一种适用于直线切割作业的切割器

摘要

本发明提供一种适用于直线切割作业的切割器，包括壳体内由电机驱动而作旋转运动和直线进给运动的传动机构，以及设于所述传动机构一侧、由传动机构带动而高速旋转的切割组件；通过设置于传动机构的螺杆传动轴内外两侧的外轴和旋转轴的协同动作，带动设置于传动机构一侧的切割组件高速旋转的同时，实施直线进给运动。本发明的适用于直线切割作业的切割器，结构简单，能够实施不同形式的切割作业，提高了安全性。

权利要求

1.一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于，其包括：壳体(7)内由电机(1)驱动而作旋转运动和直线进给运动的传动机构(3)，以及设于所述传动机构(3)一侧、由传动机构(3)带动而高速旋转的切割组件(6)；

所述传动机构(3)包括一端具中空环形结构、另一端安装有齿轮配合结构的螺杆传动轴(31)，所述螺杆传动轴(31)安装有所述齿轮配合结构的一端与所述电机相连，所述螺杆传动轴(31)具中空环形结构一端的外侧设有外螺纹结构；

所述螺杆传动轴(31)具中空环形结构一端的外侧旋接有外轴(32)，所述外轴能够相对于所述螺杆传动轴(31)作直线运动，其内侧设有随所述螺杆传动轴(31)旋转的旋转轴(35)；

所述螺杆传动轴(31)中空环形结构的中空部分固定设置有具中空多面柱体结构的方套(37)，所述旋转轴(35)与方套(37)中空多面柱体结构具相同结构的一端穿过所述方套(37)的中空多面柱体结构延伸到螺杆传动轴(31)的中空部分、且与方套(37)保持间隙配合；所述外轴(32)的尾端(32b)与所述旋转轴(35)之间至少设置一个带动旋转轴(35)沿轴向方向直线进给的轴承对(36)。

2.如权利要求1的一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于：所述外轴(32)和旋转轴(35)均长于所述螺杆传动轴(31)中空环形结构的中空部分的长度、并延伸至壳体(7)的外部，所述旋转轴(35)延伸至壳体(7)外部的一端安装有齿轮。

3.如权利要求1的一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于：所述外轴(32)的顶端(32a)的内侧设有与所述外螺纹结构相配合的内螺纹结构，且所述外轴(32)的行程大于所述内螺纹结构的长度。

4.如权利要求1的一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于：所述外轴(32)的顶端(32a)的外侧对称固定设置有一个导向滑块(34)，所述导向滑块(34)可滑动的安装在对称设置于所述外轴(32)外侧的两根导向杆(33)上。

5.如权利要求4的一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于：所述导向杆(33)的两端设置有位于导向滑块(34)两侧的到位回位保持机构(4)，所述到位回位保持机构(4)包括套设于导向杆(33)两端的弹性构件(41)和位于导向杆(33)一侧、由所述导向滑块(34)的触发块(341)触发而动作的行程开关组件(42)。

6.如权利要求2的一种适用于直线切割作业的切割器，其特征在于：所述传动机构(3)平行设置于所述电机(1)的一侧，所述螺杆传动轴(31)安装有齿轮配合结构的一端和电机(1)分别通过齿轮配合连接至齿轮减速机构(2)，旋转轴(35)安装有齿轮的一端齿轮配合连接至齿轮增速机构(5)。

说明书

一种适用于直线切割作业的切割器

技术领域

[0001] 本发明涉及切割技术领域，更具体地，涉及一种适用于直线切割作业的切割器。

背景技术

[0002] 随着城市化建设的高速发展，对已有的结构进行拆除或改进等工程建设的规模越来越大，传统的人工拆除技术，是以剁斧等工具使劲砸剁钢丝绳等物件，而实现物件的切割。这种人工切割的方法，需要人工近身操作，不仅作业效率低，而且存在极大的安全隐患问题。

[0003] 同时，科技的快速发展，使具有高强度、高韧度结构的装置或设备的使用、更新速度也越来越快，切割装置的使用不可避免。

[0004] 近来，出现了一些机械式自动切割装置，不仅提高了作业效率，同时，也增强了作业安全。如中国实用新型专利申请201520680147.X公开了一种钢丝绳切割装置。参见图1所示，该装置在底座1上安装下刀具3，对应的机架2上部安装上刀具6，下刀具2与上刀具6分别由不同的驱动装置驱动。当执行切割作业时，驱动装置带动上刀具6下移，配合下刀具3实现钢丝绳的切割。

[0005] 目前的一些自动切割装置，在执行切割作业时，通常需要配置多个驱动装置，以实现不同的运动状态，特别是，当高速旋转的刀具同时实现直线运动时，不仅需要一个以上的驱动装置，容易造成热耗大、散热困难的问题，而且构造复杂。

[0006] 此外，在需要间隔一定距离的切割作业中，例如涉及炮弹拆卸或破障弹牵引绳的切割的过程，近距离的切割操作存在一定的危险性。

发明内容

[0007] 为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种能够同时实现直线进给和旋转运动的适用于直线切割作业的切割器。

[0008] 根据本发明的一个方面，一种适用于直线切割作业的切割器，包括壳体内由电机驱动而作旋转运动和直线进给运动的传动机构，以及设于所述传动机构一侧、由传动机构带动而高速旋转的切割组件。

[0009] 所述传动机构通过螺杆传动轴的旋转，驱动直线进给和旋转运动两种运动的同步进行。螺杆传动轴的旋转带动设于螺杆传动轴中的旋转轴旋转，同时带动套设于螺杆传动轴外侧的外轴沿轴向方向直线进给，外轴直线进给的同时，通过与旋转轴之间设置的轴承对，带动旋转的旋转轴沿轴向方向的直线进给运动。

[0010] 本发明的有益效果主要如下：

[0011] (1)使用一个电机，实现传动机构的旋转和直线进给运动，不仅简化了结构、减轻了重量，而且降低了成本；

[0012] (2)传动机构能够同时实现旋转运动和直线进给运动，增强各部件间协同工作效率的同时，简化了结构；

[0013] (3)外轴与旋转轴之间设置轴承对，即可实现旋转轴的直线进给运动，结构简单，同时，其带动切割组件的直线进给运动，使切割作业能够在相隔一定距离的条件下进行，提高了安全性；

[0014] (4)导向杆和导向滑块的设置，保证外轴的直线进给运动不会发生偏转；

[0015] (5)到位回位保持机构，使切割组件到达极限位置时，不会马上停止旋转，而是保持一段时间，充分保证顺利完成切割作业或者停止作业前预留缓冲；

[0016] (6)传动机构的前后分别设置齿轮减速机构和齿轮增速机构，保证切割组件高速旋转需求，同时，保证切割组件直线进给速度较慢且平稳进行。

附图说明

[0017] 图1为现有技术一种钢丝绳切割装置的结构示意图；

[0018] 图2为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的结构示意图；

[0019] 图3为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的切割组件伸长至极限位置的结构示意图；

[0020] 图4为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的螺杆传动轴的结构示意图；

[0021] 图5为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的到位回位保持机构的结构示意图；

[0022] 图6为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的行程开关组件的结构示意图；

[0023] 图7为根据本发明实施例中一种适用于直线切割作业的切割器的齿轮增速机构的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0025] 参见图2所示，一种适用于直线切割作业的切割器，包括安装于壳体7内的电机1，电机1能够实现正向旋转或反向旋转。当施加正向电压时，电机1正向旋转；当施加反向电压时，电机1反向旋转。

[0026] 电机1驱动传动机构3同时实现直线进给和旋转运动的动作，带动设于传动机构3一侧的切割组件6高速旋转，同时，还能够使切割组件6沿轴向方向直线进给。

[0027] 传动机构3的设置，使切割组件6在保持高速旋转的同时，沿直线方向进给，增强了其适用性。高速旋转的切割组件6便于快速切割物件，或者顺利切割强韧度较大的物件；高速旋转的切割组件6同时保持直线进给，能够方便切割具一定宽度的物件，或者切割不适于直接近处切割的物件，提高了安全性。

[0028] 参见图3所示，传动机构3包括螺杆传动轴31，螺杆传动轴31的一端安装有齿轮配合结构，另一端具中空环形结构，且具中空环形结构一端的外侧设有外螺纹结构。

[0029] 螺杆传动轴31安装有齿轮配合结构的一端与电机或其他传动装置相连，以带动螺杆传动轴31旋转。

[0030] 螺杆传动轴31具中空环形结构一端的外侧旋接外轴32，外轴32能够相对于螺杆传动轴31作直线运动；中空环形结构一端内侧的中空部分设有旋转轴35，旋转轴35能够随螺杆传动轴31一起旋转，从而带动设于传动机构3一侧的切割组件6旋转。

[0031] 螺杆传动轴31旋转，带动套设于螺杆传动轴31外侧的外轴32作直线运动，从而带动位于传动机构3一侧的切割组件6沿轴向方向直线进给。

[0032] 外轴32和旋转轴35的长度均长于螺杆传动轴31中空环形结构的中空部分的长度，并且，外轴32和旋转轴35均延伸至壳体7的外部，且旋转轴35延伸至壳体7外部的一端安装有齿轮，便于外轴32和旋转轴35分别连接不同的装置或同一装置不同的位置，以实现不同的运动功能。

[0033] 通过螺杆传动轴31的旋转，同时带动外轴32和旋转轴35分别实施不同的动作，实现不同的运动状态，不仅简化了结构，而且能够更好的实现不同构件间的不同运动状态的同步性，提高了作业效率和作业的协同性。

[0034] 螺杆传动轴31中空环形结构的中空部分套设有方套37，方套37采用过盈配合固定于螺杆传动轴31的内侧。当螺杆传动轴31旋转时，带动方套37一起作旋转运动。

[0035] 方套37的内侧具中空多面柱体结构，旋转轴35的一端穿过方套37的中空多面柱体结构伸入到螺杆传动轴31的中空部分、且与方套37保持间隙配合。旋转轴35与方套37保持间隙配合，使旋转轴35能够实现相对于方套37在轴向方向的直线进给运动。

[0036] 旋转轴35穿过方套37伸入到螺杆传动轴31中空部分的一端与方套37具有相同的多面柱体结构。与方套37保持间隙配合的旋转轴35的一端的外端面与方套37的内端面具有相同的形状。

[0037] 旋转轴35的外端面与方套37的内端面相互贴合，当螺杆传动轴31带动方套37旋转时，方套37带动嵌设其内的旋转轴35一起旋转；旋转轴35的外端面与方套37的内端面保留一定的间隙，使旋转轴35能够相对于螺杆传动轴31沿轴向方向直线滑动。

[0038] 在一个具体的实施例中，方套37的中空多面柱体结构为四方柱体，嵌设于方套37的中空多面柱体结构内的旋转轴35的外端面也为四方柱体。

[0039] 由于固定设置于螺杆传动轴31的中空环形结构的中空部分的方套37与嵌设方套37内的旋转轴35均为多面柱体，当螺杆传动轴31旋转而带动方套37旋转时，旋转轴35会随螺杆传动轴31一起同步作旋转运动，而不会相对于螺杆传动轴31发生旋转。

[0040] 外轴32的尾端32b与旋转轴35之间至少设置有一个带动旋转轴35沿轴向方向直线进给的轴承对36。

[0041] 螺杆传动轴31带动旋转轴35旋转时，旋转轴35由于轴承对36的作用，能够相对于外轴32旋转，而不影响外轴32的运动状态，不会带动外轴32旋转。

[0042] 同时，由于轴承对36的作用，当外轴32沿轴向方向直线进给时，带动旋转轴35随外轴32一起沿轴向方向直线进给。

[0043] 因此，当外轴32通过轴承对36带动旋转轴35沿轴向方向直线进给时，并不会影响旋转轴35在沿轴向方向直线进给的同时保持旋转运动，从而实现了传动机构3沿轴向方向直线进给的同时，保持旋转运动，带动位于传动机构3一侧的切割组件6旋转的同时，能够沿直线方向进给，从而实现多种形式的切割作业。

[0044] 参见图4所示，外轴32的顶端32a的内侧设有内螺纹结构，该内螺纹结构与螺杆传动轴31中空环形结构外侧的外螺纹结构相配合，对应设置。当螺杆传动轴31旋转时，在外轴32与螺杆传动轴31相配合的螺纹结构的作用下，外轴32相对于螺杆传动轴31发生沿轴向方向的相对运动，带动旋转的旋转轴35沿轴向方向的直线进给运动，使传动结构3实现沿轴向方向的直线进给运动，从而带动位于传动机构3一侧的切割组件6沿轴向方向的直线进给运动。

[0045] 外轴32相对于螺杆传动轴31沿轴向方向的直线进给行程大于其内螺纹结构的长度。内螺纹结构与外螺纹结构能够相对运动至完全脱离。

[0046] 此时，螺杆传动轴31的旋转不会引起外轴32的直线进给运动，外轴32相对于螺杆传动轴31没有沿轴向方向的位移变化，传动机构3不再发生沿轴向方向的直线进给动作，位于传动机构3一侧的切割组件6也不再发生直线进给运动；螺杆传动轴31的旋转只带动旋转轴35进行旋转运动，从而带动切割组件6旋转。

[0047] 外轴32的内螺纹结构相对于螺杆传动轴31外螺纹结构运动至两者完全脱离，使位于传动机构3一侧的切割组件6能够保持在同一位置执行切割作业，根据被切割物件的性质，控制电机1电源的通断时间，从而控制切割组件6在该位置停留的时间，保证切割作业的顺利实施。

[0048] 外轴32顶端32a的外侧设置一个导向滑块34，导向滑块34固定安装于外轴32上。当外轴32沿轴向方向直线进给时，导向滑块34随外轴32一起发生沿轴向的直线进给运动。

[0049] 导向滑块34安装于对称设置于外轴32外侧的两根导向杆33上，导向滑块34能够相对于导向杆33发生滑动，导向杆33固定安装于壳体7上、且平行设置于外轴32的外侧。

[0050] 当导向滑块34随外轴32一起发生沿轴向的直线进给运动时，导向滑块34相对于导向杆33滑动。导向杆33的设置，结合壳体7与外轴32的接触部分，确保外轴32沿轴向方向的直线进给，不会发生运动偏移的现象。

[0051] 导向杆33的两端设有到位回位保持机构4，且导向滑块34位于两个到位回位保持机构4之间。导向滑块34随外轴32一起沿轴向方向直线进给，当外轴32运动至极限位置时，会触发到位回位保持机构4动作。

[0052] 参见图5所示，到位回位保持机构4包括套设于导向杆33两端的弹性构件41，以及位于导向杆33一侧的行程开关组件42。

[0053] 参见图6所示，行程开关组件42设置于外轴32的外侧，并且，靠近位于外轴32上方一侧的导向杆33。

[0054] 导向滑块34上设有一突出的触发块341，该触发块341沿外轴32的径向方向向外延伸。当导向滑块34运动到极限位置，触发块341能够触碰到行程开关组件42。

[0055] 在一个具体的实施例中，弹性构件41采用弹簧。

[0056] 当执行切割作业时，对电机1施加正向电压时，电机1驱动传动机构3正向移动，外轴32相对于螺杆传动轴31正向运动至极限位置，带动导向滑块34正向运动至极限位置时，外轴22的内螺纹结构与螺杆传动轴31的外螺纹结构刚好脱离。导向滑块34挤压套设于导向杆33一端的弹性构件41，弹性构件41阻止导向滑块34继续正向移动，从而阻止外轴22继续正向移动。与此同时，导向滑块34上向外伸出的触发块341触碰到位于导向杆33一侧的行程开关组件42，行程开关组件42将到位信号反馈至控制系统，从而控制电机1执行相应的动作。

[0057] 当切割作业完成后，对电机1施加反向电压时，螺杆传动轴31反向旋转，在弹性构件41的回复力作用下，使旋转轴35的旋转方向改变，从而带动切割组件6反转，弹性构件41的回复力使外轴32的内螺纹结构与螺杆传动轴31的外螺纹结构重新相互配合，从而使旋转的螺杆传动轴31带动外轴32反向进给。当外轴32反向运动至极限位置时，外轴32的内螺纹结构与螺杆传动轴31的外螺纹结构脱开，导向滑块34挤压套设于导向杆33另一端的弹性构件41，导向滑块34上向外伸出的触发块341触碰到设于导向杆33一侧的另一行程开关组件42，行程开关组件42将信号反馈至控制系统，从而控制电机1关闭电源，停止切割作业。

[0058] 在电机1与传动机构3之间设置齿轮减速机构2，在传动机构3与切割组件6之间设置齿轮增速机构5。电机1与传动机构3之间设置的齿轮减速机构2降低电机1传导至传动机构3的转速，同时带动传动机构3旋转。

[0059] 齿轮减速机构2与传动机构3的螺杆传动轴31具齿轮配合结构的一端相契合，电机1通过齿轮减速机构2带动螺杆传动轴31转动。

[0060] 外轴32延伸至壳体7外部的一端与齿轮增速机构5固定连接，旋转轴35延伸至壳体1外部安装有齿轮的一端与齿轮增速机构5的齿轮结构相配合。

[0061] 参见图7所示，齿轮增速机构5包括增速直齿轮对51，旋转轴35安装有齿轮的一端与增速直齿轮对51的齿轮相配合，旋转轴35的旋转运动带动增速直齿轮对51旋转。增速直齿轮对51的旋转运动，带动增速直齿轮对51所在的传动轴53旋转，传动轴53的旋转，带动设于传动轴53上的锥齿轮以及与该锥齿轮相配合的增速锥齿轮对52旋转，从而带动增速锥齿轮所在的从动轴54高速旋转，从动轴54的高速旋转，带动设于从动轴54一端的切割组件6高速旋转。

[0062] 旋转轴35的旋转运动，带动齿轮增速机构5旋转，从而带动旋接于齿轮增速机构5上的切割组件6旋转，提高切割组件6的旋转速度，使切割组件6高速旋转，执行切割作业。

[0063] 在一个具体的实施例中，齿轮减速机构2垂直设置于电机1的一侧，传动机构3平行位于电机1的上方；齿轮减速机构2的上端与传动机构3的螺杆传动机构31安装有齿轮配合机构的一端相配合；旋转轴35延伸至壳体7外部安装有齿轮的一端与齿轮增速机构5的齿轮结构相配合；切割组件6设置于齿轮增速机构5的从动轴54的上端。

[0064] 齿轮减速机构2的设置，降低了传动机构3的转速，避免了传动机构3直接连接电机1时高速旋转而造成的能耗，以及由此造成的传动机构3各部件配合动作的难度和高性能要求。

[0065] 齿轮增速机构5的设置，使较低动作速度的传动机构3能够带动切割组件6实现高速旋转，达到物件切割要求。

[0066] 本发明的一种适用于直线切割作业的切割器的具体动作方式为：电机1通过齿轮减速机构2驱动传动机构3动作，传动机构3的螺杆传动轴31在齿轮减速机构2的带动下进行旋转运动，螺杆传动轴31的旋转带动旋转轴35旋转的同时，带动外轴32沿轴向方向直线进给。

[0067] 外轴32的尾端32b与旋转轴35之间对应设置轴承对36，外轴32沿轴向方向直线进给的同时，通过轴承对36带动旋转轴35沿轴向方向直线进给。从而实现了传动机构3沿轴向方向直线进给的同时，保持旋转运动。

[0068] 外轴32的一端固定连接齿轮增速机构5，旋转轴35安装有齿轮的一端与齿轮增速机构5的齿轮结构相配合。

[0069] 当旋转轴35旋转时，带动齿轮增速机构5旋转，从而带动旋接于齿轮增速机构5的从动轴54上端的切割组件6高速旋转。

[0070] 当外轴32沿轴向方向直线进给时，带动固定连接于外轴32一端的齿轮增速机构5沿直线方向进给，从而带动旋接于齿轮增速机构5的从动轴54上端的切割组件6沿直线方向进给。实现切割组件6高速旋转的同时，能够进行直线进给运动。

[0071] 最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。