CN102831677B - 连杆和凸轮双重自锁机构 - Google Patents

连杆和凸轮双重自锁机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连杆和凸轮双重自锁机构，包括连杆机构和凸轮，所述连杆机构一端固定在一转轴上并随所述转轴转动，另一端与运动部件铰接；所述凸轮套装在一凸轮轴上随所述凸轮轴转动，在所述连杆机构的主动连杆上通过销轴设有一凸轮滚子与所述凸轮接触；所述凸轮滚子在凸轮上运动的休止角位置与所述连杆机构运动的死点位置保持一致。本发明中，电机驱动凸轮，再通过凸轮驱动连杆机构动作，电机驱动的扭矩大大降低；本发明同时通过凸轮运动的休止角和连杆机构的死点位置实现机构的双重自锁，凸轮采用沟槽凸轮，保证了机构在结构上的紧凑。

Description

连杆和凸轮双重自锁机构
技术领域
本发明属于机械传动领域，具体涉及一种连杆和凸轮结合的具有双重自锁的传动机构。
背景技术
连杆机构由于结构简单紧凑，传动快速，因此在金融设备中的使用很频繁。
例如银行的自动存取款机的出钞口使用的闸门采用电机驱动曲柄连杆机构，曲柄连杆机构在连接到闸门板实现闸门的开启和关闭，并利用连杆机构的运动死点来实现闸门在关闭时的自锁，防止在取钞口在外力的作用下自行打开。
但是，在实际操作中，采用电机或旋转马达等动力源直接驱动连杆机构的主动连杆，所需的扭矩大，电机的功率高，间接提升了设备的生产成本，同时，如果存在因电机延迟和其它干扰因素使得连杆机构无法准确运动到到机构死点位置，稍有角度偏差，在外力作用于闸门时，机构便不能自锁，这样使设备的工作可靠性降低。
发明内容
针对现有的连杆机构在金融设备中存在的驱动扭矩大、自锁不稳定的缺陷，本发明提供了一种连杆和凸轮双重自锁机构，该机构由连杆机构和凸轮机构配合，结构巧妙，很好的解决了现有技术存在的技术缺陷。
本发明采用如下技术方案实现：一种连杆和凸轮双重自锁机构，包括连杆机构和凸轮，所述连杆机构包括主动连杆和从动连杆，所述主动连杆一端固定在一转轴上并随所述转轴转动，所述主动连杆另一端与从动连杆一端铰接，所述从动连杆另一端与运动部件铰接；
所述凸轮套装在一凸轮轴上随所述凸轮轴转动，在所述主动连杆上通过销轴设有一凸轮滚子与所述凸轮接触；
所述凸轮滚子在凸轮上运动的休止角位置与所述连杆机构运动的死点位置保持一致。
所述凸轮为沟槽凸轮，其上设有凸轮曲面导槽，所述凸轮滚子在所述凸轮曲面导槽内滑动。
所述凸轮通过电机驱动。
在所述凸轮轴上套装有一大同步带轮，所述电机的输出轴连接一小同步带轮，所述大同步带轮和小同步带轮上绕装有同步带，所述电机通过同步带传动驱动凸轮旋转。
在所述凸轮上设有一传感器挡板随凸轮转动，所述凸轮滚子到达凸轮的休止角时在所述传感器挡板的位置处设有一自锁位置限位传感器与电机电连接。
在所述传感器挡板的运动轨迹上还设有一运动位置限位传感器与电机电连接。
本发明中，连杆机构不通过电机直接驱动，而是电机驱动凸轮，再通过凸轮驱动连杆机构动作，电机驱动凸轮所需的扭矩为直接驱动连杆机构的1/10到1/15；同时，由于凸轮的运动特性，凸轮的休止角可以作为凸轮的自锁位置，包括到连杆机构的运动死点位置，本发明同时通过凸轮运动的休止角和连杆机构的死点位置实现机构的双重自锁，并且当凸轮上的传感器挡板到达自锁位置限位传感器的位置时，电机若有延迟或由于惯性凸轮继续旋转一个较小的角度，但是由于凸轮滚子处于凸轮的休止角曲面，凸轮滚子相对于凸轮不动作，连杆机构仍处于死点位置，此时模块仍拥有稳定的双重自锁，使电机控制对机构运动的误差减小；相比于单纯采用连杆机构或者单纯采用凸轮的方式其自锁的可靠性要提高很多，特别是在本发明应用在金融设备上时，可以保证设备在使用中更加安全可靠。凸轮采用沟槽凸轮，保证了机构在结构上的紧凑，更适合应用在金融设备这种设备安装空间狭小的地方。在凸轮上设置传感器挡板，通过限位传感器可以保证本发明的机构在达到自锁位置以及运动部件运动到所需位置时停下，实现本发明的机电一体化。
由上所述，本发明具有以下有益效果：整个机构结构紧凑，较单纯的连杆机构，拥有凸轮和连杆机构的双重自锁，机构安装在设备上的可靠性得到进一步提高；电机驱动机构运转的扭矩减小，可以采用转矩更小的电机，缩减了生产成本。
附图说明
图1为本发明在实施例中的机构结构示意图。
图2为本发明在实施例中的侧面示意图，其中连杆机构处于收缩状态。
图3为本发明在实施例中的侧面示意图，其中凸轮和连杆机构达到自锁状态。
图中标号：1-闸门转轴，2-同步带，3-小同步带轮，4-凸轮，5-凸轮滚子，6-主动连杆，7-从动连杆，8-闸门板，9-转轴，10-凸轮轴，11-电机，12-大同步带轮，13-连接块，14-运动位置限位传感器，15-传感器挡板，16-自锁位置限位传感器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
实施例
结合参见图1、图2和图3，本实施例以银行自动存取款机的出钞口闸门模块为例，在模块机体内设有一转轴9，转轴9两端通过轴承设在相对设置的两侧板上，连杆机构的主动连杆6一端固定在转轴9上随转轴6转动，主动连杆6的另一端与连杆机构的从动连杆7一端铰接，从动连杆7的另一端与闸门板8通过连接块13铰接，连杆机构驱动闸门板8绕闸门转轴1转动，实现闸门的开启盒关闭；连杆机构为两个，分别设置在转轴9的两端。在机体内通过凸轮轴10设有一凸轮4，在主动连杆6上通过销轴设有一凸轮滚子5与凸轮4接触，在凸轮4上设有凸轮曲面导槽，凸轮滚子5在凸轮曲面导槽内滑动。
在凸轮轴10上套装有一大同步带轮12，电机11的输出轴连接一小同步带轮3，大同步带轮12和小同步带轮3上绕装有同步带2，电机11通过同步带2传动驱动凸轮4旋转。
在凸轮4上设有一传感器挡板15随凸轮转动，凸轮滚子5到达凸轮4的休止角时传感器挡板15的位置处设有一自锁位置限位传感器16与电机11电连接。
在传感器挡板15的运动轨迹上还设有一运动位置限位传感器14与电机电连接，用于确定闸门板8开启的极限运动位置。
具体参见图2和图3，当闸门模块收到存取钞开盖指令时，电机11正转，同步带2通过大同步带轮12带动凸轮4旋转，从而通过凸轮4上的曲面导向槽带动凸轮滚子5向上运动，驱动主动连杆6向上旋转，通过连杆机构运动，操作从动连杆7带动闸门板8绕闸门转轴1旋转打开，当传感器挡板15触发运动位置限位传感器14时，闸门板8完成打开动作，电机11停转；同理，当闸门模块收到关盖指令时，电机11反转，同步带2通过大同步带轮12带动凸轮4反转，带动凸轮滚子5向下运动，带动主动连杆6向下旋转，连杆机构运动，从而带动闸门板8旋转关闭，当传感器挡板15触发自锁位置限位传感器16时，闸门板8完成关闭动作，电机11停转。其中，当传感器挡板15触发自锁位置限位传感器16时,凸轮滚子5处于凸轮4的休止角位置，连杆机构处于死点位置，当有外力按压闸门板8时，连杆机构不动作，凸轮机构不动作，闸门模块双重自锁通过连杆机构和凸轮的双重自锁保证了闸门的安全可靠。
上述实施例为本发明较佳的实施方案之一，除此之外，本发明还可以在其他方面实施，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：包括连杆机构和凸轮，所述连杆机构包括主动连杆和从动连杆，所述主动连杆一端固定在一转轴上并随所述转轴转动，所述主动连杆另一端与从动连杆一端铰接，所述从动连杆另一端与运动部件铰接；
所述凸轮套装在一凸轮轴上随所述凸轮轴转动，在所述主动连杆上通过销轴设有一凸轮滚子与所述凸轮接触；
所述凸轮滚子在凸轮上运动的休止角位置与所述连杆机构运动的死点位置保持一致。
2.根据权利要求1所述的一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：所述凸轮为沟槽凸轮，其上设有凸轮曲面导槽，所述凸轮滚子在所述凸轮曲面导槽内滑动。
3.根据权利要求1或2所述的一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：所述凸轮通过电机驱动。
4.根据权利要求3所述的一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：在所述凸轮轴上套装有一大同步带轮，所述电机的输出轴连接一小同步带轮，所述大同步带轮和小同步带轮上绕装有同步带，所述电机通过同步带传动驱动凸轮旋转。
5.根据权利要求4所述的一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：在所述凸轮上设有一传感器挡板随凸轮转动，所述凸轮滚子到达凸轮的休止角时在所述传感器挡板的位置处设有一自锁位置限位传感器与电机电连接。
6.根据权利要求5所述的一种连杆和凸轮双重自锁机构，其特征在于：在所述传感器挡板的运动轨迹上还设有一运动位置限位传感器与电机电连接。
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