一种带变速的牙科车针安全磨床[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108296939 A(43)申请公布日 2018.07.20

(21)申请号 201810168116.4(22)申请日 2018.02.28

(71)申请人 杭州富阳伟文环保科技有限公司

地址 311400 浙江省杭州市富阳区春江街

道新建村(72)发明人 孙琴华　夏冬　(51)Int.Cl.

B24B 19/16(2006.01)B24B 41/06(2012.01)B24B 47/12(2006.01)B24B 55/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书7页 附图11页

CN 108296939 A()发明名称

一种带变速的牙科车针安全磨床(57)摘要

本发明属于磨床技术领域，尤其涉及一种带变速的牙科车针安全磨床，它包括机壳、动力单元、弧形摆盘、复位板簧、卡盘、变速锥等，其中动力单元的动能通过动力转轴、电磁开关和动力齿轮转轴传递给动力齿轮，动力齿轮动能经过驱动齿轮传递给卡盘齿圈，使卡盘围绕着卡盘齿圈的轴线旋转。第一磨刀机构、第二磨刀机构、第三磨刀机构和卡盘经过相互配合，可对工件进行多自由度加工工作。本发明解决了因工件位置不合理出现的磨床工作不畅或卡死的现象，实现缓冲卡盘、减少对磨床机械损害以及保护工件的目的；同时设计了三种保护途径来保护操作者的人身安全，提高了磨床使用的安全性。其结构简单紧凑，安全性高，具有较好的实际使用效果。

CN 108296939 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它包括机壳、动力单元、卡盘齿圈、卡盘、电磁开关、动力齿轮、复位板簧、第一支撑、减速齿轮、弧形摆盘、飞轮、驱动齿轮、动力转轴、传递齿轮、导轨支块、弧形导轨、复位电机、驱动齿轮转轴、复位齿轮、电机转轴、动力齿轮转轴、减速转轴、减速齿轮转轴、复位滑块、复位弹簧、立板，其中机壳的一侧安装有动力单元，动力单元安装有动力转轴；电磁开关一端安装在动力转轴上，另一端安装有动力齿轮转轴；动力齿轮转轴未连接电磁开关的一端安装有动力齿轮；机壳内部下壳面上安装有第一支撑；减速转轴安装在第一支撑的圆孔中，减速转轴的一端嵌套有弧形摆盘，另一端安装有变速锥；传递齿轮固定在减速转轴上且位于第一支撑和弧形摆盘之间；复位板簧的一端安装在机壳内部下壳面上，另一端与弧形摆盘相连接；驱动齿轮通过驱动齿轮转轴安装在弧形摆盘靠近动力齿轮的盘面上；减速齿轮通过减速齿轮转轴安装在弧形摆盘靠近变速锥的盘面上；动力齿轮与驱动齿轮啮合，传递齿轮与减速齿轮啮合；弧形导轨通过导轨支块安装在机壳内部下壳面上；复位滑块安装在弧形导轨上；复位弹簧安装在弧形导轨内，复位弹簧一端安装在弧形导轨内的底面上，另一端安装在复位滑块上；复位电机安装在复位滑块上；电机转轴安装有复位齿轮；复位齿轮与弧形摆盘弧形面上齿啮合；机壳内部上壳面安装有立板；卡盘安装在立板的圆孔中；卡盘齿圈安装在卡盘一端的外圆面上；卡盘齿圈与驱动齿轮配合，卡盘齿圈与减速齿轮配合；螺纹立板安装在机壳内部下壳面上；飞轮转轴具有螺纹，飞轮转轴通过螺纹配合方式安装在螺纹立板带有内螺纹的孔中；飞轮转轴的一端安装有飞轮齿轮，另一端安装有飞轮；飞轮齿轮与变速锥锥面上齿啮合；飞轮支撑一端安装在机壳内部下壳面上，另一端与飞轮滑动接触；飞轮转轴的外圆面上具有卡槽，转轴卡块安装在卡槽内；螺纹立板板面上具有立板环槽，环槽卡块安装在立板环槽内；复位涡卷弹簧的内端与转轴卡块连接，外端与环槽卡块连接；能量回收机构安装在机壳内部下壳面上。

2.根据权利要求1所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它还包括横板，其中横板的一端安装在机壳内部侧壳面上，另一端与立板相连接。

3.根据权利要求2所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：上述复位板簧的弹性系数为复位弹簧弹性系数的1/2。

4.根据权利要求2所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它还包括第一磨刀机构，其中第一磨刀机构安装在横板上，第一磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中。

5.根据权利要求2所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它还包括第二磨刀机构，其中第二磨刀机构安装在机壳内部背壳面上，第二磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中。

6.根据权利要求5所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它还包括第三磨刀机构，其中第三磨刀机构安装在机壳内部侧壳面上，第三磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中；第一磨刀机构、第二磨刀机构、第三磨刀机构和卡盘可相互配合。

7.根据权利要求1所述的一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：上述能量回收机构包括发电机和电池，其中发电机转轴与飞轮连接，发电机通过电线与电池连接，电池通过电线与动力单元连接。

2

CN 108296939 A

说　明　书

一种带变速的牙科车针安全磨床

1/7页

所属技术领域

[0001]本发明属于磨床技术领域，尤其涉及一种带变速的牙科车针安全磨床。

背景技术

[0002]目前传统的牙科车针磨床仅仅只能对工件进行加工工作，在工件长期的加工工作过程中经常会出现工件放置位置不合理而出现磨床工作不畅或卡死的现象，增加了对磨床和工件的机械损害，减少了磨床的使用寿命。另外操作者在长期的加工工作过程中难免会出现手指被加工工件的磨刀机构挤压的情况，甚至在严重的情况下会对操作者的手造成重大伤害。

[0003]本发明设计一种带变速的牙科车针安全磨床解决如上问题。

发明内容

[0004]为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种带变速的牙科车针安全磨床，它是采用以下技术方案来实现的。

[0005]一种带变速的牙科车针安全磨床，其特征在于：它包括机壳、动力单元、卡盘齿圈、卡盘、电磁开关、动力齿轮、复位板簧、第一支撑、减速齿轮、弧形摆盘、飞轮、驱动齿轮、动力转轴、传递齿轮、导轨支块、弧形导轨、复位电机、驱动齿轮转轴、复位齿轮、电机转轴、动力齿轮转轴、减速转轴、减速齿轮转轴、复位滑块、复位弹簧、立板，其中机壳的一侧安装有动力单元，动力单元安装有动力转轴；电磁开关一端安装在动力转轴上，另一端安装有动力齿轮转轴；动力齿轮转轴未连接电磁开关的一端安装有动力齿轮；机壳内部下壳面上安装有第一支撑；减速转轴安装在第一支撑的圆孔中，减速转轴的一端嵌套有弧形摆盘，另一端安装有变速锥；传递齿轮固定在减速转轴上且位于第一支撑和弧形摆盘之间；复位板簧的一端安装在机壳内部下壳面上，另一端与弧形摆盘相连接；驱动齿轮通过驱动齿轮转轴安装在弧形摆盘靠近动力齿轮的盘面上；减速齿轮通过减速齿轮转轴安装在弧形摆盘靠近变速锥的盘面上；动力齿轮与驱动齿轮啮合，传递齿轮与减速齿轮啮合；弧形导轨通过导轨支块安装在机壳内部下壳面上；复位滑块安装在弧形导轨上；复位弹簧安装在弧形导轨内，复位弹簧一端安装在弧形导轨内的底面上，另一端安装在复位滑块上；复位电机安装在复位滑块上；电机转轴安装有复位齿轮；复位齿轮与弧形摆盘弧形面上齿啮合；机壳内部上壳面安装有立板；卡盘安装在立板的圆孔中；卡盘齿圈安装在卡盘一端的外圆面上；卡盘齿圈与驱动齿轮配合，卡盘齿圈与减速齿轮配合；螺纹立板安装在机壳内部下壳面上；飞轮转轴具有螺纹，飞轮转轴通过螺纹配合方式安装在螺纹立板带有内螺纹的孔中；飞轮转轴的一端安装有飞轮齿轮，另一端安装有飞轮；飞轮齿轮与变速锥锥面上齿啮合；飞轮支撑一端安装在机壳内部下壳面上，另一端与飞轮滑动接触；飞轮转轴的外圆面上具有卡槽，转轴卡块安装在卡槽内；螺纹立板板面上具有立板环槽，环槽卡块安装在立板环槽内；复位涡卷弹簧的内端与转轴卡块连接，外端与环槽卡块连接；能量回收机构安装在机壳内部下壳面上。[0006]作为本技术的进一步改进，它还包括横板，其中横板的一端安装在机壳内部侧壳

3

CN 108296939 A

说　明　书

2/7页

面上，另一端与立板相连接。

[0007]作为本技术的进一步改进，上述复位板簧的弹性系数为复位弹簧弹性系数的1/2。[0008]作为本技术的进一步改进，它还包括第一磨刀机构，其中第一磨刀机构安装在横板上，第一磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中。[0009]作为本技术的进一步改进，它还包括第二磨刀机构，其中第二磨刀机构安装在机壳内部背壳面上，第二磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中。[0010]作为本技术的进一步改进，它还包括第三磨刀机构，其中第三磨刀机构安装在机壳内部侧壳面上，第三磨刀机构位于由横板、立板和机壳组成的工作空间中；第一磨刀机构、第二磨刀机构、第三磨刀机构和卡盘可相互配合。

作为本技术的进一步改进，上述能量回收机构包括发电机和电池，其中发电机转轴与飞轮连接，发电机通过电线与电池连接，电池通过电线与动力单元连接。[0011]本发明中减速转轴上的变速锥、传递齿轮和弧形摆盘均通过第一支撑固定在机壳内部下壳面上；驱动齿轮被驱动齿轮转轴固定在弧形摆盘上；减速齿轮被减速齿轮转轴固定在弧形盘面上。电磁开关的位置通过动力转轴被动力单元所固定，那么动力齿轮的位置通过动力齿轮转轴与电磁开关的连接而固定。本发明中由复位齿轮、电机转轴、复位电机、复位滑块、复位弹簧和弧形导轨组成的限位机构被导轨支块固定在机壳内部下壳面上，由于复位电机自锁，复位板簧的弹力小于复位弹簧的弹力，那么复位齿轮和弧形摆盘的弧形面啮合将弧形摆盘的位置限位，同时安装在弧形摆盘和机壳之间的复位板簧因为弧形摆盘的限位而储存能量；复位板簧的弹性系数为复位弹簧弹性系数的1/2的设计是在为了复位板簧在复位弹簧下不让弧形摆盘随便摆动的综合考虑。[0012]本发明中飞轮齿轮固定在飞轮转轴一端上，飞轮转轴另一端上的飞轮通过飞轮支撑固定；飞轮与飞轮支撑之间的摩擦几乎为零，那么飞轮可沿着飞轮的轴向方向上做轴向移动，也可围绕着飞轮的轴线做旋转运动；飞轮齿轮与变速锥锥面上的齿啮合。旋转的飞轮转轴在与螺纹立板内螺纹孔配合的情况下做轴向移动，移动过程中复位涡卷弹簧内端的转轴卡块在卡槽的带动下随着飞轮旋转，复位涡卷弹簧外端的环槽卡块起初被环槽的摩擦力限位，复位涡卷弹簧被压缩储能；同时飞轮齿轮与变速锥锥面的啮合位置随着飞轮转轴的轴向移动而变化，啮合位置的变化导致减速转轴与飞轮转轴之间的传动比发生变化。当飞轮齿轮接近变速锥最大半径位置时，复位涡卷弹簧的压缩程度接近压缩极限，飞轮转轴的旋转带动复位涡卷弹簧内端继续旋转，而复位涡卷弹簧将不能被压缩，那么复位涡卷弹簧外端上的环槽卡块将会克服环槽中的摩擦力，从而环槽卡块在环槽中滑动。

[0013]内部安装有发电机和电池的能量回收机构可以在飞轮的旋转过程中将飞轮的动能回收利用，当磨床在工作过程中突然断电的时候，能量回收机构里的电池可能继续给动力单元提供动力，维持磨床继续工作。设计能量回收机构目的不仅在于回收能量，而且还能将能量在突发情况下传递给动力单元，防止了磨床因突然断电而造成对机械和工件的损害，提高了磨床的使用寿命。

[0014]本发明中动力单元的动能通过动力转轴、电磁开关和动力齿轮转轴传递给动力齿轮，动力齿轮的动能经过驱动齿轮传递给卡盘齿圈，从而使卡盘围绕着卡盘齿圈的轴线旋转。本发明中第一磨刀机构、第二磨刀机构、第三磨刀机构和卡盘经过相互配合，可对工件进行多自由度加工工作。

4

CN 108296939 A[0015]

说　明　书

3/7页

当工件在进行加工工作的过程中，复位电机处于自锁状态，由于工件位置放置的

不合理会导致卡盘出现旋转不顺或者卡死的现象时，那么卡盘齿圈的旋转也会受到旋转不利的影响。由于卡盘齿圈的旋转是通过驱动齿轮所提供的旋转力F0实现的，根据力的相互作用，当卡盘齿圈的旋转不顺时会反过来给驱动齿轮一个更大的反向旋转力F1。当反向旋转力F1大于复位弹簧的弹力时会迫使驱动齿轮向反向旋转力F1的方向摆动，弧形摆盘也会摆动一定的弧度，在弧形摆盘的摆动的过程中，由于复位齿轮被自锁的复位电机限位，使得复位齿轮与弧形摆盘相互卡死，复位齿轮也跟着弧形摆盘摆动，从而带动复位电机沿着弧形导轨摆动。同时减速齿轮在弧形摆盘的摆动下与卡盘齿圈啮合，将卡盘齿圈的过剩能量通过传递齿轮传递给变速锥，然后再通过变速锥传递给飞轮，实现缓冲卡盘、减少对磨床机械损害以及保护工件的目的。当卡盘转速降为零后，在复位电机的带动下弧形摆盘复位，驱动齿轮与卡盘齿圈重新啮合，减速齿轮与卡盘齿圈分开。此时飞轮齿轮接近变速锥的最大半径处，变速锥无法带动飞轮转轴旋转，环槽卡块在环槽的摩擦力作用下恢复静止，飞轮转轴在复位弹簧的内端带动下复位。

[0016]在卡盘齿圈的过剩能量通过传递齿轮传递给变速锥，然后再通过变速锥传递给飞轮的过程中，起初飞轮齿轮与变速锥的最小半径处啮合；减速转轴通过较小的传动比启动静止的飞轮，这样的设计可以让减速转轴轻易的带动飞轮，防止过大的飞轮启动阻力破坏减速齿轮和传递齿轮的齿。随着变速锥的旋转动能的持续传递，在飞轮齿轮转轴上的螺纹和螺纹立板配合下，飞轮齿轮向变速锥最大半径处旋转移动。在整个旋转移动过程中，随着减速转轴与飞轮转轴之间的传动比增大，飞轮齿轮的转速也跟着增大，飞轮的转速也跟着增大，传动比增加的目的在于让已经启动的飞轮将卡盘的动能快速吸收。当飞轮齿轮旋转移动到变速锥的最大半径处时，刚好飞轮齿轮转轴上的螺纹末尾与螺纹立板脱离，那么飞轮齿轮将不再做旋转移动，而是在变速锥的最大半径处围绕着飞轮齿轮转轴的轴线旋转继续吸收卡盘的能量。

[0017]当工件在进行加工工作的过程中不小心出现危害到手指的时候，手指会受到挤压伤害，使卡盘受到的扭矩瞬间小幅度增加。内部装有扭矩传感器的卡盘接收到瞬间的扭矩变化信号，将信号通过三种途径分别传递给动力单元、电磁开关和复位电机，从而使工作中的磨床在极短时间内停止工作，起到保护手指的作用。三种使磨床停止工作的途径：第一种是将信号传递给动力单位，使动力单位立即停止工作；第二种是将信号传递给电磁开关，使电磁开关停止动力转轴和动力齿轮转轴之间的动力传输；第三种是将信号传递给复位电机，使复位电机脱离自锁状态，那么复位齿轮将不会起到对弧形摆盘限位的作用，此时复位板簧上的弹力F3将使弧形摆盘向背离复位板簧的方向摆动，从而驱动齿轮与卡盘齿圈脱离，减速齿轮与卡盘齿圈啮合，那么卡盘和卡盘齿圈的剩余动能经过减速齿轮和传递齿轮传递给变速锥，变速锥所携带的动能再经飞轮齿轮和飞轮转轴传递给飞轮，实现了卡盘停止工作的目的。[0018]相对于传统的磨床技术，本发明解决了因工件位置不合理出现的磨床工作不畅或卡死的现象，实现缓冲卡盘、减少对磨床机械损害以及保护工件的目的，延长了磨床的使用寿命；同时本发明中设计了三种保护途径，三种保护途径中的任意一种都可使磨床在极短时间内停止工作，起到了保护操作者的人身安全，大大提高了磨床使用的安全性。其结构简单紧凑，安全性高，具有较好的实际使用效果。

5

CN 108296939 A

说　明　书

4/7页

附图说明

[0019]图1是磨床整体部件分布示意图。

[0020]图2是磨床整体部件分布侧视示意图。[0021]图3是磨床整体部件分布剖视示意图。[0022]图4是动力单元驱动卡盘结构示意图。[0023]图5是动力齿轮、驱动齿轮与卡盘齿圈配合示意图。[0024]图6是减速齿轮、传递齿轮与复位齿轮配合示意图。[0025]图7是变速锥驱动飞轮结构示意图。[0026]图8弧形摆盘与变速锥位置示意图。[0027]图9是减速转轴安装示意图。

[0028]图10是动力单元与电磁开关安装示意图。[0029]图11是驱动齿轮、弧形摆盘与减速齿轮示意图。[0030]图12是限位机构安装示意图。

[0031]图13是复位滑块与复位电机连接示意图。[0032]图14是变速锥驱动飞轮的俯视示意图。[0033]图15是飞轮与飞轮齿轮连接示意图。[0034]图16是复位涡卷弹簧安装示意图。[0035]图17是螺纹立板与立板环槽示意图。

[0036]图18是驱动齿轮因卡盘工作不畅而脱离啮合的原理图。[0037]图19是驱动齿轮因复位电机解锁而脱离啮合的原理图。[0038]图20是扭矩感应器感应瞬间扭矩变化的原理图。

[0039]图21是飞轮齿轮转轴上的螺纹与螺纹立板配合原理图。[0040]图22是复位涡卷弹簧存储能量及释放能量的原理图。[0041]图中标号名称：1、动力单元；2、机壳；3、卡盘齿圈；4、卡盘；5、立板；6、横板；7、第一磨刀机构；8、第二磨刀机构；9、第三磨刀机构；10、电磁开关；11、动力齿轮；12、复位板簧；13、第一支撑；14、减速齿轮；15、弧形摆盘；16、飞轮；17、驱动齿轮；18、动力转轴；19、传递齿轮；20、导轨支块；21、弧形导轨；22、复位电机；23、驱动齿轮转轴；24、复位齿轮；25、电机转轴；26、动力齿轮转轴；27、减速转轴；28、减速齿轮转轴；29、复位滑块；30、复位弹簧；31、变速锥；32、飞轮支撑；33、能量回收机构；34、复位涡卷弹簧；35、螺纹立板；36、飞轮转轴；37、飞轮齿轮；38、卡槽；39、立板环槽；40、环槽卡块；41、转轴卡块。具体实施方式[0042]如图1、2所示，它包括机壳2、动力单元1、卡盘齿圈3、卡盘4、电磁开关10、动力齿轮11、复位板簧12、第一支撑13、减速齿轮14、弧形摆盘15、飞轮16、驱动齿轮17、动力转轴18、传递齿轮19、导轨支块20、弧形导轨21、复位电机22、驱动齿轮转轴23、复位齿轮24、电机转轴25、动力齿轮转轴26、减速转轴27、减速齿轮转轴28、复位滑块29、复位弹簧30、立板5，如图3所示，其中机壳2的一侧安装有动力单元1，动力单元1安装有动力转轴18；如图10所示，电磁开关10一端安装在动力转轴18上，另一端安装有动力齿轮转轴26；动力齿轮转轴26未

6

CN 108296939 A

说　明　书

5/7页

连接电磁开关10的一端安装有动力齿轮11；如图4、6、9所示，机壳2内部下壳面上安装有第一支撑13；减速转轴27安装在第一支撑13的圆孔中，减速转轴27的一端嵌套有弧形摆盘15，另一端安装有变速锥31；如图8所示，传递齿轮19固定在减速转轴27上且位于第一支撑13和弧形摆盘15之间；复位板簧12的一端安装在机壳2内部下壳面上，另一端与弧形摆盘15相连接；如图11所示，驱动齿轮17通过驱动齿轮转轴23安装在弧形摆盘15靠近动力齿轮11的盘面上；减速齿轮14通过减速齿轮转轴28安装在弧形摆盘15靠近变速锥31的盘面上；动力齿轮11与驱动齿轮17啮合，传递齿轮19与减速齿轮14啮合；如图12所示，弧形导轨21通过导轨支块20安装在机壳2内部下壳面上；复位滑块29安装在弧形导轨21上；复位弹簧30安装在弧形导轨21内，复位弹簧30一端安装在弧形导轨21内的底面上，另一端安装在复位滑块29上；如图13所示，复位电机22安装在复位滑块29上；电机转轴25安装有复位齿轮24；复位齿轮24与弧形摆盘15弧形面上齿啮合；如图1、2所示，机壳2内部上壳面安装有立板5；卡盘4安装在立板5的圆孔中；卡盘齿圈3安装在卡盘4一端的外圆面上；卡盘齿圈3与驱动齿轮17配合，卡盘齿圈3与减速齿轮14配合；如图3、4所示，螺纹立板35安装在机壳2内部下壳面上；如图6、7所示，飞轮转轴36具有螺纹，飞轮转轴36通过螺纹配合方式安装在螺纹立板35带有内螺纹的孔中；如图15所示，飞轮转轴36的一端安装有飞轮齿轮37，另一端安装有飞轮16；如图5、14所示，飞轮齿轮37与变速锥31锥面上齿啮合；如图4、5、6所示，飞轮支撑32一端安装在机壳2内部下壳面上，另一端与飞轮16滑动接触；如图15所示，飞轮转轴36的外圆面上具有卡槽38，转轴卡块41安装在卡槽38内；如图16、17所示，螺纹立板35板面上具有立板环槽39，环槽卡块40安装在立板环槽39内；复位涡卷弹簧34的内端与转轴卡块41连接，外端与环槽卡块40连接；如图4、5、6所示，能量回收机构33安装在机壳2内部下壳面上。[0043]如图1、2所示，它包括横板6，其中横板6的一端安装在机壳2内部侧壳面上，另一端与立板5相连接。[0044]如图11、12所示，上述复位板簧12的弹性系数为复位弹簧30弹性系数的1/2。[0045]如图1、2所示，它包括第一磨刀机构7，其中第一磨刀机构7安装在横板6上，第一磨刀机构7位于由横板6、立板5和机壳2组成的工作空间中。[0046]如图1、2所示，它包括第二磨刀机构8，其中第二磨刀机构8安装在机壳2内部背壳面上，第二磨刀机构8位于由横板6、立板5和机壳2组成的工作空间中。[0047]如图1、2所示，它包括第三磨刀机构9，其中第三磨刀机构9安装在机壳2内部侧壳面上，第三磨刀机构9位于由横板6、立板5和机壳2组成的工作空间中；第一磨刀机构7、第二磨刀机构8、第三磨刀机构9和卡盘4可相互配合。

如图1、2所示，上述能量回收机构33包括发电机和电池，其中发电机转轴25与飞轮16连接，发电机通过电线与电池连接，电池通过电线与动力单元1连接。[0048]具体实施方式：如图9所示，本发明中减速转轴27上的变速锥31、传递齿轮19和弧形摆盘15均通过第一支撑13固定在机壳2内部下壳面上；如图11所示，驱动齿轮17被驱动齿轮转轴23固定在弧形摆盘15上；减速齿轮14被减速齿轮转轴28固定在弧形盘面上。如图10所示，电磁开关10的位置通过动力转轴18被动力单元1所固定，那么动力齿轮11的位置通过动力齿轮转轴26与电磁开关10的连接而固定。如图12所示，本发明中由复位齿轮24、电机转轴25、复位电机22、复位滑块29、复位弹簧30和弧形导轨21组成的限位机构被导轨支块20固定在机壳2内部下壳面上，由于复位电机22自锁，复位板簧12的弹力小于复位弹簧30的弹

7

CN 108296939 A

说　明　书

6/7页

力，那么复位齿轮24和弧形摆盘15的弧形面啮合将弧形摆盘15的位置限位，同时安装在弧形摆盘15和机壳2之间的复位板簧12因为弧形摆盘15的限位而储存能量；复位板簧12的弹性系数为复位弹簧30弹性系数的1/2的设计是在为了复位板簧12在复位弹簧30下不让弧形摆盘15随便摆动的综合考虑。[0049]如图15所示，本发明中飞轮齿轮37固定在飞轮转轴36一端上，飞轮转轴36另一端上的飞轮16通过飞轮支撑32固定；飞轮16与飞轮支撑32之间的摩擦几乎为零，那么飞轮16可沿着飞轮16的轴向方向上做轴向移动，也可围绕着飞轮16的轴线做旋转运动；如图14所示，飞轮齿轮37与变速锥31锥面上的齿啮合。如图21中的a所示，旋转的飞轮转轴36在与螺纹立板35内螺纹孔配合的情况下做轴向移动，如图22中的a、b所示，移动过程中复位涡卷弹簧34内端的转轴卡块41在卡槽38的带动下随着飞轮16旋转，复位涡卷弹簧34外端的环槽卡块40起初被环槽的摩擦力限位，复位涡卷弹簧34被压缩储能；同时飞轮齿轮37与变速锥31锥面的啮合位置随着飞轮转轴36的轴向移动而变化，啮合位置的变化导致减速转轴27与飞轮转轴36之间的传动比发生变化。当飞轮齿轮37接近变速锥31最大半径位置时，如图22中的c所示，复位涡卷弹簧34的压缩程度接近压缩极限，飞轮转轴36的旋转带动复位涡卷弹簧34内端继续旋转，而复位涡卷弹簧34将不能被压缩，那么复位涡卷弹簧34外端上的环槽卡块40将会克服环槽中的摩擦力，从而环槽卡块40在环槽中滑动。[0050]如图1、2所示，内部安装有发电机和电池的能量回收机构33可以在飞轮16的旋转过程中将飞轮16的动能回收利用，当磨床在工作过程中突然断电的时候，能量回收机构33里的电池可能继续给动力单元1提供动力，维持磨床继续工作。设计能量回收机构33目的不仅在于回收能量，而且还能将能量在突发情况下传递给动力单元1，防止了磨床因突然断电而造成对机械和工件的损害，提高了磨床的使用寿命。[0051]如图1、2所示，本发明中动力单元1的动能通过动力转轴18、电磁开关10和动力齿轮转轴26传递给动力齿轮11，动力齿轮11的动能经过驱动齿轮17传递给卡盘齿圈3，从而使卡盘4围绕着卡盘齿圈3的轴线旋转。本发明中第一磨刀机构7、第二磨刀机构8、第三磨刀机构9和卡盘4经过相互配合，可对工件进行多自由度加工工作。[0052]当工件在进行加工工作的过程中，复位电机22处于自锁状态，由于工件位置放置的不合理会导致卡盘4出现旋转不顺或者卡死的现象时，那么卡盘齿圈3的旋转也会受到旋转不利的影响。如图18中的Aa所示，由于卡盘齿圈3的旋转是通过驱动齿轮17所提供的旋转力F0实现的，如图18中的Ab所示减速齿轮与卡盘齿圈脱离，根据力的相互作用，当卡盘齿圈3的旋转不顺时会反过来给驱动齿轮17一个更大的反向旋转力F1。如图18中的Ba所示，当反向旋转力F1大于复位弹簧30的弹力时会迫使驱动齿轮17向反向旋转力F1的方向摆动，弧形摆盘15也会摆动一定的弧度，在弧形摆盘15的摆动的过程中，由于复位齿轮24被自锁的复位电机22限位，使得复位齿轮24与弧形摆盘15相互卡死，复位齿轮24也跟着弧形摆盘15摆动，从而带动复位电机22沿着弧形导轨21摆动。如图18中的Bb所示，同时减速齿轮14在弧形摆盘15的摆动下与卡盘齿圈3啮合，将卡盘齿圈3的过剩能量通过传递齿轮19传递给变速锥31，然后再通过变速锥31传递给飞轮16，实现缓冲卡盘4、减少对磨床机械损害以及保护工件的目的。当卡盘4转速降为零后，在复位电机22的带动下弧形摆盘15复位，驱动齿轮17与卡盘齿圈3重新啮合，减速齿轮14与卡盘齿圈3分开。如图22的d和e所示，此时飞轮齿轮37接近变速锥31的最大半径处，变速锥31无法带动飞轮转轴36旋转，环槽卡块40在环槽的摩擦

8

CN 108296939 A

说　明　书

7/7页

力作用下恢复静止，飞轮转轴36在复位弹簧30的内端带动下复位。[0053]在卡盘齿圈3的过剩能量通过传递齿轮19传递给变速锥31，然后再通过变速锥31传递给飞轮16的过程中，起初飞轮齿轮37与变速锥31的最小半径处啮合；减速转轴27通过较小的传动比启动静止的飞轮16，这样的设计可以让减速转轴27轻易的带动飞轮16，防止过大的飞轮16启动阻力破坏减速齿轮14和传递齿轮19的齿。随着变速锥31的旋转动能的持续传递，在飞轮齿轮37转轴上的螺纹和螺纹立板35配合下，飞轮齿轮37向变速锥31最大半径处旋转移动。在整个旋转移动过程中，随着减速转轴27与飞轮转轴36之间的传动比增大，飞轮齿轮37的转速也跟着增大，飞轮16的转速也跟着增大，传动比增加的目的在于让已经启动的飞轮16将卡盘4的动能快速吸收。如图21b所示，当飞轮齿轮37旋转移动到变速锥31的最大半径处时，刚好飞轮齿轮37转轴上的螺纹末尾与螺纹立板35脱离，那么飞轮齿轮37将不再做旋转移动，而是在变速锥31的最大半径处围绕着飞轮齿轮37转轴的轴线旋转继续吸收卡盘4的能量。

[00]当工件在进行加工工作的过程中不小心出现危害到手指的时候，手指会受到挤压伤害，使卡盘4受到的扭矩瞬间小幅度增加。如图20所示，内部装有扭矩传感器的卡盘4接收到瞬间的扭矩变化信号，将信号通过三种途径分别传递给动力单元1、电磁开关10和复位电机22，从而使工作中的磨床在极短时间内停止工作，起到保护手指的作用。三种使磨床停止工作的途径：第一种是将信号传递给动力单位，使动力单位立即停止工作；第二种是将信号传递给电磁开关10，使电磁开关10停止动力转轴18和动力齿轮转轴26之间的动力传输；如图19中Aa和Ab所示为正常工作状态，第三种是将信号传递给复位电机22，使复位电机22脱离自锁状态，那么复位齿轮24将不会起到对弧形摆盘15限位的作用，如图19中的Ba所示，此时复位板簧12上的弹力F3将使弧形摆盘15向背离复位板簧12的方向摆动，从而驱动齿轮17与卡盘齿圈3脱离，如图19中的Bb所示，减速齿轮14与卡盘齿圈3啮合，那么卡盘4和卡盘齿圈3的剩余动能经过减速齿轮14和传递齿轮19传递给变速锥31，变速锥31所携带的动能再经飞轮齿轮37和飞轮转轴36传递给飞轮16，实现了卡盘4停止工作的目的。[0055]综上所述，本发明解决了因工件位置不合理出现的磨床工作不畅或卡死的现象，实现缓冲卡盘4、减少对磨床机械损害以及保护工件的目的，延长了磨床的使用寿命；同时本发明中设计了三种保护途径，三种保护途径中的任意一种都可使磨床在极短时间内停止工作，起到了保护操作者的人身安全，大大提高了磨床使用的安全性。其结构简单紧凑，安全性高，具有较好的实际使用效果。

9

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

1/11页

图1

图2

10

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

2/11页

图3

图4

11

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

3/11页

图5

图6

12

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

4/11页

图7

图8

13

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

5/11页

图9

图10

14

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

6/11页

图11

图12

图13

15

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

7/11页

图14

图15

16

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

8/11页

图16

图17

17

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

9/11页

图18

图19

18

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

10/11页

图20

图21

19

CN 108296939 A

说　明　书　附　图

11/11页

图22

20