CN102518771A

CN102518771A - 一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构

Info

Publication number: CN102518771A
Application number: CN2011103966195A
Authority: CN
Inventors: 高峰; 崔莹; 徐国艳; 白锦洋; 解晓琳; 王晓坡; 徐丽丽
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: CN102518771B

Abstract

一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，它由机架、左摇臂和右摇臂、直线液压油缸、三根摇臂轴A、B、C和三组滚轮M、N、P组成，左、右摇臂在下方通过摇臂轴C铰接，在上方分别与直线液压油缸的两端通过摇臂轴A、B铰接，左、右摇臂上方铰接在直线液压油缸两端的摇臂轴A、B通过滚轮M、N被限制在机架的左、右水平滑槽内滑动，下方用于铰接左、右摇臂的摇臂轴C通过滚轮P被限制在机架的竖直滑槽内滑动。本发明结构简单，工作可靠，利用直线液压油缸的锁止功能，可以固定两个摇臂在相对的任意角度。相对于传统齿轮式摇臂机构的受力、加工难度等问题，该滑动式摇臂机构可以很好的应用在大重型机械产品中。

Description

一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构

技术领域

本发明涉及一种平分运动摇臂机构，具体来说，是涉及一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，属于机械工程技术领域。

背景技术

摇臂机构在机械工程领域应用较广，主要形式是中间铰接、可实现绕铰点转动的运动臂。可实现平分运动的摇臂机构目前常见的形式是齿轮式摇臂机构，通过齿轮副的啮合实现左右摇臂的相对固定机架的平分运动。

齿轮式摇臂机构由于齿轮的承载能力有限，并且大型齿轮副的加工制造比较困难，故齿轮式摇臂机构在大重型机械产品中的应用具有一定的局限性。

发明内容

1、目的：为了解决上述问题和现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，它结构简单，工作可靠，可以满足大重型机械产品的使用要求。

2、技术方案：本发明一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，它主要由机架、左摇臂和右摇臂、直线液压油缸、三根摇臂轴A、B、C、三组滚轮M、N、P组成。它们之间的位置连接关系是：左、右两个摇臂在下方通过摇臂轴C铰接，在上方分别与直线液压油缸的两端通过摇臂轴A、B铰接。左、右摇臂上方铰接在直线液压油缸两端的摇臂轴A、B通过滚轮M、N被限制在机架的左、右水平滑槽内滑动，下方用于铰接左、右摇臂的摇臂轴C通过滚轮P被限制在机架的竖直滑槽内滑动。

所述机架由前、后立板和上、下连接板组成，其间关系是：前、后立板结构形状相同，前后对称放置，上、下连接板通过整体铸造将前、后立板分别平齐连接在一起。该上、下连接板为矩形板料，其外形尺寸可根据整体结构强度进行设计。该前立板和后立板为铸造件、焊接件或机械加工件，形状为对称的多边形。其上设置有两个左、右水平滑槽和一个竖直滑槽，两个左、右水平滑槽处于同一水平直线上，并且是左、右对称的，中间有加强筋；竖直滑槽与左、右水平滑槽垂直，并位于左、右水平滑槽的下方中间位置，竖直滑槽上方设置有安装孔，其间也有加强筋。前立板和后立板外形形状可以根据左、右水平滑槽和竖直滑槽的位置和实际需要设计为多边形。其中，前立板和后立板上的水平滑槽与竖直滑槽设置为两端半圆、中间长方形的孔槽，安装在摇臂轴上的滚子可以在槽内滑动。

所述的左、右摇臂是左右对称的箱型结构件，其具体尺寸要根据载荷大小而定，左、右摇臂一端下方和上方分别连接有左、右下吊耳和左、右上吊耳，其作用是通过摇臂轴与其他零件连接。其中，吊耳为带加强孔的板件零件，孔径大小根据摇臂轴的直径确定，板件厚度根据载荷确定；

所述的直线液压油缸是选购件，其具体型号根据摇臂负荷的大小进行选购。直线液压油缸也可以由其他能够实现直线运动的机构代替；

所述的摇臂轴A、B、C是普通轴类零件，其直径和长度根据计算载荷进行选择；

所述的滚轮M、N、P由外圈和轴承组成，轴承装配在外圈内部，外圈为圆环形状的加工件，其大小根据轴的设计进行选择，轴承为标准件。滚轮可以由其他具有滑动功能的类似零部件代替。

其中，该机架的上、下连接板可通过焊接将前、后立板分别平齐连接在一起；

其中，该机架的上、下连接板可通过螺栓连接将前、后立板分别平齐连接在一起。

在工作过程中，摇臂机构可以通过直线液压缸的伸缩运动，实现两个摇臂相对夹角的变化，并且两个摇臂相对于机架的转动角度大小相等，方向相反，故称为平分运动。

3、优点及功效：

1.结构简单。整个摇臂机构主要部件较少，加工简单，易于实现。

2.工作可靠。在工作过程中，摇臂机构的主要受力部件为三个摇臂轴，所以，在设计过程中，只要保证摇臂轴足够的强度就能保证整个机构的可靠性。

3.可以实现锁止功能。通过利用直线液压油缸的锁止功能，可以固定两个摇臂在相对的任意角度。

4.可以满足大重型机械产品的使用要求。相对于传统齿轮式摇臂机构的受力、加工难度等问题，滑动式摇臂机构可以很好的应用在大重型机械产品中。

附图说明

图1为本发明中滑动式摇臂机构的原理及结构简图；

图2为本发明中滑动式摇臂机构一种实现方式的主视图；

图3为本发明中滑动式摇臂机构一种实现方式除机架外的俯视图；

图4为本发明中的机架结构的主视图；

图5为本发明中的机架结构的俯视图；

图6为本发明中的左摇臂的主视图；

图7为本发明中的左摇臂的俯视图；

图8为本发明中的右摇臂的主视图；

图9为本发明中的右摇臂的俯视图；

图10为本发明中的滚轮的结构示意图。

图中符号说明如下：

1-左摇臂 2-机架 3-摇臂轴A 4-直线液压油缸

5-摇臂轴B 6-右摇臂 7-滚轮M 8-摇臂轴C

9-滚轮P 10-滚轮N 11-左水平滑槽 12-安装孔

13-右水平滑槽 14-竖直滑槽 15-后立板 16-前立板

17-上连接板 18-下连接板 19-左上吊耳 20-左下吊耳

21-右上吊耳 22-右下吊耳 23-外圈 24-轴承

25-滑块

具体实施方式

滑动式摇臂机构的原理及结构如图1所示，本发明一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，它主要由机架2、左摇臂1和右摇臂6、直线液压油缸4、摇臂轴A、摇臂轴B、摇臂轴C、滚轮M、滚轮N、滚轮P组成。它们之间的位置连接关系是左摇臂1和右摇臂6在上方分别通过摇臂轴A、摇臂轴B和直线液压油缸4连接在一起，直线液压油缸4被限制在机架2的左水平滑槽11和右水平滑槽13中运动，左摇臂1和右摇臂6在下方通过摇臂轴C直接铰接在一起，并限制在机架2的竖直滑槽中运动。工作时，当直线液压油缸4做伸缩运动时，左摇臂1和右摇臂6可以相对机架2做角度相等，方向相反的转动，即平分运动。

图2和图3所示为滑动式摇臂机构的一种具体实现方式。摇臂机构主要由机架2、左摇臂1和右摇臂6、直线液压油缸4、摇臂轴A 3、摇臂轴B 5、摇臂轴C 8，以及滚轮M 7、滚轮N 10、滚轮P 9组成。它们之间的位置连接关系是：左摇臂1和右摇臂6在下方通过摇臂轴C 8铰接，在上方分别与直线液压油缸4的两端通过摇臂轴A 3和摇臂轴B 5铰接。在上方铰接在直线液压油缸4两端的摇臂轴A 3通过滚轮M 7被限制在机架2的左水平滑槽11内滑动，摇臂轴B 5通过滚轮N 10被限制在机架2的右水平滑槽13内滑动，在下方用于铰接左摇臂1和右摇臂6的摇臂轴C 8通过滚轮P 9被限制在机架2的竖直滑槽14内滑动。

所述机架2由前立板16、后立板15和上连接板17、下连接18板组成，其间关系是：前立板16和后立板15结构形状相同，前后对称放置，上连接板17和下连接18板通过整体铸造将前立板16、后立板15分别平齐连接在一起。该前立板16和后立板15为铸造件，其上铸有水平滑槽11、水平滑槽13和竖直滑槽14，水平滑槽11和水平滑槽13处于同一水平直线上，并且是左右对称的，中间有加强筋；竖直滑槽14与水平滑槽11、水平滑槽13垂直，并且位于水平滑槽11、水平滑槽13的下方中间位置，竖直滑槽14上方设置有安装孔12，其间也有加强筋。前立板16和后立板15外形形状为8边形。其中，前立板16和后立板15上的水平滑槽11、水平滑槽13和竖直滑槽14为两端半圆、中间长方形的孔槽，安装在摇臂轴A 3上的滚轮7、摇臂轴B 5上的滚轮10和摇臂轴C 8上的滚轮9可以在槽内滑动。该上连接板17、下连接板18为普通矩形板件，上连接板尺寸为510MM＊240MM＊40MM，下连接板尺寸为510MM＊300＊40MM。机架2结构形状如图4、图5所示；

所述的左摇臂1、右摇臂6是左右对称的箱型结构焊接件，其箱型截面尺寸为300mm＊340mm，钢板厚度为16mm，左摇臂1右端上方和下方分别焊接有左上吊耳19、左下吊耳20，右摇臂1左端下方和上方分别焊接有右下吊耳22、右上吊耳21，其作用是通过摇臂轴A 3、摇臂轴B 5、摇臂轴C 8与其他零件连接。其中，左上吊耳19、左下吊耳20、右上吊耳21、右下吊耳22为带加强孔的板件零件，左上吊耳19、右上吊耳21孔径大小为80mm，左下吊耳20、右下吊耳22孔径大小为100mm，板件厚度为50mm。左摇臂1结构如图6、图7所示，右摇臂6结构如图8、图9所示；

所述的直线液压油缸4是选购件，其规格参数为内径140mm，长度760mm；

所述的摇臂轴A 3、摇臂轴B 5是锻造轴类零件，其直径为80mm，长度为550mm，摇臂轴C 8是锻造轴类零件，其直径为100mm，长度为550mm；

所述的滚轮M 7、滚轮N 10、滚轮P 9基本结构相同，均由外圈23和轴承24组成，如图10所示。轴承24装配在外圈23内部，外圈23为圆环形状的加工件。滚轮M 7、滚轮N10上的外圈23内径为125mm，外径为155mm，滚轮P 9上的外圈23内径为140mm，外径为170mm，轴承为标准件；

其中，所述的滑块25在具体实现方式中不存在，其功能由滚轮9代替。

在工作过程中，摇臂机构可以通过直线液压缸4的伸缩运动，实现左摇臂1和右摇臂6相对夹角的变化，并且左摇臂1和右摇臂6相对于机架2的转动角度大小相等，方向相反，故称为平分运动。

Claims

1.一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，其特征在于：它由机架、左摇臂和右摇臂、直线液压油缸、三根摇臂轴A、B、C和三组滚轮M、N、P组成，左、右摇臂在下方通过摇臂轴C铰接，在上方分别与直线液压油缸的两端通过摇臂轴A、B铰接，左、右摇臂上方铰接在直线液压油缸两端的摇臂轴A、B通过滚轮M、N被限制在机架的左、右水平滑槽内滑动，下方用于铰接左、右摇臂的摇臂轴C通过滚轮P被限制在机架的竖直滑槽内滑动；

所述机架由前、后立板和上、下连接板组成，前、后立板结构形状相同，前后对称放置，上、下连接板通过整体铸造将前、后立板分别平齐连接在一起；该上、下连接板为矩形板料，其外形尺寸根据整体结构强度进行设计；该前立板和后立板为铸造件，形状为对称的多边形；其上设置有两个左、右水平滑槽和一个竖直滑槽，两个左、右水平滑槽处于同一水平直线上，并且是左、右对称的，中间有加强筋；竖直滑槽与左、右水平滑槽垂直，并位于左、右水平滑槽的下方中间位置，竖直滑槽上方设置有安装孔，其间也有加强筋；前立板和后立板外形形状根据左、右水平滑槽和竖直滑槽的位置和实际需要设计为多边形；其中，前立板和后立板上的水平滑槽与竖直滑槽设置为两端半圆、中间长方形的孔槽，安装在摇臂轴上的滚子在槽内滑动；

所述的左、右摇臂是左右对称的箱型结构件，其具体尺寸根据载荷大小而定，左、右摇臂一端下方和上方分别连接有左、右下吊耳和左、右上吊耳，其作用是通过摇臂轴与其它零件连接；上述各吊耳为带加强孔的板件零件，孔径大小根据摇臂轴的直径确定，板件厚度根据载荷确定；

所述的直线液压油缸是选购件；

所述的滚轮M、N、P由外圈和轴承组成，轴承装配在外圈内部，外圈为圆环形状的加工件，其大小根据轴的设计进行选择，轴承为按需选购的标准件。

2.根据权利要求1所述的一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，其特征在于：该机架的上、下连接板通过焊接将前、后立板分别平齐连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种可实现平分运动的滑动式摇臂机构，其特征在于：该机架的上、下连接板通过螺栓连接将前、后立板分别平齐连接在一起。