一种电镀用3D摇摆装置

摘要

本发明涉及一种电镀用3D摇摆装置，包括支架、3D摇摆机构以及驱动电机，驱动电机作用于3D摇摆机构；3D摇摆机构包括转轴，该转轴的上端设有水平运动组件和上下运动组件；上下运动组件包括一运动下部、一运动上部以及；运动上部的顶端固设于上下运动板的底面，运动下部呈圆柱状，运动下部圆周面上凸设有第一台阶；运动上部呈筒状，运动上部的下缘对应设有与之匹配的第二台阶；当运动上部与运动下部配合连接时，运动上部和运动下部在上下方向上联动；水平运动组件包括一偏心轴，该偏心轴的下端偏心固设于运动下部顶端，偏心轴的上端向上穿过运动上部以及上下运动板并固定连接于水平运动板。本发明结构简单、占用空间小，且可靠性好。

权利要求

1.一种电镀用3D摇摆装置，其特征在于：包括支架（1）、3D摇摆机构（2）以及驱动电机（3），所述3D摇摆机构（2）设于所述支架（1）上，所述驱动电机（3）作用于所述3D摇摆机构（2）；

所述3D摇摆机构（2）包括转轴（20）、上下运动板（23）以及水平运动板（24），上下运动板（23）在水平运动板（24）的下方支承水平运动板（24），水平运动板（24）与上下运动板（23）在水平方向滑动连接，所述转轴（20）的一端设有上下运动组件（21）及水平运动组件（22），所述转轴（20）的另一端与所述驱动电机（3）的输出端传动连接；

所述上下运动组件（21）包括一运动下部（210）及一运动上部（211）；所述运动下部（210）与转轴（20）同轴固定连接，所述运动上部（211）与上下运动板（23）固定连接，所述运动上部（211）与运动下部（210）相对设置；所述运动下部（210）呈柱状，该柱状的运动下部（210）的上缘沿圆周方向设有第一台阶（2100），该第一台阶（2100）在水平方向上围绕所述运动下部（210）形成凹凸的波浪状；

所述运动上部（211）呈筒状，该筒状的运动上部（211）的下缘对应所述运动下部（210）的第一台阶（2100）形成有与第一台阶（2100）相匹配的第二台阶（2110）；当所述运动上部（211）与运动下部（210）配合连接时，所述运动上部（211）套于运动下部（210）的圆周面外周，所述第二台阶（2110）则与第一台阶（2100）贴合定位，以构成运动上部（211）和运动下部（210）在上下方向上联动；

所述水平运动组件（22）包括一偏心轴（220），该偏心轴（220）的下端偏心定位连接于运动下部（210）顶端，偏心轴（220）的上端向上穿过运动上部（211）以及上下运动板（212）并定位连接于水平运动板（24）的驱动孔中；

在工作状态下，当转轴（20）转动时，所述偏心轴（220）绕转轴（20）轴心作水平圆周运动从而带动水平运动板（24）作水平圆周运动，所述运动下部（210）绕转轴（20）轴心转动，运动上部（211）与运动下部（210）配合从而带动上下运动板（23）作上下往复运动，以此所述上下运动板（23）将其上下往复运动传递给水平运动板（24），迫使水平运动板（24）在作水平圆周运动的同时作上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：所述3D摇摆机构（2）包括两个转轴（20），针对每个转轴（20）均设有一水平运动组件（22）和上下运动组件（21）；两个转轴（20）平行设置，并通过一传动链（25）传动连接，所述驱动电机（3）的输出端连设其中之一的转轴（20），以此构成两个转轴（20）的运动同步。

3.根据权利要求1所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：还包括一轴承结构，该轴承结构固定在所述支架（1）上，用于承担其受到的轴向和径向载荷。

4.根据权利要求3所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：所述轴承结构采用转台轴承。

5.根据权利要求3或4所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：所述轴承结构由推力轴承（11）和径向轴承（12）构成，所述径向轴承（12）固定在所述支架（1）的下方，用于承受转轴（20）转动带来的径向力，所述推力轴承（11）设置于支架（1）和上下运动板（23）之间，用于承受上下运动板（23）和水平运动板（24）的重力。

6.根据权利要求1所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：所述支架（1）上还设有导向结构，该导向结构延伸到所述上下运动板（23）中，以实现上下运动板（23）在上下运动时的运动导向。

7.根据权利要求6所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：所述导向结构采用导向柱（10），该导向柱（10）固设在所述支架（1）上，所述上下运动板（23）中开设有与所述导向柱（10）相匹配的导向孔，工作状态下，所述导向柱（10）的穿设在该导向孔中实现上下运动板的运动导向。

8.根据权利要求1所述的电镀用3D摇摆装置，其特征在于：针对所述水平运动板（24）还设有固定块（13），防止所述水平运动板（24）上下运动的时候脱离所述上下运动板（23）。

说明书

一种电镀用3D摇摆装置

技术领域

[0001] 本发明属于电镀领域，具体涉及一种电镀用摇摆装置，尤其是一种电镀用3D摇摆装置。

背景技术

[0002] 所谓电镀，是指在电镀槽内装入预镀金属的盐类电镀液，再将被镀基体金属作为阴极通过一个挂架悬挂浸入该电镀液中，通过电解的作用，使电镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积，形成镀层的一种表面加工方法。由于电镀工件作为基体金属被投入到电镀液时，因其形状各异，容易在其表面附着气泡，又因在电镀过程中气泡部位不导电，故此在气泡部位得不到金属沉积，从而导致电镀工件表面的电镀不均匀。

[0003] 对于此类问题，通常会在电镀槽体的挂架上设置摇摆装置，通过摇摆装置将电镀工件进行摇摆来实现电镀工件的均匀电镀。一般来说，摇摆装置设置在挂架上大约需要承受1吨重的力量。由于重量的限制，现有的摇摆装置大多采用左右或上下单一的摇摆动作，这样一来，电镀工件在水平和垂直方向受到的力的作用大小必将不一致，从而对于结构特殊或较复杂的电镀工件，采用此类摇摆装置仍存在电镀不良现象。

[0004] 据发明人了解，以往在美国出现了一种三维（3D）摇摆装置，该三维摇摆装置通过上下运动和水平运动的两个结构的组合来实现其上下和水平的共同运动。其上下运动采用液压缸实现，其水平运动采用电机和偏心机构实现，该三维摇摆装置能够实现电镀工件在三维方向的摇摆。但是，很明显，由于液压缸的存在，该三维摇摆装置存在结构复杂、占用空间大、成本高、所需的精度控制要求高等缺点，采用两套结构存在可靠性降低的问题，一旦某个结构出现故障，该三维摇摆装置将不能使用。

[0005] 因此，为了解决上述问题，提出一种电镀用3D摇摆装置是本发明所要研究的课题。

发明内容

[0006] 本发明目的是提供一种电镀用3D摇摆装置，以解决现有技术的3D摇摆结构复杂、成本高昂、可靠性差等问题。

[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电镀用3D摇摆装置，包括支架、3D摇摆机构以及驱动电机，所述3D摇摆机构设于所述支架中，所述驱动电机作用于所述3D摇摆机构；

[0008] 所所述3D摇摆机构包括至少一个转轴、一上下运动板以及一水平运动板，所述转轴的上端自下而上设有上下运动组件及水平运动组件，所述转轴的下端与所述驱动机构的输出端连设；

[0009] 所述上下运动组件包括一运动下部及一运动上部；所述运动下部与转轴同心布置且相对转轴固定，所述运动上部的顶端固设于上下运动板的底面，且所述运动上部与运动下部相对设置；所述运动下部呈柱状，该柱状的运动下部的圆周面上向外凸设有一第一台阶，该第一台阶的上缘在水平方向上围绕所述运动下部形成凹凸的波浪状；

[0010] 所述运动上部呈筒状，该筒状的运动上部的下缘对应所述运动下部的第一台阶形成有与第一台阶匹配的第二台阶；当所述运动上部与所述运动下部配合连接时，所述运动上部套设于所述运动下部的圆周面外周，所述第二台阶则与所述第一台阶贴合定位，以构成所述运动上部和运动下部在上下方向上联动；

[0011] 所述水平运动组件包括一偏心轴，该偏心轴的下端偏心固设于运动下部顶端，偏心轴的上端向上穿过运动上部以及上下运动板并固定连接于水平运动板；

[0012] 在工作状态下，当转轴转动，所述偏心轴绕转轴轴心作水平圆周运动从而带动水平运动板作水平圆周运动，所述运动下部绕转轴轴心转动，运动上部与运动下部配合从而带动上下运动板作上下往复运动；所述水平运动板与上下运动板贴合布置，借此设计，所述上下运动板将其上下往复运动传递给水平运动板，迫使水平运动板在作水平圆周运动的同时作上下往复运动。

[0013] 上述技术方案中的有关内容解释如下：

[0014] 1、上述方案中，所述3D摇摆机构包括两个转轴，针对每个转轴均设有一水平运动组件和上下运动组件；两个转轴平行设置，并通过一传动链传动连接，所述驱动电机的输出端连设其中之一的转轴，以此构成，两个转轴的运动同步。

[0015] 2、上述方案中，还包括一轴承结构，该轴承结构固定在所述支架上，用于承受其受到的轴向和径向载荷。

[0016] 3、上述方案中，所述轴承结构采用转台轴承，转台轴承。

[0017] 4、上述方案中，所述轴承结构由推力轴承和径向轴承构成，所述径向轴承固定在所述支架的下方，用于承受转轴转动带来的径向力，所述推力轴承设置于支架和上下运动板之间，用于承受上下运动板和水平运动板的重力。

[0018] 5、上述方案中，所述支架上还设有导向结构，该导向结构延伸到所述上下运动板中，以实现上下运动板在上下运动时的运动导向。

[0019] 6、上述方案中，所述支架的四个拐角均设有一个导向结构。

[0020] 7、上述方案中，所述导向结构采用导向柱，所述上下运动板中开设有与所述导向柱相匹配的导向孔，工作状态下，所述导向柱的穿设在该导向孔中实现上下运动板的运动导向。

[0021] 8、上述方案中，所述筒状的运动上部的中部具有一个贯穿上下的第一通孔，第一通孔的大小必须满足偏心轴水平旋转一周不会影响到运动上部的运动，同理，对应的上下运动板上也设有一第二通孔，第二通孔也因满足偏心轴水平旋转一周不会影响到上下运动板的运动，并且第一通孔与第二通孔贯通，采用这样的设计，是为了使得偏心轴在转动时不会干扰上下运动板，不会导致上下运动时受到水平运动的影响而干涉其上下运动。

[0022] 9、上述方案中，3D即三维，即摇摆装置即可水平方向运动，也可上下垂直运动。

[0023] 本发明工作原理是：本发明包括支架、3D摇摆机构以及驱动电机，驱动电机作用于3D摇摆机构。所述3D摇摆机构包括至少一个转轴，该转轴的上端设有水平运动组件和上下运动组件，上下运动组件包括一运动下部、一运动上部以及一上下运动板；运动下部相对转轴固定，运动上部的顶端固设于上下运动板的底面，且运动上部与运动下部相对设置；运动下部呈圆柱状，该圆柱状的运动下部的圆周面上向外凸设有一第一台阶，该第一台阶的上缘在水平方向上围绕所述运动下部形成凹凸的波浪状；运动上部呈筒状，该筒状的运动上部的下缘对应运动下部的第一台阶形成有与第一台阶匹配的第二台阶；当运动上部与所述运动下部配合连接时，运动上部套设于运动下部的圆周面外周，第二台阶则与所述第一台阶贴合定位，以构成运动上部和运动下部在上下方向上联动；水平运动组件包括一偏心轴，该偏心轴的下端偏心固设于运动下部顶端，偏心轴的上端向上穿过运动上部以及上下运动板并固定连接于水平运动板。

[0024] 在工作状态下，当转轴转动，所述偏心轴绕转轴轴心作水平圆周运动从而带动水平运动板作水平圆周运动，所述运动下部绕转轴轴心转动，运动上部与运动下部配合从而带动上下运动板作上下往复运动；所述水平运动板与上下运动板贴合布置，借此设计，所述上下运动板将其上下往复运动传递给水平运动板，迫使水平运动板在作水平圆周运动的同时作上下往复运动。

[0025] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

[0026] 本发明通过一个驱动电机驱动转轴运动，同时带动上下运动组件和水平运动组件运动，上下运动组件和水平运动组件通过一个巧妙的机械结构实现了本发明的3D摇摆，本发明结构简单、占用空间小、可靠性好。

[0027] 本发明通过两个转轴、针对每个转轴均设有上下运动组件和水平运动组件，以实现上下和水平方向上的3D摇摆受力更加均匀，使得本发明的可靠性进一步提高。

[0028] 本发明的支架中固设有推力轴承和径向轴承，径向轴承固定在支架的下方，用于承受转轴转动带来的径向力，推力轴承设置于支架和上下运动板之间，用于承受上下运动板和水平运动板的重力。在装置中设置推力轴承和径向轴承进一步保证了本发明的可靠性。

[0029] 本发明还设有一个导向柱，上下运动板中开设有与导向柱相匹配的导向孔，工作状态下，导向柱的穿设在该导向孔中进行上下运动板的运动导向从而实现了上下运动组件和上下运动板的有效导向。

附图说明

[0030] 附图1为本实施例中电镀用3D摇摆装置的立体结构示意图；

[0031] 附图2为本实施例中电镀用3D摇摆装置的侧面结构示意图；

[0032] 附图3为本实施例中电镀用3D摇摆装置的正面结构示意图；

[0033] 附图4为本实施例中电镀用3D摇摆装置的侧面剖面示意图；

[0034] 附图5为本实施例中电镀用3D摇摆装置的正面剖面示意图；

[0035] 附图6为本实施例中电镀用3D摇摆装置运动上部侧视图；

[0036] 附图7为图6的俯视图；

[0037] 附图8为本实施例中电镀用3D摇摆装置运动上部的立体结构示意图；

[0038] 附图9为本实施例中电镀用3D摇摆装置运动下部侧视图；

[0039] 附图10为图9的左视图；

[0040] 附图11为本实施例中电镀用3D摇摆装置运动下部立体结构示意图；

[0041] 附图12为本实施例中电镀用3D摇摆装置的爆炸结构示意图；

[0042] 附图13为本实施例中电镀用3D摇摆装置的工作原理示意图。

[0043] 以上附图中：1、支架；10、导向柱；11、推力轴承；12、径向轴承；13、固定块；2、3D摇摆机构；20、转轴；21、上下运动组件；210、运动下部；2100、第一台阶；211、运动上部；2110、第二台阶；22、水平运动组件；220、偏心轴；23、上下运动板；24、水平运动板；25、传动链；26、降噪板；3、驱动电机；4、电镀槽。

具体实施方式

[0044] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

[0045] 实施例：一种电镀用3D摇摆装置

[0046] 参见附图1-12所示，包括支架1、3D摇摆机构2以及驱动电机3，所述3D摇摆机构2设于所述支架1中，所述驱动电机3作用于所述3D摇摆机构2。

[0047] 其中，所述3D摇摆机构2包括两个转轴20、一个上下运动板23以及一个水平运动板24，两个转轴20平行布置，且通过一传动链25连接，在其中一个转轴20上连接驱动电机3的输出端，以构成两个转轴20的同步运动，每个转轴20的上端自下而上设有上下运动组件21及水平运动组件22，所述转轴20的下端与所述驱动机构3的输出端连设。

[0048] 所述上下运动组件21包括一运动下部210及一运动上部211。所述运动下部210与转轴20同心布置且相对转轴20固定，所述运动上部211的顶端固设于上下运动板23的底面，且所述运动上部211与运动下部210相对设置。

[0049] 所述运动下部210呈柱状，该柱状的运动下部210的圆周面上向外凸设有一第一台阶2100，该第一台阶2100的上缘在水平方向上围绕所述运动下部210形成凹凸的波浪状。

[0050] 所述运动上部211呈筒状，该筒状的运动上部211的下缘对应所述运动下部210的第一台阶2100形成有与第一台阶2100相匹配的第二台阶2110。当所述运动上部211与运动下部210配合连接时，所述运动上部211套于运动下部210的圆周面外周，所述第二台阶2110则与第一台阶2100贴合定位，以构成运动上部211和运动下部210在上下方向上联动。

[0051] 所述水平运动组件22包括一偏心轴220，该偏心轴220的下端偏心固设于运动下部210顶端，偏心轴220的上端向上穿过运动上部211以及上下运动板212并固定连接于水平运动板24。

[0052] 在工作状态下，当转轴20转动，所述偏心轴220绕转轴20轴心作水平圆周运动从而带动水平运动板24作水平圆周运动，所述运动下部210绕转轴20轴心转动，运动上部211与运动下部210配合从而带动上下运动板23作上下往复运动；所述水平运动板24与上下运动板23贴合布置，借此设计，所述上下运动板23将其上下往复运动传递给水平运动板24，迫使水平运动板24在作水平圆周运动的同时作上下往复运动。

[0053] 所述筒状的运动上部211的中部具有一个贯穿上下的第一通孔，第一通孔的大小必须满足偏心轴220水平旋转一周不会影响到运动上部211的运动，同理，对应的上下运动板23上也设有一第二通孔，第二通孔也因满足偏心轴220水平旋转一周不会影响到上下运动板23的运动，并且第一通孔与第二通孔贯通，采用这样的设计，是为了使得偏心轴220在转动时不会干扰上下运动板23，不会导致其上下运动时受到水平运动的影响而干涉其上下运动。

[0054] 针对两个转轴20，均设有上下一个推力轴承11和两个径向轴承12，径向轴承12固定在支架1上，用于承受转轴20转动带来的径向力，所述推力轴承11设置于支架1和上下运动板23之间，用于承受上下运动板23和水平运动板24的重力。

[0055] 在支架1的四个拐角处均设有一导向柱10，上下运动板23中开设有与导向柱10相匹配的导向孔，工作状态下，所述导向柱10的穿设在该导向孔中实现上下运动板的运动导向。

[0056] 在水平运动板24的上方还设有四个固定块13，四个固定块13通过一个固定架固定在水平运动板24的上方，用以防止水平运动板24上下运动的时候脱离所述上下运动板23。

[0057] 下面介绍本实施例的工作原理：参见附图13，在电镀过程中，电镀槽4中装入电镀液，待电镀的电镀工件作为基体金属通过挂架悬挂浸入电镀液中进行电镀，再通过本发明的3D摇摆装置对电镀工件进行摇摆实现电镀工件的均匀电镀。

[0058] 驱动电机3的输出端连接转轴20，转轴20的上端自下而上分别为上下运动组件21、上下运动板23、水平运动组件22以及水平运动板24。上下运动组件21包括一运动下部210及一运动上部211，运动下部210与转轴20同心布置且相对转轴20固定，运动上部211的顶端固设于上下运动板23的底面，且运动上部211与运动下部210相对设置,运动上部211和运动下部210配合作用实现联动。水平运动组件22包括一偏心轴220，该偏心轴220的下端偏心固设于运动下部210顶端，上端向上穿过运动上部211以及上下运动板212并固定连接于水平运动板24。

[0059] 在工作状态下，当转轴20转动，偏心轴220作水平圆周运动从而带动水平运动板24作水平圆周运动，运动下部210转动，且运动上部211与运动下部210配合从而带动上下运动板23作上下往复运动；水平运动板24与上下运动板23贴合布置，通过力的传递作用，上下运动板23将其上下往复运动传递给水平运动板24，迫使水平运动板24在作水平圆周运动的同时还产生上下往复运动。

[0060] 针对上述实施例，本实施例进一步解释及可能产生的变化描述如下：

[0061] 1、上下运动板：本实施例中，上下运动板23在水平运动板24的下方支承水平运动板24，上下运动板23与水平运动板24在水平方向滑动连接。参见附图12，在上下运动板23和水平运动板24之间还增设一降噪板26 ，该降噪板26固定连接在上下运动板23的上方且位于水平运动板24的下方，能够有效降低工作状态下，上下运动板23与水平运动板24在水平方向摩擦产生的噪音，降噪板26还可与上下运动板24一体设置。

[0062] 2、运动下部；本实施例中，运动下部210与运动上部211相对设置，运动下部210呈柱状，它的上缘沿圆周方向设有第一台阶2100，该第一台阶2100在水平方向上围绕所述运动下部210形成凹凸的波浪状，运动上部211呈筒状，该筒状的运动上部211的下缘对应所述运动下部210的第一台阶2100形成有与第一台阶2100相匹配的第二台阶2110，第二台阶2110与第一台阶2100贴合定位，以构成运动上部211和运动下部210在上下方向上联动。

[0063] 进一步地，第一台阶2100凸设在运动下部210的外圆周面上，且第一台阶2100的上缘在水平方向上围绕所述运动下部形成凹凸的波浪状，当所述运动上部211与运动下部210配合连接时，运动上部211套于运动下部210的圆周面外周，而此时，第二台阶2110正好与第一台阶2100贴合定位，以构成运动上部211和运动下部210在上下方向上联动。

[0064] 3、轴承结构；该轴承结构固定在支架1上，用于承担其受到的轴向和径向载荷，本实施例中轴承结构是由推力轴承11和径向轴承12构成，径向轴承12固定在所述支架1的下方，用于承受转轴20转动带来的径向力，推力轴承11设置于支架1和上下运动板23之间，用于承受上下运动板23和水平运动板24的重力。轴承结构还可以采用转台轴承，转台轴承既能承受转轴20径向受到的力，还能承受轴向受到的力。

[0065] 4、转轴；本实施例中，转轴20与运动下部210的轴向固定连接，可以通过在运动下部210内部沿轴向开设有一凹槽，在转轴20上设置花键，通过键槽配合实现运动下部210与转轴20的轴向固定连接，或者在转轴20上设凹槽，在运动下部210圆周面上设花键，同样通过键槽配合实现运动下部210与转轴20的轴向固定连接。

[0066] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。