CN102321521B - 无惯性力摇动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摇动装置，包括：固定装置；可在所述固定装置内往复运动的承载装置，所述承载装置包括呈田字分布的第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置，所述第一承载装置位于所述第三承载装置的上方，所述第三承载装置位于所述第四承载装置的上方，所述第一承载装置和所述第四承载装置的运动方向相同，所述第二承载装置和所述第三承载装置的运动方向相同，所述第一承载装置的运动方向与所述第二承载装置的运动方向相反；带动所述承载装置往复运动的传动装置；驱动所述传动装置运动的驱动装置。本发明提供的无惯性力摇动装置可用于韧皮纤维的振荡发酵，由于基本无惯性力，韧皮纤维不易打结，得到的纤维质量较好。

Description

无惯性力摇动装置

技术领域

本发明属于摇动装置技术领域，尤其涉及一种无惯性力摇动装置。

背景技术

在工业生产中，经常需要对生产对象进行摇动或振荡以完成相关加工工序，如在冶金领域，需要运用摇床等摇动设备选别细粒物料；在生物技术领域，需要运用生物摇床或振荡器等进行发酵或微生物培养；在日常生活中，也需要摇动装置使生活更舒适，如摇椅、婴儿摇床等。

现有技术公开了多种摇动装置，如申请号为200480030395.4的中国专利文献公开了一种自动摇动装置，包括套管，安装于该套管内的结构，该结构借助于导轨支撑惯性体，所述惯性体沿着导轨纵向移动，该自动摇动装置可用于自动摇动婴儿。申请号为200580017062.2的中国专利文献公开了一种用于样品容器的摇动装置，包括保持住样品容器的振动板和用于产生振动板的振动运动的激励驱动器，该摇动装置可以用于微型滴定板的样品容器的摇动，使得样品材料充分混合。公开号为CN201518104U的中国专利文献公开了一种振荡装置，包括驱动电机、检测电机、同步带轮组和弹簧装置，其中，同步带轮组是由一个大同步带轮和两个小同步带轮组成，大同步带轮在小同步带轮下方，与两个小同步带轮成三角分布，大同步带轮上设有一转盘，转盘上绕有绳索，绳索与弹簧装置连接。该振荡装置结构简单，安装和操作都比较方便，而且工作过程中产生的噪音较小。但是，上述摇动装置都不适用于大惯性质量部件的摇动。

在韧皮纤维生物脱胶技术领域，采用微生物发酵脱胶时，振荡发酵能够使菌种与韧皮纤维接触更充分，但是，由于韧皮纤维具有长度较长、容易打结、批量处理时质量大等特点，难于采用上述摇动装置或振荡装置实现振荡发酵。现有技术也公开了多种用于大惯性质量部件的摇动的摇动装置，一般是单个摇动模块在曲柄滑块的作用下作往复运动，不仅使得被摇动对象存在较大惯性，而且生产噪音较大，尤其是采用该摇动装置进行韧皮纤维的振荡发酵时，由于韧皮纤维质量大、长度长，在较大的惯性力的摇动下容易打结，从而影响得到的纤维的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无惯性力摇动装置，本发明提供的摇动装置在摇动或振荡过程中基本无惯性力存在，用于韧皮纤维的振荡发酵时效果较好。

本发明提供了一种摇动装置，包括：

固定装置；

可在所述固定装置内往复运动的承载装置，所述承载装置包括呈田字分布的第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置，所述第一承载装置位于所述第三承载装置的上方，所述第三承载装置位于所述第四承载装置的上方，所述第一承载装置和所述第四承载装置的运动方向相同，所述第二承载装置和所述第三承载装置的运动方向相同，所述第一承载装置的运动方向与所述第二承载装置的运动方向相反；

带动所述承载装置往复运动的传动装置；

驱动所述传动装置运动的驱动装置。

优选的，所述固定装置上设置有轨道槽，所述第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置上分别设置有滚轮，所述滚轮可沿所述轨道槽运动。

优选的，所述固定装置的底面设置有底面轨道槽，侧面设置有侧面轨道槽。

优选的，所述第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置上分别设置有支撑轮和导向轮，所述支撑轮可沿所述底面轨道槽运动，所述导向轮可沿所述侧面轨道槽运动。

优选的，所述第一承载装置和所述第四承载装置通过第一连接条相连接，所述第二承载装置和所述第三承载装置通过第二连接条相连接。

优选的，所述传动装置包括：

在所述驱动装置的驱动下等幅往复转动的滚筒；

卷绕在所述滚筒上、可带动所述承载装置往复运动的钢丝绳。

优选的，所述滚筒上设置有第一槽、第二槽、第三槽和第四槽，所述钢丝绳包括第一钢丝绳、第二钢丝绳、第三钢丝绳和第四钢丝绳，其中，

所述第一钢丝绳穿过所述第一连接条卷绕于所述第一槽内，所述第二钢丝绳穿过所述第二连接条卷绕于所述第二槽内，所述第三钢丝绳穿过所述第二连接条卷绕于所述第三槽内，所述第四钢丝绳穿过所述第一连接条卷绕于所述第四槽内；

所述第一钢丝绳和第二钢丝绳在所述滚筒上的绕向相同，所述第一钢丝绳在所述第一连接条上的穿过方向与所述第二钢丝绳在所述第二连接条上的穿过方向相反；

所述第三钢丝绳和第四钢丝绳在所述滚筒上的绕向相同，所述第三钢丝绳在所述第二连接条上的穿过方向与所述第四钢丝绳在所述第一连接条上的穿过方向相反；

所述第一钢丝绳和第四钢丝绳在所述滚筒上的绕向相反。

优选的，所述驱动装置包括：

驱动电机；

在所述驱动电机的驱动下转动的曲柄；

一端与所述曲柄相连的摇杆，所述摇杆的另一端与所述滚筒相连。

优选的，所述摇杆通过与所述曲柄铰接的连杆与所述曲柄连接。

优选的，所述摇杆与所述滚筒铰接。

与现有技术相比，本发明提供的摇动装置包括固定装置、可在所述固定装置内往复运动的承载装置、带动所述承载装置往复运动的传动装置和驱动所述传动装置运动的驱动装置，其中，所述承载装置包括呈田字分布的第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置，所述第一承载装置位于所述第三承载装置的上方，所述第三承载装置位于所述第四承载装置的上方，所述第一承载装置和所述第四承载装置的运动方向相同，所述第二承载装置和所述第三承载装置的运动方向相同，所述第一承载装置的运动方向与所述第二承载装置的运动方向相反。在本发明提供的摇动装置中，第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置对称分布，第一承载装置和第四承载装置运动方向相同，第二承载装置和第三承载装置运动方向相同，且第一承载装置运动方向与第二承载装置的运动方向相反，各承载装置之间产生的惯性力能够相互抵消，从而使得整个摇动装置中基本无惯性力存在，实现摇动装置的动平衡。

本发明提供的无惯性力摇动装置可用于韧皮纤维的振荡发酵，将韧皮纤维和微生物菌种分别置于各承载装置中，在驱动装置的驱动下进行振荡发酵，由于基本无惯性力，韧皮纤维不易打结，得到的纤维质量较好。另外，由于摇动装置基本无惯性力存在，大大改善了其运动状态，提高了装置的平稳性，降低了噪音。本发明提供的摇动装置在工作过程中较为平稳、噪音低、安全、可靠，具有较强的可移植性、扩展性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的摇动装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的摇动装置的传动装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种摇动装置，包括：

固定装置；

可在所述固定装置内往复运动的承载装置，所述承载装置包括呈田字分布的第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置，所述第一承载装置位于所述第三承载装置的上方，所述第三承载装置位于所述第四承载装置的上方，所述第一承载装置和所述第四承载装置的运动方向相同，所述第二承载装置和所述第三承载装置的运动方向相同，所述第一承载装置的运动方向与所述第二承载装置的运动方向相反；

带动所述承载装置往复运动的传动装置；

驱动所述传动装置运动的驱动装置。

在本发明提供的摇动装置中，第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置对称分布，第一承载装置和第四承载装置运动方向相同，第二承载装置和第三承载装置运动方向相同，且第一承载装置运动方向与第二承载装置的运动方向相反，各承载装置之间产生的惯性力能够相互抵消，从而使得整个摇动装置中基本无惯性力存在，实现摇动装置的动平衡。

参见图1，图1为本发明实施例提供的摇动装置的结构示意图，其中，1为固定装置，2为承载装置，3为传动装置，4为驱动装置。

在本发明中，固定装置1的作用在于为承载装置2提供运行轨道，使承载装置2在固定装置1内往复运动。在本实施例中，固定装置1为框架结构，可固定于底面上。在本发明的其他实施例中，固定装置1还可以具有其他结构，能够为承载装置2提供往复运行轨道即可。

固定装置1的底面和侧面上分别设置有轨道槽，承载装置2可沿该轨道槽往复运动，从而实现对承载装置2内的对象进行摇动或振荡。

固定装置1上还设置有换向轮(未在图1中示出)，所述换向轮有两个独立运动的槽轮，可以保持相对独立的运动。在本实施例中，在固定装置1的一组相对的侧面上分别设置有第一换向轮和第二换向轮，分别用于实现承载装置2的运动转向。

承载装置2是放置摇动对象，如韧皮纤维、微生物菌种或其他摇动对象的工具，实现摇动对象的摇动。在本实施例中，承载装置2包括呈田字分布的第一承载装置21、第二承载装置22、第三承载装置23和第四承载装置24，其中，第一承载装置21位于第三承载装置23的上方，第二承载装置22位于第四承载装置24的上方，第一承载装置21和第四承载装置24的运动方向相同，第二承载装置22和第三承载装置23的运动方向相同，第一承载装置21与第二承载装置22的运动方向相反。

在本发明中，第一承载装置21、第二承载装置22、第三承载装置23和第四承载装置24均具有相同的结构，以下以第三承载装置23为例进行说明。

第三承载装置23的底面设置有支撑轮231，支撑轮231与固定装置1接触，并可沿固定装置1底面的轨道槽运动。支撑轮231的作用在于支撑第三承载装置23并使第三承载装置23沿固定轨道往复运动。

第三承载装置23的侧面设置有导向轮232，导向轮232可沿固定装置1侧面的轨道槽运动，使第三承载装置23在固定装置1内往复运动。

第一承载装置21和第二承载装置22的支撑轮分别直接与第三承载装置23和第四承载装置24的顶面相接触，起到支撑第一承载装置21和第二承载装置22的作用。另外，为了使第一承载装置21和第二承载装置22与第三承载装置23和第四承载装置24具有相同的运动轨迹，第三承载装置23和第四承载装置24的顶面可设置与固定装置1相同的轨道槽，使第一承载装置21和第二承载装置22沿固定轨道往复运动。

为了使各承载装置的惯性力更易相互抵消，本发明中，第一承载装置21通过第一连接条(未在图1中示出)与第四承载装置24相连，运动方向相同的第一承载装置21和第四承载装置24形成第一承载装置组；运动方向相同的第二承载装置22和第三承载装置23通过第二连接条(未在图1中示出)相连，形成第二承载装置组；第一承载装置组的运动方向与第二承载装置组的运动方向相反，从而将产生的惯性力抵消，改善摇动装置的运动状态，提高其平稳性，降低其运行时的噪音。

在本发明的其他实施例中，承载装置2可以包括4的倍数个承载装置，如8个、12个或16个等，各承载装置对称设置，便于抵消相互之间的惯性力，得到基本无惯性力的摇动装置。

传动装置3的作用在于在驱动装置4的作用下使承载装置2往复运动，在本发明中，传动装置3要能够使第一承载装置21和第四承载装置24的运动方向相同，第二承载装置22和第三承载装置23的运动方向相同，且第一承载装置21和第二承载装置22的运动方向相反。

为了降低摇动装置运行时产生的噪音，本实施例中，传动装置3为柔性传动装置，包括可等幅往复转动的滚筒和卷绕在所述滚筒上、可带动承载装置2往复运动的钢丝绳。

参见图2，图2为本发明实施例提供的摇动装置的传动装置的结构示意图，其中，31为滚筒，32为卷绕在滚筒31上的钢丝绳。

滚筒31由驱动装置4驱动，可作等幅往复转动，带动卷绕于其上的钢丝绳32运动，从而带动承载装置2往复运动。在本发明中，可通过调整滚筒31的直径调整承载装置2的往复运动幅度，从而无需对驱动装置4进行调整，方法简单、方便。

滚筒31上设置有第一槽、第二槽、第三槽和第四槽，分别用于容纳不同的钢丝绳，使不同的钢丝绳具有不同的运动趋势。

钢丝绳32包括第一钢丝绳321、第二钢丝绳322、第三钢丝绳323和第四钢丝绳324，第一钢丝绳321穿过第一换向轮和第一连接条卷绕于所述第一槽中，第二钢丝绳322穿过第二换向轮和第二连接条卷绕于所述第二槽中，第一钢丝绳321和第二钢丝绳322在滚筒31上的绕向相同；第三钢丝绳323穿过第一换向轮和第二连接条卷绕于所述第三槽中，第四钢丝绳324穿过第二换向轮和第一连接条卷绕于所述第四槽中，第三钢丝绳323和第四钢丝绳324在滚筒31上的绕向相同，且与第一钢丝绳321和第二钢丝绳322在滚筒31上的绕向相反。

由于第一换向轮和第二换向轮分别设置在固定装置1的两个相对的侧面上，按照上文所述的顺序分别将钢丝绳卷绕后，第一钢丝绳321和第二钢丝绳322在滚筒31上的绕向相同，第一钢丝绳321穿过第一连接条的方向和第一钢丝绳322穿过第二连接条的方向相反；第三钢丝绳323和第四钢丝绳324在滚筒31上的绕向相同，第三钢丝绳323穿过第二连接条的方向和第四钢丝绳324穿过第一连接条的方向相反；第一钢丝绳321和第四钢丝绳324在滚筒31上的绕向相反，穿过第一连接条的方向也相反。

参见图2，当滚筒31顺时针方向转动时，第一钢丝绳321和第二钢丝绳322缩短：第一钢丝绳321带动第一连接条向左移动，从而使得第一承载装置组向左移动；第二钢丝绳322带动第二连接条向右移动，从而使得第二承载装置组向右移动；两个承载装置组反向运动，将产生的惯性力相互抵消，从而整个装置基本无惯性力。当滚筒32逆时针方向转动时，第三钢丝绳323和第四钢丝绳324缩短：第三钢丝绳323带动第二连接条向左移动，从而使得第二承载装置组向左移动；第四钢丝绳324带动第一连接条向右移动，从而使得第一承载装置组向右移动；两个承载装置组反向运动，将产生的惯性力相互抵消，从而整个装置基本无惯性力。由此可见，滚筒31进行等幅往复运动时可分别带动第一承载装置组和第二承载装置组运动，且其为反向运动，从而使得整个摇动装置无惯性力。另外，采用钢丝绳作为传动链，由于钢丝绳较为柔软，能够使得整个摇动装置在启动和换向过程中保持传动的柔性，从而保护机械结构。

驱动装置4的作用在于驱动传动装置3带动承载装置2往复运动。为了减小摩擦、提高承载能力，驱动装置4包括驱动电机、减速机、曲柄和摇杆，其中，所述驱动电机和减速机与所述曲柄相连并带动曲柄旋转，所述曲柄与所述摇杆相连，曲柄旋转带动摇杆进行定幅往复摆动，所述摇杆的另一端与滚筒相连，摇杆的往复摆动带动滚筒等幅往复运动，从而带动承载装置2进行摇动或振荡。

在本发明中，所述曲柄末端铰接有连杆，所述连杆与所述摇杆相连，曲柄转动带动连杆转动，连杆转动带动摇杆往复摆动。所述摇杆与所述连杆铰接。滚筒31与摇杆铰接相连，摇杆往复摆动带动滚筒31等幅往复运动。

本发明提供的摇动装置的工作过程如下：

将固定装置1固定于地面上，固定装置1内容纳有可在其中往复运动的承载装置2；

驱动装置4和传动装置3位于固定装置1的正下方，为整个摇动装置提供动力；

分别向第一承载装置21、第二承载装置22、第三承载装置23和第四承载装置24中加入被摇动对象，如韧皮纤维和脱胶菌种等，开启驱动电机；

驱动电机带动曲柄旋转，曲柄旋转带动连杆往复摆动，连杆带动滚筒等幅往复转动，滚筒的等幅往复转动带动钢丝绳周期性缩短或伸长，从而带动承载装置2往复运动；

在承载装置2往复运动过程中，第一承载装置组和第二承载装置组的运动方向始终相反，从而使得运动产生的惯性力相互抵消，使得整个摇动装置基本无惯性力存在，更有利于大惯性质量部件的摇动或振荡。

本发明提供的摇动装置可用于韧皮纤维的生物脱胶中的振荡发酵，使生物脱胶更加彻底，韧皮纤维不易打结，得到的纤维质量较好。

本发明提供的摇动装置中，第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置对称分布，第一承载装置和第四承载装置运动方向相同，第二承载装置和第三承载装置运动方向相同，且第一承载装置运动方向与第二承载装置的运动方向相反，各承载装置之间产生的惯性力能够相互抵消，从而使得整个摇动装置中基本无惯性力存在，实现摇动装置的动平衡。由于摇动装置基本无惯性力存在，大大改善了其运动状态，提高了装置的平稳性，降低了噪音。

进一步的，本发明以钢丝绳作为传动链，增加了传动柔性，有利于保护机械结构。

进一步的，本发明采用曲柄摇杆机构作为驱动装置，减少了部件之间的摩擦，提高了承载能力。

进一步的，本发明采用滚筒作为传动装置，通过变更滚筒的直径即可调整承载装置的往复运动幅度，无需改变曲柄摇杆机构的结构尺寸，使用方便、简单。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摇动装置，其特征在于，包括：

固定装置；

可在所述固定装置内往复运动的承载装置，所述承载装置包括呈田字分布的第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置，所述第一承载装置位于所述第三承载装置的上方，所述第二承载装置位于所述第四承载装置的上方，所述第一承载装置和所述第四承载装置的运动方向相同，所述第二承载装置和所述第三承载装置的运动方向相同，所述第一承载装置的运动方向与所述第二承载装置的运动方向相反；

带动所述承载装置往复运动的传动装置；

驱动所述传动装置运动的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的摇动装置，其特征在于，所述固定装置上设置有轨道槽，所述第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置上分别设置有滚轮，所述滚轮可沿所述轨道槽运动。

3.根据权利要求2所述的摇动装置，其特征在于，所述固定装置的底面设置有底面轨道槽，侧面设置有侧面轨道槽。

4.根据权利要求3所述的摇动装置，其特征在于，所述第一承载装置、第二承载装置、第三承载装置和第四承载装置上分别设置有支撑轮和导向轮，所述支撑轮可沿所述底面轨道槽运动，所述导向轮可沿所述侧面轨道槽运动。

5.根据权利要求4所述的摇动装置，其特征在于，所述第一承载装置和所述第四承载装置通过第一连接条相连接，所述第二承载装置和所述第三承载装置通过第二连接条相连接。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的摇动装置，其特征在于，所述传动装置包括：

在所述驱动装置的驱动下等幅往复转动的滚筒；

卷绕在所述滚筒上、可带动所述承载装置往复运动的钢丝绳。

7.根据权利要求6所述的摇动装置，其特征在于，所述滚筒上设置有第一槽、第二槽、第三槽和第四槽，所述钢丝绳包括第一钢丝绳、第二钢丝绳、第三钢丝绳和第四钢丝绳，其中，

所述第一钢丝绳穿过所述第一连接条卷绕于所述第一槽内，所述第二钢丝绳穿过所述第二连接条卷绕于所述第二槽内，所述第三钢丝绳穿过所述第二连接条卷绕于所述第三槽内，所述第四钢丝绳穿过所述第一连接条卷绕于所述第四槽内；

所述第一钢丝绳和第二钢丝绳在所述滚筒上的绕向相同，所述第一钢丝绳在所述第一连接条上的穿过方向与所述第二钢丝绳在所述第二连接条上的穿过方向相反；

所述第三钢丝绳和第四钢丝绳在所述滚筒上的绕向相同，所述第三钢丝绳在所述第二连接条上的穿过方向与所述第四钢丝绳在所述第一连接条上的穿过方向相反；

所述第一钢丝绳和第四钢丝绳在所述滚筒上的绕向相反。

8.根据权利要求7所述的摇动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

驱动电机；

在所述驱动电机的驱动下转动的曲柄；

一端与所述曲柄相连的摇杆，所述摇杆的另一端与所述滚筒相连。

9.根据权利要求8所述的摇动装置，其特征在于，所述摇杆通过与所述曲柄铰接的连杆与所述曲柄连接。

10.根据权利要求9所述的摇动装置，其特征在于，所述摇杆与所述滚筒铰接。

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