CN102606693B - 二态双驱动四杆快速定位机构 - Google Patents

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王玲
李伯奎
陈小岗
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Changshu intellectual property operation center Co.,Ltd.
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Huaiyin Institute of Technology
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Abstract

本发明公开了二态双驱动四杆快速定位机构，定位机构包括铰链四杆机构，由四根杆长相同的连杆经四个铰链联接而成，其中一铰链为固定铰链（A），其余三铰链为活动铰链（B、C、D），与固定铰链（A）相临的两活动铰链（B、D）旁分别安装辅助固定铰链（F、E），连接辅助固定铰链（F、E）和活动铰链（B、D）的杆为移动副杆（BF、DE），移动副杆（BF、DE）通过油缸或气缸实现移动，本发明利用四连杆机构，快速实现平面上正方形四个顶点位置的定位，该定位机构结构简单、成本低廉、高效快捷。

Description

二态双驱动四杆快速定位机构
技术领域
本发明涉及定位机构，具体涉及一种二态双驱动四杆快速定位机构。
背景技术
在各种设备、仪器及工装中，经常用到定位机构，出于受力均匀、安装方便等考虑，一般需要确定的位置多为对称的点，如正方形的四个顶点。实现平面上四点定位的机构或结构很多，最常见的是在平面上设置沿x、y轴的移动导轨，移动目标点至预定位置，但这样会导致结构复杂，固定的四点位置也使通用的导轨结构浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种二态双驱动四杆快速定位机构，利用四杆机构，快速实现平面上正方形四个顶点位置的定位，该定位机构结构简单、成本低廉、高效快捷。
本发明的技术解决方案是：定位机构包括铰链四杆机构，铰链四杆机构由四根杆长相同的连杆经四个铰链联接而成，其特征在于：其中一铰链为固定铰链，其余三铰链为活动铰链，与固定铰链相临的两活动铰链旁分别安装辅助固定铰链，连接辅助固定铰链和活动铰链的杆为移动副杆，移动副杆通过油缸或气缸实现移动，与固定铰链相对的活动铰链为输出端，与固定铰链相临的两活动铰链为输入端，输入端铰链各有两种输入状态0或1。
其中，铰链D状态0时，AD连杆在x轴下方，AD连杆与x轴的夹角为а；铰链D状态1时，AD连杆在x轴上方，AD连杆与x轴的夹角也为а；铰链B状态0时，AB连杆在y轴右边，AB连杆与y轴的夹角为а；铰链B状态1时，AB连杆在y轴左边，AB连杆与y轴的夹角也为а。
本发明通过两个输入端的两个最简状态，获得输出端的四个确定位置，并且四个确定位置构成正方形，四根连杆的长设为L，则正方形的边长为2Lsinа，改变连杆长L或夹角а，在一定范围内获得不同大小正方形的四个顶点位置，使得本发明适用范围得到进一步扩展。 
附图说明
图1为本发明的起始位置示意图。
图2为铰链D状态0、铰链B状态1示意图。
图3为铰链D状态1、铰链B状态1示意图。
图4为铰链D状态1、铰链B状态0示意图。
图5本发明的铰链C的四个确定位置构成正方形的示意图。
图中：A为固定铰链，B、C、D为活动铰链，E、F为辅助固定铰链。
具体实施方式
如图1所示，定位机构包括铰链四杆机构，铰链四杆机构由四根杆长相同的连杆经四个铰链联接而成，其特征在于：其中一铰链为固定铰链A，其余三铰链为活动铰链B、C、D，与固定铰链A相临的两活动铰链B、D旁分别安装辅助固定铰链F、E，连接辅助固定铰链F、E和活动铰链B、D的杆为移动副杆BF、DE，移动副杆BF、DE通过油缸或气缸实现移动，与固定铰链A相对的活动铰链C为输出端，与固定铰链A相临的两活动铰链D、B为输入端，输入端铰链D、B各有两种输入状态。
其中，铰链D状态0时，AD连杆在x轴下方，AD连杆与x轴的夹角为а；铰链D状态1时，AD连杆在x轴上方，AD连杆与x轴的夹角也为а；铰链B状态0时，AB连杆在y轴右边，AB连杆与y轴的夹角为а；铰链B状态1时，AB连杆在y轴左边，AB连杆与y轴的夹角也为а。
如图1所示，四根连杆的长设为L；铰链D状态0为起始位置，对应图1中的位置，AD连杆在x轴下方，此时AD连杆与x轴的夹角为а；铰链D状态1对应图3中的位置，AD连杆在x轴上方，此时AD连杆与x轴的夹角也为а；铰链D状态0和1通过DE移动副杆的移动实现，移动副杆的移动通过油缸或气缸方式实现，经计算得出铰链D从状态0到状态1移动的直线距离为2Lsinа。 
同样，铰链B状态0为起始位置，对应图1中的位置，AB连杆在y轴右边，此时AB连杆与y轴的夹角为а；铰链B状态1对应图3中的位置，AB连杆在y轴左边，此时AB连杆与y轴的夹角也为а；铰链B状态0和1通过BF移动副杆的移动实现，移动副杆的移动通过油缸或气缸方式实现，经计算得出铰链B从状态0到状态1移动的直线距离为2Lsinа。
图1为本发明的起始位置，此时铰链D、B均处于状态0，铰链C的位置确定，设为C（0，0）；铰链B在移动副杆的驱动下，由状态0运动至状态1，铰链B移动定长的直线距离2Lsinа，由于铰链EAD形成稳定的三角形，铰链D稳定在状态0位置，此时铰链C的位置确定，设为C（0，1），如图2所示；接着，铰链D在移动副杆的驱动下，由状态0运动至状态1，铰链B移动定长的直线距离2Lsinа，由于铰链FAB形成稳定的三角形，铰链B稳定在状态1位置，此时铰链C的位置确定，设为C（1，1），如图3所示；最后，铰链B在移动副杆的驱动下，由状态1运动至状态0，铰链B移动定长的直线距离2Lsinа，由于铰链EAD形成稳定的三角形，铰链D稳定在状态1位置，此时铰链C的位置确定，设为C（1，0），如图4所示。  
对应输入端B的两种状态和输入端D的两种状态，输出端C达到确定的四个位置，C（0，0）、C（0，1）、C（1，1）、C（1，0），分别如图1、2、3、4中C点所示；根据图1、2、3、4所示的几何关系，由连杆长L及夹角а，得出输出端C的四个确定位置构成一正方形，如图5所示，正方形的边长为2Lsinа。

Claims (1)

1.二态双驱动四杆快速定位机构，定位机构包括铰链四杆机构，由四根杆长相同的连杆经四个铰链联接而成，其特征在于：其中一铰链为固定铰链A，其余三铰链为活动铰链B、活动铰链C、活动铰链D，与固定铰链A相临的活动铰链B、活动铰链D旁分别安装辅助固定铰链F、辅助固定铰链E，连接辅助固定铰链F、辅助固定铰链E和活动铰链B、活动铰链D的杆为移动副杆BF、移动副杆DE，移动副杆BF、移动副杆DE通过油缸或气缸实现移动，与固定铰链A相对的活动铰链C为输出端，与固定铰链A相临的活动铰链D、活动铰链B为输入端，活动铰链D、活动铰链B各有两种输入状态0或1；以固定铰链A为坐标原点o，过原点o的水平线为x轴，原点o向左为x轴正方向，过原点o的垂直线为y轴，原点o向上为y轴正方向；活动铰链D状态0时，AD连杆在x轴下方，AD连杆与x轴的夹角为а；活动铰链D状态1时，AD连杆在x轴上方，AD连杆与x轴的夹角也为а；活动铰链B状态0时，AB连杆在y轴右边，AB连杆与y轴的夹角为а；活动铰链B状态1时，AB连杆在y轴左边，AB连杆与y轴的夹角也为а。
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