具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图7所示，根据本发明优选实施方式的一种电机驱动结合楔形定位的工位回转机构，以下实施例均已相隔180°的两工位回转机构为例，但本发明并不以此为限。工位回转机构主要包括支撑机构、回转输出机构、弹性回转驱动机构、楔形定位机构以及动力输入机构等。支撑机构包括机架1 及安装板2，安装板2设置在机架1的顶部。回转输出机构设置在安装板2上，回转输出机构包括回转输出轴3及从动轮4。回转输出轴3通过双向支撑轴承 6与安装板2垂直地设置在安装板2上，且回转输出轴3的一部分伸出安装板 2以上用以安装工装安装基板20。从动轮4通过滚动轴承28与回转输出轴3 的下端枢接。弹性回转驱动机构设置在从动轮4和回转输出轴3的下端面上，从动轮4通过弹性回转驱动机构带动回转输出轴3回转。楔形定位机构设置在安装板2和工装安装基板20上，用以对工装安装基板20进行工位定位。动力输入机构设置在安装板2上，用以驱动从动轮4回转。

请参阅图1至图7，在一些实施方式中，弹性回转驱动机构包括被动摆杆 10、驱动柱支架13、两个弹性驱动柱12以及两个加力弹簧11。被动摆杆10 刚性固定在回转输出轴3的下端面上，且沿回转输出轴3的径向中心线向外延伸至回转输出轴3的外圆以外。驱动柱支架13固设在从动轮4的下端面上，驱动柱支架13的两端具有圆柱孔，圆柱孔的中轴线与从动轮4的径向中心线垂直。两个弹性驱动柱12分别穿设在驱动柱支架13两端的圆柱孔内，两个弹性驱动柱12均能在圆柱孔滑动，且每个弹性驱动柱12的一端设置有蘑菇头1301，且两个弹性驱动柱12的蘑菇头1301相对设置，蘑菇头1301的直径大于弹性驱动柱12的直径。两个加力弹簧11分别穿设在两个弹性驱动柱12 上，且位于蘑菇头1301与圆柱孔之间。其中被动摆杆10的向外延伸部分夹设于两个蘑菇头1301之间，两个蘑菇头1301依靠两个加力弹簧11的张力抵顶被动摆杆10的向外延伸部分的两侧。当驱动柱支架13和两个弹性驱动柱 12随着从动轮4一同回转时，两个弹性驱动柱12的蘑菇头1301依靠加力弹簧11的张力夹持着被动摆杆10一同回转，同时被动摆杆10又带动着回转输出轴3回转。进而通过连接法兰固设在回转输出轴3上端的工装安装基板20 也就随着一起回转。弹性回转驱动机构顺时针旋转180°，工装安装基板20 从第一工位回转至第二工位，相反弹性回转驱动机构逆时针旋转180°，工装安装基板20又从第二工位回转至第一工位。

如图10至图14所示，同时参阅图1至图7，在一些实施方式中，楔形定位机构主要包括两个工位定位块14、定位滑套15、楔形定位轴16以及驱动气缸17等。两个工位定位块14设置在工装安装基板20的下平面的两个工位点处(例如是但不限于第一工位和第二工位)，每个工位定位块14上包括楔形定位槽142，楔形定位槽142以大口朝向下方的安装板2的形式安装设置。定位滑套15设置在安装板2上，且位于回转输出轴3的一侧，定位滑套15 的中轴线与回转输出轴3的中轴线之间的距离和两个工位定位块14的楔形定位槽142与回转输出轴3的中轴线之间的距离相匹配。楔形定位轴16穿设在定位滑套15内，楔形定位轴16能在定位滑套15内沿其轴线滑动，楔形定位轴16的上端部具有楔形定位部161，楔形定位部161的形状与楔形定位槽142 的形状相匹配。驱动气缸17设置在定位滑套15的下端，且驱动气缸17活塞杆与楔形定位轴16的下端连接。其中当第一工位的工位定位块14随工装安装基板20回转到定位滑套15的上方时，驱动气缸17驱动楔形定位轴16向上伸出，楔形定位部161插入楔形定位槽142中以使工装安装基板20精准定位。当工装安装基板20的回转出现微小偏差(偏差小于楔形定位部161的小头宽度与楔形定位槽142的大口宽度之差)时，楔形定位轴16插入楔形定位槽142后，楔形定位轴16可以抵顶楔形定位槽142使工装安装基板20发生微小的修正回转，从而修正这个微小偏差。工装安装基板20进行微小的修正回转时，同时也带动了回转输出轴3和被动摆杆10同时发生相同的微小的修正回转。但此时从动轮4已经停止回转，被动摆杆10将克服一侧加力弹簧11 的张力挤压一侧的弹性驱动柱12发生微小的滑动。也就是说，这时候被动摆杆10并不处于两个弹性驱动柱12的对称中心处。

请参阅图13，在一些实施方式中，楔形定位轴16上设置有防转平面162，在定位滑套上设置有防转块19，防转块19与防转平面162滑动接触，防转块 19与防转平面162的设置可以限制楔形定位轴16在定位滑套内沿轴心线转动，从而保证楔形定位轴16的楔形定位部161与工位定位块的楔形定位槽142能够匹配精准定位。

如图9所示，同时参阅图1至图7，在一些实施方式中，动力输入机构主要包括电机支架27、驱动电机9以及主动轮8等。电机支架27的上端设置在安装板2的下平面上，且位于回转输出轴3的一侧，电机支架27内部具有回转空间。驱动电机9设置在电机支架27的下端，驱动电机9的电机轴深入至回转空间内，电机轴的中轴线与回转输出轴3的中轴线平行设置。主动轮8 套设在电机轴上，且位于回转空间内，主动轮8用于驱动从动轮4回转。

在一些实施方式中，主动轮8和从动轮4可以采用齿轮、带轮或链轮等驱动方式，但是优选齿轮驱动，本实施例采用的是从动齿轮和主动齿轮。采用链轮或者带轮时还包链条或者皮带、齿形带等。

请参阅图1至图7，在一些实施方式中，电机驱动结合楔形定位的工位回转机构还包括伺服控制机构，伺服控制机构包括设置在从动轮4下方的两个传感器组，两个传感器组到回转输出轴3的中轴线连线之间的夹角位置和两个工位定位块14到回转输出轴3的中轴线连线之间的夹角位置相对应(本实施例夹角为180°)，且两个传感器组到回转输出轴3的中轴线的距离和弹性回转驱动机构到回转输出轴3的中轴线的距离相匹配。

在一些实施方式中，多个传感器组电性连接动力输入机构，每个传感器组包括减速传感器23、回转到位传感器24以及超程保护传感器25。当弹性回转驱动机构从一个工位向另一工位回转时，最先触发减速传感器23，减速传感器23被触发后，动力输入机构将减慢对从动轮4的驱动速度，这样可以避免冲击过大发生较大的偏差不容易纠正。当弹性回转驱动机构进行减速回转后将触发回转到位传感器24，回转到位传感器24被出发后，理论上动力输入机构将停止对从动轮4的驱动，而后楔形定位机构启动进行定位。但是如果回转到位传感器24发生故障使得动力输入机构未停止对从动轮4的驱动使之继续回转时，弹性回转驱动机构就会触发超程保护传感器25，超程保护传感器25被触发后，动力输入机构将停止对从动轮4的驱动，这样就有了双重保护的效果。超程保护传感器25和回转到位传感器24的位置设置，理论上应该控制在使得弹性回转驱动机构的回转偏差要小于楔形定位部161的小头宽度与楔形定位槽142的大口宽度之差。

如图8和图15所示，在一些实施方式中，伺服控制机构还包括转动过载保护传感器21，其通过过载保护支架2101固设在驱动柱支架13上，且转动过载保护传感器21的位置位于被动摆杆10端部的上方。在被动摆杆10的端部还固设有槽形感应块22，槽形感应块22上设置有过载感应槽2201，转动过载保护传感器21的触发部只能在过载感应槽2201的范围内运动，超出过载感应槽2201的范围转动过载保护传感器21将被触发，转动过载保护传感器21被触发后，理论上动力输入机构将立刻停止对从动轮4的驱动。转动过载保护传感器21的作用是，当弹性回转驱动机构从第一工位向第二工位回转的过程中(0至180°范围内)，如果在任何一点发生了回转输出轴3或者工装安装基板20被卡死无法继续转动的情况时(例如是双向支撑轴承6或者径向支撑轴承7损坏卡死)，此时如果动力输入机构继续对从动轮4进行驱动，将会发生被动摆杆10被损坏，或者弹性驱动柱12和驱动柱支架13被损坏以及加力弹簧11失效等情况，进而还可能导致主动轮8和从动轮4等传动机构被损坏的可能。转动过载保护传感器21在过载感应槽2201范围内运动时，上述情况都不会发生，但是一旦超出过载感应槽2201的范围，上述情况均有可能发生。因此转动过载保护传感器21超出过载感应槽2201的范围时即会被触发，一旦转动过载保护传感器21被触发，动力输入机构将立刻停止对从动轮4的驱动，以保证上述情况不被发生。换句话说，转动过载保护传感器 21是在0至180°范围内的过载保护，而减速传感器23、回转到位传感器24 和超程保护传感器25例如仅仅是175°至180°(示例值，本发明并不以此为限)范围内的控制和保护。

请参阅图1至图7以及图10至图14所示，在一些实施方式中，电机驱动结合楔形定位的工位回转机构还包括：定位挡块5以及定位调整螺柱151。定位挡块5设置在安装板2的上平面上，且位于定位滑套15的外侧，本实施例的定位挡块5呈倒T字形结构。定位调整螺柱151设置在工位定位块14的螺柱孔上。其中当某个工位定位块14随工装安装基板20回转到定位滑套15 的上方时，定位调整螺柱151恰好抵顶在定位挡块5上。但是定位挡块5只能是顺时针或者逆时针单方向上的定位，必须配合楔形定位机构才可保证工装安装基板20的双向定位。在一些实施方式中，定位调整螺柱151能够在螺柱孔内通过螺纹进行位置调整。

在一些实施方式中，电机驱动结合楔形定位的工位回转机构还包括轴承安装套18以及径向支撑轴承7。轴承安装套18设置在安装板2的下平面上。径向支撑轴承7设置在轴承安装套18内，回转输出轴3穿设于径向支撑轴承 7和轴承安装套18内。双向支撑轴承6和径向支撑轴承7可以保证回转输出轴3的稳定性以及轴向定位的准确性。

在一些实施方式中，本实施例的工位定位块14绘示了两个，也可以是一个或者多个，多个工位定位块14代表了旋转工位不只局限于两个。但是，如果是单个工位定位块14，配合多个驱动气缸17(组件)也可以实现多个工位的旋转控制。本实施例的驱动气缸17是与安装板2垂直设置的，也可以和安装板2平行设置，如何设置取决于安装板2下的空间决定，本发明并不以此为限。

综上所述，本发明的电机驱动结合楔形定位的工位回转机构具有以下优点：由于采用机械楔形定位机构，定位精度高，精度重复性好，整体精度与凸轮分割机构相当，优于将电机直连回转输出轴结构，电机直连式定位精度由电机停止位置决定，影响定位精度因素(例如控制系统反应时间、负载惯量、传感器精度、机械传动间隙等)较多，造成定位精度低。相同输出扭矩情况下，径向尺寸与电机直连方式相当，小于凸轮分割机构，便于在轴向方向布置工装，可降低转盘回转直径，节约空间。相对与凸轮分割机构和电机直连机构，增加转动过载保护传感器，当转动全过程任意位置转动输出轴出现卡滞(例如与转盘配合工装未复位，异物进入等)时，从动齿形轮与固定摆杆会产生大于正常运转时的相对转角位移，对应槽形感应块一端会触发转动过载保护传感器，使机构及时停机报警，最大限度保护设备和人员。相对电机直连机构，由于采用弹性驱动，在转动过载保护传感器、电机超程保护传感器双重配合下，在停止位置避免刚性冲击，对整套驱传动机构具有良好保护作用，避免造成设备不可逆损坏。相对与直线气缸齿轮齿条机构或摆动回转气缸驱动，在最大负载情况以下，回转角速度不受其它外界因素(气源压强、润滑状态、托盘负载等)影响，启动及运行转速可精确控制。运行速度率虽略低于凸轮分割机构，但明显高于电机直连机构和气动驱动。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。