CN101285761B - 一种翻转机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转机构，包括驱动装置、转动装置和翻转件；所述转动装置由转动轴、与转动轴固定连接的旋转臂、转动轴在其内部平动和转动的第一限位槽组成；所述翻转件安装在所述转动轴上，所述驱动装置中的伸缩臂与所述旋转臂的一端活动连接，所述旋转臂和转动轴所在的平面与所述翻转件和转动轴所在的平面间夹角α的范围为(90°，180°)。该机构结构简单、运行稳定、定位准确、可靠性高、体积小、成本低、易于实现防爆功能。

Description

一种翻转机构

技术领域

本发明涉及一种翻转机构，特别涉及一种结构简单、定位准确的翻转机构。

背景技术

翻转机构被应用于很多领域，如将物体翻转180°，或被应用在红外检测仪器中，而该检测仪器广泛应用在诸如烟草、水果、药品等的检测中。

一种目前广泛应用的红外检测仪器，如图1、图2所示，包括光源21、光接收装置23、标准反射板25和分析单元。当所述分析仪器在工作时，首先要得到参考光谱，如图2所示，光源21发出的光照在安装在翻板24上的标准反射板25上，而所述光接收装置23接收反射光，从而得到参考光谱。在测量时，要把所述翻板24移开，光源21发出的光照在被测物22上，如流水线上的烟叶等；所述光接收装置23接收被测物22上的漫反射光，得到被测物22的光谱，从而得到所述被测物22的反射率，进而得到被测物的糖含量等参数。

在上述测量中，为了得到参考光谱，需要把翻板24置放在测量光路中；在测量时，要移开所述翻板24。同时，为了做到参比的统一，所述标准反射板每次要放到同一位置。现有近红外检测仪器中有多种实现上述功能的翻转机构，如：把所述翻板安装在电机的转轮上，当需要参比时，电机带动所述翻板从竖直状态翻转为水平状态；当测量时，电机带动所述翻板从水平状态翻转为竖直状态。该翻转机构结构复杂，需要控制电机工作时间的装置，如控制电路，还需要使用减速器等；当需用较大功率的电机时，体积大、成本高；由于电机工作原理的限制，电机工作会有误差，造成定位不够准确，而且随着电气元件的老化，误差会越来越大，到一定时间后还需要标定，可见运行不够稳定，可靠性低；同时还需要专门的限位装置，避免所述翻板的翻转角度过大；定位采用电机后，增大了防爆设计的难度，而在烟草检测等领域中是需要实现防爆功能的。

还有另外一种实现上述功能的机构，与上述机构不同的是，所述电机带动翻板在水平方向上转动：当需要参比时，电机带动所述翻板，把所述翻板置放在测量光路上；当测量时，电机带动所述翻板离开测量光路。与上述翻转机构相比较，由于所述翻板是在水平方向上移动，因此还增大了检测仪器的横截面积，进而增大了检测仪器的体积。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种翻转机构，该机构结构简单，无需控制电路、专门的限位装置，定位准确、运行稳定、可靠性高、体积小、成本低，同时还易于实现防爆功能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种翻转机构，包括驱动装置、转动装置和翻转件；所述转动装置由转动轴、与转动轴固定连接的旋转臂、转动轴在其内部平动和转动的第一限位槽组成；所述翻转件安装在所述转动轴上，所述驱动装置中的伸缩臂与所述旋转臂的一端活动连接，所述旋转臂和转动轴所在的平面与所述翻转件和转动轴所在的平面间夹角α的范围为(90°，180°)。

作为优选，所述夹角α满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°其中β＝γ-90°，γ为所述翻转件在翻转过程中的翻转角度。

作为优选，所述旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述第一限位槽的底端所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

作为优选，所述翻转机构还设有限定所述伸缩臂直线运动的第二限位槽。

作为优选，所述第二限位槽的长度大于或等于l[sin(α-β)-cosα]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

作为优选，所述夹角α满足： $\cot \mathrm{\α}\≤-\frac{\cos \mathrm{\β}}{1+\sin \mathrm{\β}},$ α+β＜180°其中β＝γ-90°，γ为所述翻转件在翻转过程中的翻转角度。

作为优选，所述旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述第一限位槽的底端所在平面的垂直距离为lsin(α+β)，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

作为优选，所述翻转机构还设有限定所述伸缩臂直线运动的第二限位槽。

作为优选，所述第二限位槽的长度大于或等于l[sinα-cos(α+β)]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

作为优选，所述驱动装置是气缸。

与现有技术相比，在上述技术方案中，通过驱动装置中的伸缩臂去驱动旋转臂，旋转臂在转动过程中带动所述转动轴在第一限位槽内平动和转动，从而带动所述翻转件发生翻转，从而无需专门的控制电路、减速器等装置，结构简单；而且所述第一限位槽底端位置的设计在实现翻转件翻转的同时也限定了翻转件的翻转角度，从而无需专门的限位装置，而第二限位槽的设计在更好地限定翻转件的翻转角度的同时也保证了伸缩臂的直线运动，定位准确，运行稳定，可靠性高；采用气缸作为驱动装置，减小了机构的体积，降低了成本；同时没有电气元件和电气连接，易于实现防爆功能，可广泛应用在需防爆的仪器中，如检测烟草的红外仪器中。

附图说明

图1是一种现有的红外检测仪器的工作状态示意图；

图2是一种现有的红外检测仪器的参比状态示意图；

图3是实施例1中翻转机构的结构示意图；

图4是实施例1中翻转机构的工作状态示意图；

图5是实施例1中翻转机构的另一工作状态示意图；

图6是实施例2中翻转机构的结构示意图；

图7是实施例2中翻转机构的工作状态示意图；

图8是实施例2中翻转机构的另一工作状态示意图；

图9是实施例3中翻转机构的结构示意图；

图10是实施例4中翻转机构的结构示意图；

图11是实施例4中翻转机构的工作状态示意图；

图12是实施例4中翻转机构的另一工作状态示意图；

图13是实施例5中翻转机构的结构示意图；

图14是实施例6中翻转机构的结构示意图；

图15是实施例6中翻转机构的工作状态示意图；

图16是实施例6中翻转机构的另一工作状态示意图；

图17是实施例7中翻转机构的结构示意图；

图18是实施例7中翻转机构的工作状态示意图；

图19是实施例7中翻转机构的另一工作状态示意图；

图20是实施例8中翻转机构的结构示意图；

图21是实施例9中翻转机构的结构示意图；

图22是实施例9中翻转机构的工作状态示意图；

图23是实施例9中翻转机构的另一工作状态示意图；

图24是实施例10中翻转机构的结构示意图；

图25是实施例10中翻转机构的工作状态示意图；

图26是实施例10中翻转机构的另一工作状态示意图；

图27是实施例11中翻转机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详尽描述。

实施例1：

如图3、图4、图5所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，包括驱动装置1、转动装置和翻板5。所述转动装置由旋转臂2、转动轴3、第一限位槽4组成。所述翻板5安装在所述转动轴3上，并保持相对固定；所述旋转臂2固定安装在所述转动轴3上；所述转动轴3的两端位于竖直的第一限位槽4内；所述驱动装置1水平安装，本实施例采用气缸，其中的伸缩臂11与所述旋转臂2间活动连接，如采用铰链连接。

所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述转动轴3的垂直距离为l，由于所述翻板5是安装在所述转动轴3上，因此，翻板5和转动轴3所在的平面也就是翻板5所在的平面；所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板在翻转过程中的翻转角度。所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到第一限位槽4内顶端41所在平面的垂直距离为l。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为(90°，135°]，取120°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，如图3所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向前做直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转，此时，所述转动轴3的两端在竖直的第一限位槽4内向上平动并转动。当所述旋转臂2垂直于水平面时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图4所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述第一限位槽4内逐步下降，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图5所示。可见，所述第一限位槽4的底端42位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例2：

如图6、图7、图8所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例1中翻转机构不同的是：所述翻转机构还包括水平安装的第二限位槽6，所述伸缩臂11与所述旋转臂2间的连接处还设有限位件12，所述限位件12的两端位于所述第二限位槽6内，保证了所述伸缩臂11仅做水平方向上的直线运动，延长了驱动装置1的使用寿命。

所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述转动轴3的垂直距离为l，所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板在翻转过程中的翻转角度。所述伸缩臂11到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的；所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。

所述第二限位槽6的长度为l[sin(α-β)-cosα]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sin(α-β)-cosα]后所处的位置。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为(90°，135°]，取135°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，所述限位件12位于所述第二限位槽6内的一端，如图6所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向前做直线运动，所述限位件12的两端在所述第二限位槽6内运动，保证了所述伸缩臂仅做水平方向上的直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转；此时，所述转动轴3的两端在竖直的第一限位槽4内向上平动并转动。当所述旋转臂2垂直于水平面时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图7所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述第一限位槽4内逐步下降，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述限位件12也运动到所述第二限位槽6内的末端61，更好地保证了所述翻板5的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图8所示。可见，所述第一限位槽4的底端42、第二限位槽6的末端61位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例3：

如图9所示，一种翻转机构，用于将物体翻转180°，与实施例2中翻转机构不同的是：本实施例中取γ为97°，β＝7°，也即所述翻板5从水平方向翻转97°，满足条件α∈(90°，180°)， $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°的夹角α范围为(97°，138.5°]，本实施例取夹角α为138°。

所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的；所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。所述第二限位槽6的长度为l[sin(α-β)-cosα]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sin(α-β)-cosα]后所处的位置。

上述翻转机构的工作过程为：所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，所述限位件12位于所述第二限位槽6内的一端，如图6所示；把被翻转的物体置放在所述翻板5上。

所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向前做直线运动，所述限位件12的两端在所述第二限位槽6内运动，保证了所述伸缩臂11仅做水平方向上的直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述被翻转物体随翻板5发生翻转；此时，所述转动轴3的两端在竖直的第一限位槽4内向上平动并转动。当所述旋转臂2垂直于水平面时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图7所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述第一限位槽4内逐步下降，所述被翻转物体随翻板5也进一步被翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为偏离竖直状态的角度为β，此时，所述限位件12也运动到所述第二限位槽6内的末端61，更好地保证了所述翻板5的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-β-90°，如图9所示；同时，所述被翻转物体被置放在另一平台上，实现了将物体翻转180°。可见，所述第一限位槽4的底端42、第二限位槽6的末端61位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

实施例4：

如图10、图11、图12所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例2中翻转机构不同的是：采用两个旋转臂2，所述旋转臂2和所述转动轴3之间不相互垂直；所述第一限位槽4是倾斜的，与竖直的第一限位槽相比较，有利于减小所述伸缩臂11的行程，也即其运动位移，从而减小翻转机构的体积。

所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的；所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。所述第二限位槽6的长度为l[sin(α-β)-cosα]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sin(α-β)-cosα]后所处的位置。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，满足条件α∈(90°，180°)， $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°的夹角α范围为(90°，135°]，取91°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，所述限位件12位于所述第二限位槽6内的一端，如图6所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向前做直线运动，所述限位件12的两端在所述第二限位槽6内运动，保证了所述伸缩臂仅做水平方向上的直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转；此时，所述转动轴3的两端在倾斜的第一限位槽4内平动并转动，使转动轴向上运动的同时也在水平方向上运动。当所述旋转臂2垂直于水平面时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图7所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述倾斜的第一限位槽4内逐步下降，使转动轴向下运动的同时也在水平方向上后退，与实施例3中情况相比，减小了所述伸缩臂11的行程，有利于减小翻转机构的体积。同时，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述限位件12也运动到所述第二限位槽6内的末端61，更好地保证了所述翻板5的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图8所示。可见，所述第一限位槽4的底端42、第二限位槽6的末端61位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例5：

如图13所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例4中翻转机构不同的是：所述第一限位槽4的倾斜方向，与竖直的第一限位槽相比较，增大了所述伸缩臂11的行程，也即其运动位移。

所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的；所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。所述第二限位槽6的长度为l[sin(α-β)-cosα]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sin(α-β)-cosα]后所处的位置。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，满足条件α∈(90°，180°)， $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°的夹角α范围为(90°，135°]，取100°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，所述限位件12位于所述第二限位槽6内的一端，如图13所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向前做直线运动，所述限位件12的两端在所述第二限位槽6内运动，保证了所述伸缩臂仅做水平方向上的直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转；此时，所述转动轴3的两端在倾斜的第一限位槽4内平动并转动，使转动轴相对初始位置在向上运动的同时也在水平方向上后退。当所述旋转臂2垂直于水平面时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述倾斜的第一限位槽4内逐步下降，使转动轴向下运动的同时也在水平方向上前进，与实施例3中竖直的第一限位槽的情况相比较，增大了所述伸缩臂11的行程。同时，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述限位件12也运动到所述第二限位槽6内的末端61，更好地保证了所述翻板5的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°。可见，所述第一限位槽4的底端42、第二限位槽6的末端61位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例6：

如图14、图15、图16所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例1中翻转机构不同的是：所述驱动装置1变成竖直安装，安装在第一限位槽4的上方，而第一限位槽4变成水平安装，所述伸缩臂11只是在竖直方向上做直线运动。

所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板在翻转过程中的翻转角度。所述旋转臂2与伸缩臂11间的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，到所述转动轴3的垂直距离为l，到所述第一限位槽4内顶端41所在平面的垂直距离为l。这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为(90°，135°]，取110°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，如图14所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向下做直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转，此时，所述转动轴3的两端在水平的第一限位槽4内向前平动并转动。当所述旋转臂2转成水平时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图15所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述水平的第一限位槽4内逐步后退，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图16所示。可见，所述第一限位槽4的底端42位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例7：

如图17、图18、图19所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例2中翻转机构不同的是：所述驱动装置1变成竖直安装，安装在第一限位槽4的上方，而第一限位槽4变成水平安装，所述伸缩臂11只是在竖直方向上做直线运动，第二限位槽6变成竖直安装。

所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板在翻转过程中的翻转角度。所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，到所述转动轴3的垂直距离为l，到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。

所述第二限位槽6的长度为l[sin(α-β)-cosα]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sin(α-β)-cosα]后所处的位置。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为(90°，135°]，取105°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，所述限位件12位于所述第二限位槽6内的一端，如图17所示。

当需要测量时，所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向下做直线运动，所述限位件12的两端在所述竖直方向上的第二限位槽6内运动，保证了所述伸缩臂11仅做竖直方向上的直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动所述翻板5发生翻转；此时，所述转动轴3的两端在水平的第一限位槽4内向前平动并转动。当所述旋转臂2转为水平时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图18所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述第一限位槽4内逐步后退，所述翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述限位件12也运动到所述第二限位槽6内的末端61，更好地保证了所述翻板5的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图19所示。可见，所述第一限位槽4的底端42、第二限位槽6的末端61位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

当上述翻转机构由测量状态转为参比状态时，工作过程与上述过程相反。

实施例8：

如图20所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例6中翻转机构不同的是：本实施例中取γ为95°，β＝5°，也即所述翻板5从水平方向翻转95°，满足条件α∈(90°，180°)， $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°的夹角α范围为(95°，137.5°]，本实施例取夹角α为136°。

所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的；所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。

上述翻转机构的工作过程为，与实施例6中工作过程不同的是：当所述转动轴3的两端运动到所述水平的第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为偏离竖直方向5°，保证了所述翻板的翻转，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图20所示。可见，所述第一限位槽4的底端42位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

实施例9：

如图21、图22、图23所示，一种翻转机构，用于将物体翻转180°，与实施例6中翻转机构不同的是：所述驱动装置1安装在水平的第一限位槽4的下方。

所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≤-\frac{\cos \mathrm{\β}}{1+\sin \mathrm{\β}},$ α+β＜180°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板5在翻转过程中的翻转角度。所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lsin(α+β)，到所述转动轴3的垂直距离为l，到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为[135°，180°)，取150°。

上述翻转机构的工作过程为：当所述翻转机构处在参比状态时，所述翻板5保持水平，所述旋转臂2与水平面间的夹角为180°-α，如图21所示。被翻转的物体置放在所述翻板5上。

所述驱动装置1工作，推动所述伸缩臂11向下做直线运动，所述伸缩臂11推动所述旋转臂2绕所述转动轴3发生转动，进而带动被翻转物体随所述翻板5发生翻转，此时，所述转动轴3的两端在水平的第一限位槽4内向前平动并转动。当所述旋转臂2转成水平时，所述转动轴3的两端到达第一限位槽4内的顶端41，如图22所示。随着所述伸缩臂11的进一步推动，所述转动轴3的两端在所述水平的第一限位槽4内逐步后退，所述被翻转物体随翻板5也进一步翻转。当所述转动轴3的两端运动到所述第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5翻转为竖直状态，此时，所述旋转臂2与水平面间的夹角为α-90°，如图23所示；同时，由于惯性，所述被翻转物体被置放在另一平台上，实现了翻转180°。可见，所述第一限位槽4的底端42位置的设计限定了所述翻板5的翻转角度，保证了所述翻板5的定位。

实施例10：

如图24、图25、图26所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例7中翻转机构不同的是：所述驱动装置1安装在水平的第一限位槽4的下方。

所述旋转臂2和转动轴3所在平面与所述翻板5间夹角α的范围为(90°，180°)，同时还要满足： $\cot \mathrm{\α}\≤-\frac{\cos \mathrm{\β}}{1+\sin \mathrm{\β}},$ α+β＜180°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻板在翻转过程中的翻转角度。所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lsin(α+β)，到所述转动轴3的垂直距离为l，到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。

所述第二限位槽6的长度为l[sinα-cos(α+β)]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sinα-cos(α+β)]后所处的位置。

本实施例中取γ为90°，β＝0，也即所述翻板5从水平方向翻转为竖直方向，夹角α范围为[135°，180°)，取170°。

上述翻转机构的工作过程与实施例7中的工作过程相同，如图24、图25、图26所示。

实施例11：

如图27所示，一种翻转机构，应用在红外检测仪器中，与实施例10中翻转机构不同的是：本实施例中取γ为93°，β＝3°，也即所述翻板5从水平方向翻转93°，满足条件α∈(90°，180°)， $\cot \mathrm{\α}\≤-\frac{\cos \mathrm{\β}}{1+\sin \mathrm{\β}},$ α+β＜180°的夹角α范围为[133.5°，177°)，本实施例取夹角α为134°。

所述旋转臂2与伸缩臂11的连接点到所述水平的第一限位槽4的底端42所在平面的垂直距离为lsin(α+β)，所述到所述转动轴3的垂直距离为l，到所述第一限位槽4的顶端41所在平面的垂直距离为l。这种设计保证了当所述转动轴3的两端运动到第一限位槽4内的底端42时，所述翻板5的翻转角度是所需要的。

所述第二限位槽6的长度为l[sinα-cos(α+β)]，其末端61的位置为：所述限位件12从初始位置移动位移l[sinα-cos(α+β)]后所处的位置。

上述翻转机构的工作过程与实施例8中的工作过程相同。

需要指出的是，上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。比如说，上述翻板可以改为由若干个臂构成的翻转架，驱动装置改为液压驱动，伸缩臂与转动轴之间通过一块板连接作为旋转臂。本发明的关键是，翻转机构由驱动装置、旋转臂、转动轴、翻板和第一限位槽构成，当驱动装置中的伸缩臂驱动旋转臂时，带动所述转动轴在所述第一限位槽内平动和转动，进而带动所述翻板发生翻转。该机构无需专门的限位装置、控制装置，也易于实现防爆功能。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明作出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种翻转机构，其特征在于：所述翻转机构包括驱动装置、转动装置和翻转件；所述转动装置由转动轴、旋转臂、第一限位槽组成，所述转动轴在第一限位槽内平动和转动；所述翻转件安装在所述转动轴上，所述旋转臂的一端与转动轴固定连接，另一端与所述驱动装置中的伸缩臂活动连接，所述旋转臂和转动轴所在的平面与所述翻转件和转动轴所在的平面间夹角α的范围为(90°，180°)。

2.根据权利要求1所述的翻转机构，其特征在于：所述夹角α满足： $\cot \mathrm{\α}\≥-\frac{1+\sin \mathrm{\β}}{\cos \mathrm{\β}},$ α-β＞90°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻转件在翻转过程中的翻转角度。

3.根据权利要求2所述的翻转机构，其特征在于：所述旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述第一限位槽的底端所在平面的垂直距离为lcos[180°-(α-β)]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

4.根据权利要求2或3所述的翻转机构，其特征在于：所述翻转机构还设有限定所述伸缩臂直线运动的第二限位槽。

5.根据权利要求4所述的翻转机构，其特征在于：所述第二限位槽的长度大于或等于l[sin(α-β)-cosα]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

6.根据权利要求1所述的翻转机构，其特征在于：所述夹角α满足： $\cot \mathrm{\α}\≤-\frac{\cos \mathrm{\β}}{1+\sin \mathrm{\β}},$ α+β＜180°，其中β＝γ-90°，γ为所述翻转件在翻转过程中的翻转角度。

7.根据权利要求6所述的翻转机构，其特征在于：所述旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述第一限位槽的底端所在平面的垂直距离为lsin(α+β)，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

8.根据权利要求6或7所述的翻转机构，其特征在于：所述翻转机构还设有限定所述伸缩臂直线运动的第二限位槽。

9.根据权利要求8所述的翻转机构，其特征在于：所述第二限位槽的长度大于或等于l[sinα-cos(α+β)]，其中l为旋转臂与伸缩臂间的连接点到所述转动轴的垂直距离。

10.根据权利要求1或2或3或5或6所述的翻转机构，其特征在于：所述驱动装置是气缸。

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