方式驅動工件平移和旋轉，具體旋轉方向和運動方式如下表一所示。

表一

在上述描述的實施例中，驅動軸分布于工件的下側，實際上，驅動軸還可分布于工件的上側，同時在工件的下側設置支撐件，通過支撐件所提供的支撐力使得驅動軸在旋轉時，仍可通過摩擦力帶動工件旋轉或平移。

實施例二

參照圖6至圖10，示出了本申請工件的旋轉、平移機構實施例二的結構及受力情況，該實施例與上述實施例一的不同僅在于驅動軸在工件兩側的設置角度不同，相同部分請參考上述實施例一，此處不再贅述，下文重點說明驅動軸在工件兩側的設置方式。

在該實施例中，如圖7所示，分布于工件的第一側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線與分布于工件的第二側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線相互平行或在同一條直線上，且兩側驅動軸中軸線上視基準面上的投影線與工件的平移前進方向呈銳角。

每組驅動軸有正、反兩種旋轉方式，兩組驅動軸共有四種旋轉組合方式，其中兩種組合方式可分別驅動工件螺旋前進、螺旋后退。螺旋方向與普通右旋螺栓上的螺牙相近。另外兩種旋轉組合方式無法驅動零部件運動。

關于受力分析該實施例不再贅述，該實施例中驅動軸的具體旋轉方向和工件的運動關系如下表二所示。

在上述描述的實施例中，驅動軸分布于工件的下側，實際上，驅動軸還可分布于工件的上側，同時在工件的下側設置支撐件，通過支撐件所提供的支撐力使得驅動軸在旋轉時，仍可通過摩擦力帶動工件旋轉和平移。

表二

實施例三

參照圖11至圖15，示出了本申請工件的旋轉、平移機構實施例三的結構及受力情況，該實施例與上述實施例一的不同僅在于驅動軸在工件兩側的設置角度不同，相同部分請參考上述實施例一，此處不再贅述，下文重點說明驅動軸在工件兩側的設置方式。

在該實施例中，如圖12所示，分布于工件的第一側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線與分布于工件的第二側的驅動軸中軸線在上視基準面上的投影線相互平行或在同一條直線上，且兩側驅動軸中軸線上視基準面上的投影線與工件的平移前進方向呈鈍角。

每組驅動軸有正、反兩種旋轉方式，兩組驅動軸共有四種旋轉組合方式，其中兩種組合方式可分別驅動工件螺旋前進、螺旋后退。螺旋方向與左旋螺栓上的螺牙相近。另外兩種旋轉組合方式無法驅動零部件運動。

關于受力分析該實施例不再贅述，該實施例中驅動軸的具體旋轉方向和工件的運動關系如下表三所示。

在上述描述的實施例中，驅動軸分布于工件的下側，實際上，驅動軸還可分布于工件的上側，同時在工件的下側設置支撐件，通過支撐件所提供的支撐力使得驅動軸在旋轉時，仍可通過摩擦力帶動工件旋轉和平移。

表三

需要說明的是，上述實施例為優選實施例，相關功能部件可以用其他部件代替，例如：每根驅動軸由單獨一臺電機驅動、每側驅動軸分別由一臺電機加一根傳動軸驅動、兩側驅動軸由一臺電機加一臺換向機構加兩根傳動軸驅動等等。

具體地，例如，動力裝置也可包括驅動電機、減速器、第一傳動軸、第二傳動軸和換向機構，其中，驅動電機提供的動力經由減速器傳遞到第一傳動軸，再由第一傳動軸傳遞到工件第一側的其他驅動軸，驅動電機提供的動力經由減速器傳遞到換向機構，再由換向機構傳遞到第二傳動軸，再由第二傳動軸傳遞到工件第二側的其他驅動軸。其中，也可以不設置減速器。

本說明書中的各個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

以上對本申請所提供的一種工件的旋轉、平移機構，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。