CN103195894A - 旋转限位机构 - Google Patents

Abstract

一种旋转限位机构，包括支架、主动轮、张紧轮、柔性缆绳及张紧弹簧，所述主动轮与张紧轮通过转动轴转动固定在所述支架上，所述柔性缆绳一端固定在所述主动轮的圆周上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上，所述张紧弹簧的一端固定在所述张紧轮的转动轴上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上。

Description

旋转限位机构

技术领域

本发明涉及一种限位机构，特别是涉及一种旋转限位机构。

背景技术

旋转机构的限位在自动化机械中经常使用，当限位角度小于360°的时候，通常是通过在相应的位置放置挡块来实现的，这样，当沿两个方向转动需被限位的机构，使其与挡块相互机械碰撞就可以实现旋转限位。然而，上述挡块由于是通过机械碰撞来实用限位，因此需要一定的强度，而结构尺寸不能太小，所以，这种挡块限位很难达到360°限位。但是，在机械结构中，很多情况会使用到超过360°限位机构，甚至超过720°情况也时有发生。上述的挡块限位就不能这样的要求。现有技术有一种限位结构，是通过将原有的固定死的挡块设为可摆动挡块，并限定挡块的摆动范围，从而来达到超过360°限位，但是这种限位结构只适用于360°左右的机械限位，且会有较大冲击。现有技术中还有一种采用软绳限位的机构，这种结构虽然没有较大的冲击，但是限位范围也是非常有限，一般只能是360°限位。现有技术还有一种多圈限位的结构，但是这种结构在限位时会带来机械冲击，而且同一个结构想修改限位角度需要对零件做较大的修改，加工成本高。现有技术中还有一种类似滚珠丝杠的限位结构，这种结构虽然能够实现任意角度的机械限位，但是其要求加工难大，成本高，限位时有冲击，而且无法附带传感器限位，在自动化设备上无法设计电气限位。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种能够容易调整限位角度以及能够减小限位时产生的冲击力的旋转限位机构。

一种旋转限位机构，包括支架、主动轮、张紧轮、柔性缆绳及张紧弹簧，所述主动轮与张紧轮通过转动轴转动固定在所述支架上，所述柔性缆绳一端固定在所述主动轮的圆周上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上，所述张紧弹簧的一端固定在所述张紧轮的转动轴上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上。

在一实施方式中，所述张紧弹簧为螺旋弹簧。

在一实施方式中，所述张紧轮的直径小于主动轮的直径。

在一实施方式中，所述主动轮开设有缺口，所述柔性缆绳的一端穿过所述缺口而固定在主动轮的圆周上。

在一实施方式中，所述张紧轮开设有一开口，所述柔性缆绳的另一端穿过所述开口而固定在所述张紧轮的圆周上。

在一实施方式中，所述主动轮与张紧轮的转动轴相互平行。

在一实施方式中，所述主动轮的转动轴与张紧轮的转动轴为同一转动轴。

在一实施方式中，所述张紧轮是通过电机驱动的。

在一实施方式中，所述主动轮与张紧轮的限位角度β’与主动轮的半径R、张紧轮的半径r、主动轮与张紧轮之间的圆心距L以及柔性缆绳的长度S之间的关系是由下面公式来确定的：

${\mathrm{\β}}^{,}=2\·\arcsin R/L+2\·\frac{S-r-\sqrt{L^2-R^2}}{R}$

与现有技术相比，在上述旋转限位机构中，通过柔性缆绳的长度来限制限位角度，通过张紧弹簧来减少限位时产生的冲击力。

附图说明

图1是本发明旋转限位机构的一较佳实施方式的一立体结构图。

图2是本发明旋转限位机构的原理图。

图3是本发明旋转限位机构的一较佳实施方式的一俯视结构图。

主要元件符号说明

传感器挡片	1
		主动轮	2
柔性缆绳端头	3
		主动轮上缺口	4
柔性缆绳	5
		支架	6

张紧轮开口	7
		柔性缆绳端头	8
张紧轮	9
		张紧轮传感器挡片	10
张紧弹簧	11

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参考图1，在本发明的一较佳实施方式中，一种旋转限位机构包括传感器挡片1、主动轮2、柔性缆绳端头3、主动轮上缺口4、柔性缆绳5、支架6、张紧轮开口7、柔性缆绳端头8、张紧轮9、张紧轮传感器挡片10及张紧弹簧11。所述传感器挡片1固定在主动轮2的外侧壁上。所述主动轮2与张紧轮9分别通过一转轴固定在支架6上，并能绕各自的转轴转动。所述柔性缆绳端头3穿过主动轮上缺口4而固定在主动轮2的圆周上。所述张紧轮传感器挡片10固定在所述张紧轮9的外侧壁上。所述柔性缆绳端头8穿过所述张紧轮开口7而固定在所述张紧轮9的圆周上。所述张紧弹簧11的一端固定在所述张紧轮9的圆周上，另一端固定在所述张紧轮9的转轴上，当所述张紧轮9转动时，所述张紧弹簧11的一端随所述张紧轮9的转动而移动，所述另一端固定不动。

请参考图2，图中所示为上述旋转限位机构的原理图，其中，O为主动轮2的圆心，R为主动轮2的半径，A、A’分别表示柔性缆绳端头3在主动轮2圆周上的两个极限位置，O’为张紧轮9的圆心，r为张紧轮9的半径，L为主动轮2与张紧轮9之间的圆心距，B、B’分别表示当柔性缆绳端头3在主动轮2圆周上的两个极限位置时，柔性缆绳端头8在张紧轮9的圆周上的两个位置，A、B、O’在同一直线上，A’、B’、O’在同一直线上。

假设，OA垂直O’A，OA’垂直O’A’，

此时，限制的角度β为：

β＝2∠AO’O＝2·arcsinR/L

假设，柔性缆绳5的绳长为S，其中S＞AB，柔性缆绳5只有一部分能够绕到主动轮2上，这部分长度为S’，则

根据角度与弧度的转换原理，这部分柔性缆绳盘绕时对应的角度为由于能够两个方向盘绕所以这部分柔性缆绳所能够限制的角度为

综合可知：此时能够限定的角度可用下面公式确定。限制角度为β’：

${\mathrm{\β}}^{,}=2\·\arcsin R/L+2\·\frac{S-r-\sqrt{L^2-R^2}}{R}$

从上述公式中可以看出，从理论上讲β’可以设置成任意的角度进行限位，这时，仅需调整柔性缆绳5的长度S即可，也就是换一根有适当长度的柔性缆绳5，至于其他的主动轮2、张紧轮9的半径R、r以及两者之间的圆心距L都不用改变。

在一实施方式中，所述张紧轮可用电机驱动。

在上述旋转限位机构中，具有如下优点：1、根据需要，通过使用不同长度的缆绳，以实用不同角度的限位，限位角度不受限制；2、由于张紧轮中有张紧弹簧，可以有效地吸收限位时产生的机械冲击，因此，机械冲击很小；3、结构简单、成本低；4、不改变主动轮与张紧轮的结构尺寸大；5、可以设置传感器以及设置电气限位。

Claims (9)

1.一种旋转限位机构，包括支架、主动轮、张紧轮、柔性缆绳及张紧弹簧，其特征在于：所述主动轮与张紧轮通过转动轴转动固定在所述支架上，所述柔性缆绳一端固定在所述主动轮的圆周上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上，所述张紧弹簧的一端固定在所述张紧轮的转动轴上，另一端固定在所述张紧轮的圆周上。

2.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述张紧弹簧为螺旋弹簧。

3.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述张紧轮的直径小于主动轮的直径。

4.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述主动轮开设有缺口，所述柔性缆绳的一端穿过所述缺口而固定在主动轮的圆周上。

5.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述张紧轮开设有一开口，所述柔性缆绳的另一端穿过所述开口而固定在所述张紧轮的圆周上。

6.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述主动轮与张紧轮的转动轴相互平行。

7.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述主动轮的转动轴与张紧轮的转动轴为同一转动轴。

8.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述张紧轮是通过电机驱动的。

9.如权利要求1所述的旋转限位机构，其特征在于：所述主动轮与张紧轮的限位角度β’与主动轮的半径R、张紧轮的半径r、主动轮与张紧轮之间的圆心距L以及柔性缆绳的长度S之间的关系是由下面公式来确定的：

${\mathrm{\β}}^{,}=2\·\arcsin R/L+2\·\frac{S-r-\sqrt{L^2-R^2}}{R}.$

Images