CN102011792B - 一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连杆，特别涉及一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆。主要由芯轴和连杆支座组成，所述的芯轴为阶梯轴，其上装有芯轴端盖锁紧套、橡胶金属片缓冲器和芯轴端盖连接套，芯轴端盖锁紧套和芯轴端盖连接套分别通过螺栓固连在缓冲器外套管两端的法兰上，橡胶金属片缓冲器由缓冲器锁止螺母轴向锁止，并与缓冲器外套管滑动配合，所述的连杆支座为两个，其中一个通过关节轴承与芯轴一端螺纹连接，另一个通过另一个关节轴承与芯轴端盖连接套螺纹连接，两个关节轴承分别通过销轴与两个连杆支座连接。该连杆能够在一定轴向范围上自由伸缩，并在其它方向上有一定运动余量，以实现多种功能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种连杆，特别涉及一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆。
背景技术
连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副、螺旋副等)联结而成。连杆机构常用于刚体引导、实现已知运动规律或已知轨迹。用于机械结构辅助支撑的连杆，可以提高机械构架的支撑刚度以及保持运动部件I的平衡。支撑用连杆的基本结构为中间一段是固定长度或者长度可调节式杆状结构，连杆两端分别通过关节轴承与销轴固连在需要约束的两个刚体上，起到辅助支撑和导向的作用。
传统的用于保持运动部件平衡的连杆III，在维持运动部件I平衡时连杆两端销轴之间的距离是固定的，连杆一端连接在运动部件I上，另一端连接在固定约束面IV上。当连杆一端为固定端时，另一端为活动端并以固定端销轴为圆心以杆长为半径在空间上做圆弧运动，活动端不能沿轴线向固定端移动。
在实际应用过程中，部分机构的运动需要在连杆轴向上有一定范围的位移，同时在其它方向上也有一定的移动量，这就要求连杆既能够沿轴向移动又可以在其它方向上有一定的运动余量，传统的连杆无法满足上述要求。
针对上述问题，研制开发一种结构合理、性能可靠、能够沿轴向自由伸缩并在其它方向上有一定运动余量，同时能够通过一定结构锁止轴向上的伸缩实现传动连杆功能的连杆成为一项创新型任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，该连杆能够在一定轴向范围上自由伸缩，在其它方向上有一定运动余量；当轴向运动超过连杆极限位置时缓冲器可以对连杆及运动部件起到缓冲作用；利用连杆上的芯轴端盖锁紧套可以对轴向伸缩进行锁止实现传统连杆的功能。
本发明的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下：
一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，主要由芯轴7和连杆支座1组成，其特征在于，所述的芯轴7为阶梯轴，其上装有芯轴端盖锁紧套4、橡胶金属片缓冲器9和芯轴端盖连接套5，芯轴端盖锁紧套4和芯轴端盖连接套5分别通过螺栓固连在缓冲器外套管6两端的法兰上，橡胶金属片缓冲器9由缓冲器锁止螺母10轴向锁止，并与缓冲器外套管6滑动配合，所述的连杆支座1为两个，其中一个通过关节轴承与芯轴7一端螺纹连接，另一个通过另一个关节轴承与芯轴端盖连接套5螺纹连接，两个关节轴承3分别通过销轴2与两个连杆支座1连接。
所述的橡胶金属片缓冲器9与芯轴7之间摩擦配合，橡胶金属片缓冲器9一端靠在芯轴7轴肩上，另一端由缓冲器锁止螺母10轴向锁止，所述的芯轴端盖锁紧套4和芯轴端盖连接套5与芯轴7之间分别装有尼龙套。
所述的芯轴端盖锁紧套4一端为法兰盘，另一端为锁紧套，锁紧套为开口的圆柱体管状结构，其上设有通过螺栓锁紧的锁紧夹，芯轴端盖锁紧套4与芯轴7通过尼龙套I 8装配，尼龙套I 8外壁与芯轴端盖锁紧套4内壁之间摩擦配合，尼龙套I 8内壁与芯轴7之间滑动配合。
所述的芯轴端盖连接套5一端为法兰盘，另一端为连接套，连接套为开口的圆柱体管状结构，连接套内壁与关节轴承3的连接杆螺纹配合，连接套外壁为锁紧夹，连接套与关节轴承3连接杆螺纹连接，并通过锁紧夹用螺栓锁紧。
所述的芯轴端盖连接套5与芯轴7之间通过尼龙套II 11装配，尼龙套II 11外壁与芯轴端盖连接套5内壁摩擦配合，尼龙套II 11内壁与芯轴7外壁滑动配合。
所述的橡胶金属片缓冲器9由若干橡胶片12和金属片13装配组成，其特征在于橡胶片12为圆柱体管状结构，金属片13为中间凸缘盘状结构，橡胶片12的内壁与金属片13凸缘外壁摩擦配合，金属片13凸缘内壁与芯轴7摩擦配合，橡胶片12外壁与缓冲器外套管6滑动配合。
本发明的技术效果：本发明提供一种轴向可自由伸缩可锁止固定的带缓冲器式连杆，该连杆能够在一定轴向范围上自由伸缩，在其它方向上有一定运动余量；当轴向运动超过连杆极限位置时缓冲器可以对连杆及运动部件起到缓冲作用；利用连杆上的芯轴端盖锁紧套可以对轴向伸缩进行锁止实现传统连杆的功能。
附图说明
图1一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆轴侧图。
图2一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆剖视图。
图3芯轴结构示意图；
其中(a)芯轴轴测图；(b)芯轴剖视图。
图4芯轴端盖锁紧套结构示意图；
其中(a)芯轴端盖锁紧套剖视图；(b)芯轴端盖锁紧套轴测图。
图5芯轴端盖连接套结构示意图；
其中(a)芯轴端盖连接套剖视图；(b)芯轴端盖连接套轴测图。
图6橡胶金属片缓冲器结构示意图；
其中(a)橡胶金属片缓冲器剖视图；(b)橡胶片及金属片爆炸图。
图7传统连杆与本专利连杆实施例；
其中(a)右视图；(b)轴测图；(c)前视图；(d)俯视图。
图中：1-连杆支座；2-销轴；3-关节轴承；4-芯轴端盖锁紧套；5-芯轴端盖连接套；6-缓冲器外套管；7-芯轴；8-尼龙套I；9-橡胶金属片缓冲器；10-缓冲器锁止螺母；11-尼龙套II；12-橡胶片；13-金属片；
I-运动部件；II-轴向可自由伸缩可锁止固定的带缓冲器式连杆；III-传统用于保持运动部件平衡的连杆；IV-固定约束面
具体实施方式
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，结合附图说明如下。
参阅图1、2，一种轴向可自由伸缩可锁止固定的带缓冲器式连杆，该连杆包括连杆支座1、销轴2、关节轴承3、芯轴端盖锁紧套4、芯轴端盖连接套5、缓冲器外套管6、芯轴7、尼龙套I 8、橡胶金属片缓冲器9、缓冲器锁止螺母10和尼龙套II 11。橡胶金属片缓冲器9内壁与芯轴7通过摩擦副连接并由缓冲器锁止螺母10轴向锁止，橡胶金属片缓冲器9外壁与缓冲器外套管6内壁配合并可轴向滑动。芯轴端盖锁紧套4和芯轴端盖连接套5分别通过螺栓固连在缓冲器外套管6两端的法兰上，两者可以对芯轴7轴向移动进行限位。芯轴端盖锁紧套4和芯轴端盖连接套5与芯轴7之间分别设置有尼龙套I 8和尼龙套II 11以减少芯轴7轴向移动时的摩擦力。芯轴7一端中心制有螺纹孔与关节轴承3连接杆通过螺纹副配合，芯轴端盖连接套5与另一关节轴承3连接杆通过螺纹副配合。关节轴承3通过销轴2与连杆支座1连接，轴向可自由伸缩可锁止固定的带缓冲器式连杆II通过螺栓和连杆支座1与运动部件I及固定约束面IV固连。关节轴承3中的球面副可以使得轴向可自由伸缩可锁止固定的带缓冲器式连杆II在一定范围内万向运动。
参阅图1、2、3，其中芯轴7一端为光轴且中心制有螺纹孔，该轴端外壁与尼龙套I 8内孔壁配合，中心螺纹孔与关节轴承3连接杆通过螺纹副配合；另一端为光轴，其外壁与尼龙套II 11内孔壁配合；芯轴7中心段为阶梯轴并制有螺纹，中间段轴外壁通过摩擦副与橡胶金属片缓冲器9金属支撑片配合，缓冲器锁止螺母10与芯轴7通过螺纹副配合将橡胶金属片缓冲器9在芯轴7轴向上定位。
参阅图1、2、4，其中芯轴端盖锁紧套4一端焊有法兰盘，通过螺栓与缓冲器外套管6的法兰盘固连；另一端加工成锁紧套，锁紧套为开口的圆柱体管状结构，其内壁为光孔，外壁焊有锁紧夹。当芯轴7在轴向自由伸缩时，锁紧套为松弛状态，芯轴7可以在芯轴端盖锁紧套4中运动；当芯轴7在轴向锁止时，利用螺栓将锁紧夹拧紧使得锁紧套抱住芯轴7，芯轴7与锁紧套4之间靠摩擦副配合而锁止其轴向移动。在芯轴端盖锁紧套4和芯轴7带螺纹孔端轴之间设置尼龙套I 8，尼龙套II 8外壁与芯轴端盖锁紧套4内壁通过摩擦副配合，尼龙套I 8内壁与芯轴7带螺纹孔端轴外壁配合，芯轴7可以在尼龙套I 8之间轴向自由滑动，以减少芯轴7轴向移动的摩擦力。
参阅图1、2、5，其中芯轴端盖连接套5一端焊有法兰盘，通过螺栓与缓冲外套管6的法兰盘固连，另一端加工成连接套，连接套为开口的圆柱体管状结构，其内壁制有螺纹，外壁焊有锁紧夹，连接套与关节轴承3连接杆通过螺纹副配合，利用螺栓将锁紧夹拧紧使得连接套抱住关节轴承3连接杆防止螺纹松动。在芯轴端盖连接套5和芯轴7光轴之间设置尼龙套II 11，尼龙套211外壁与芯轴端盖连接套5内壁通过摩擦副配合，尼龙套II 11内壁与芯轴7光轴外壁配合，芯轴7可以在尼龙套II 11之间轴向自由滑动，以减少芯轴7轴向移动的摩擦力。
参阅图2、6，其中橡胶金属片缓冲器9由若干橡胶片12和金属片13装配组成，其特征在于橡胶片12为圆柱体管状结构，在橡胶金属片缓冲器9中起到阻尼的作用，吸收冲击过程的能量；金属片13为中间凸缘盘状结构，在橡胶金属片缓冲器9中起到弹簧的作用，提高缓冲器的刚度并使得橡胶金属片缓冲器9受到冲击变形后可以复位。橡胶片12的内壁与金属片13凸缘外壁摩擦配合，金属片13凸缘内壁与芯轴7摩擦配合，橡胶片12外壁与缓冲器外套管6滑动配合。
参阅图67，运动部件I需要在外力的作用下沿垂向z轴或横向x轴运动。为了保持运动部件I在运动过程中的平衡，分别利用传统连杆III和本申请所述连杆II将运动部件I与固定约束面IV连接，作用力施加在运动部件I底部。当运动部件I在外力的作用下进行垂向沿z轴运动时，传统连杆III在垂平面YZ摆动，其活动端铰接支座销轴沿以固定在约束面IV的铰接支座销轴为圆心的圆弧运动，运动部件I沿垂向运动时除了沿z轴运动外还存在沿y轴的分量运动，并不能完全做垂直方向上的运动，若传统连杆III较长、运动部件I沿z轴移动量较小则y轴的分量运动的位移更小，可以近似认为运动部件I做的是沿z轴的垂向运动；而本申请所述连杆II因芯轴7可以在轴向上自由伸缩，则可以补偿沿x轴分量运动的位移消除了上述的圆弧运动，但如果超出一定的运动范围则本申请连杆II中的橡胶金属片缓冲器9会起到限位、缓冲的作用从而保证运动部件I的平衡。当运动部件I在外力的作用下进行横向沿x轴运动时，若x轴方向采用传统连杆III连接则无法实现，图6所示的传统连杆III运动过程和原理同垂向运动；而x轴方向采用本发明所述的连杆II时，运动部件I可以在x轴方向自由运动，同时可以对沿x轴运动的位移量进行一定的限制，并能够在达到极限位置的时候对运动部件I产生的冲击起到缓冲的作用。
Claims (6)
1.一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，主要由芯轴(7)和连杆支座(1)组成，其特征在于，所述的芯轴(7)为阶梯轴，其上装有芯轴端盖锁紧套(4)、橡胶金属片缓冲器(9)和芯轴端盖连接套(5)，芯轴端盖锁紧套(4)和芯轴端盖连接套(5)分别通过螺栓固连在缓冲器外套管(6)两端的法兰上，橡胶金属片缓冲器(9)由缓冲器锁止螺母(10)轴向锁止，并与缓冲器外套管(6)滑动配合，所述的连杆支座(1)为两个，其中一个通过关节轴承与芯轴(7)一端螺纹连接，另一个通过另一个关节轴承与芯轴端盖连接套(5)螺纹连接，两个关节轴承(3)分别通过销轴(2)与两个连杆支座(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，其特征在于，所述的橡胶金属片缓冲器(9)与芯轴(7)之间摩擦配合，橡胶金属片缓冲器(9)一端靠在芯轴(7)轴肩上，另一端由缓冲器锁止螺母(10)轴向锁止，所述的芯轴端盖锁紧套(4)和芯轴端盖连接套(5)与芯轴(7)之间分别装有尼龙套。
3.根据权利要求1或2所述的一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，其特征在于，所述的芯轴端盖锁紧套(4)一端为法兰盘，另一端为锁紧套，锁紧套为开口的圆柱体管状结构，其上设有通过螺栓锁紧的锁紧夹，芯轴端盖锁紧套(4)与芯轴(7)通过尼龙套I(8)装配，尼龙套I(8)外壁与芯轴端盖锁紧套(4)内壁之间摩擦配合，尼龙套I(8)内壁与芯轴(7)之间滑动配合。
4.根据权利要求1所述的一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，其特征在于，所述的芯轴端盖连接套(5)一端为法兰盘，另一端为连接套，连接套为开口的圆柱体管状结构，连接套内壁与关节轴承(3)的连接杆螺纹配合，连接套外壁为锁紧夹，连接套与关节轴承(3)连接杆螺纹连接，并通过锁紧夹用螺栓锁紧。
5.根据权利要求1所述的一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，其特征在于，所述的芯轴端盖连接套(5)与芯轴(7)之间通过尼龙套II(11)装配，尼龙套II(11)外壁与芯轴端盖连接套(5)内壁摩擦配合，尼龙套II(11)内壁与芯轴(7)外壁滑动配合。
6.根据权利要求1所述的一种轴向可自由伸缩和锁止固定的带缓冲器式连杆，其特征在于，所述的橡胶金属片缓冲器(9)由若干橡胶片(12)和金属片(13)装配组成，所述的橡胶片(12)为圆柱体管状结构，金属片(13)为中间凸缘盘状结构，橡胶片(12)的内壁与金属片(13)凸缘外壁摩擦配合，金属片(13)凸缘内壁与芯轴(7)摩擦配合，橡胶片(12)外壁与缓冲器外套管(6)滑动配合。
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