CN103511573A - 一种园周转动转换成直线往复运动的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种园周转动转换成直线往复运动的装置，克服现有技术的曲柄连杆机构存在的连杆带动滑块动作的相对频率不能加快的缺陷，包括后头与拖动件销接的连杆，连杆的前头通过销轴与设于其上方的摆杆的下端部可转动地连接，摆杆的上端部与固定在机座上的销杆可转动地连接，在连杆的前端下方部位设有一只至少二齿的拨轮，拨轮的拨齿与销轴可间歇抵压，拨轮与通过轴承连接在机座上的转轴固定连接，转轴与一传动机构连接；摆杆的下端部与一压缩弹簧的一端顶压，压缩弹簧的另一端顶在设于离合器上的弹簧座上。本发明用于增频摆动往复传动装置，具有提高滑块往复移动频率，滑块的侧向分力甚小，功率浪费少，减少相关零件磨损和发热的优点。

Description

一种园周转动转换成直线往复运动的装置
技术领域
    本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种增频摆动往复传动装置。
背景技术
 现有技术的将圆周运动转换为直线往复运动的传动机构，例如曲轴连杆机构，一般都是曲轴转动一周通过连杆带动滑块往复移动一次，转动频率和往复移动频率是相同的，如果需要提高滑块往复移动相对于曲轴转动的相对频率，单纯依靠现有的曲轴连杆机构是不能实现的；其次，现有曲轴连杆机构的连杆有一端与曲轴轴颈连接，随着曲轴转动连杆会上下摆动，曲轴通过连杆对滑块的推力存在侧向分力，该侧向分力对与滑块配合的滑轨造成压力和巨大的摩擦力，不但消耗功率，还使得滑轨和滑块磨损并发热。
例如中国专利申请号201110460101.3,名称为“201120188039.2”的实用新型专利，公开了一种往复运动的机芯，使用直流电机驱动。其包括电路板、一基板、一装设于该基板上的电机及一传动机构，该传动机构包括一减速机构、一曲柄、至少一滑轨、一滑块，减速机构连接于电机输出轴，曲柄连接于减速机构并设置一滑块，滑块在滑轨内移动，所述的电机为直流电机，电机固定连接在基板上。该专利申请按常规技术方案设置曲柄滑块，这种常规传动机构是曲柄转动一周滑块只能往复移动一次，或者说曲柄带动滑块动作的相对频率不能加快；其次，滑块的侧向分力势必造成功率浪费，还使得滑轨和滑块磨损并发热。 
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，克服现有技术的曲柄连杆机构存在的连杆带动滑块动作的相对频率不能加快的缺陷，提供一种连杆能够增快频率的摆动往复传动装置，该装置还可降低功率浪费，减少磨损和发热。
    本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种园周转动转换成直线往复运动的装置，包括后头与拖动件销接的连杆，连杆的前头通过销轴与设于其上方的摆杆的下端部可转动地连接，摆杆的上端部与固定在机座上的销杆可转动地连接，在连杆的前端下方部位设有一只至少二齿的拨轮，拨轮的拨齿与销轴可间歇抵压，拨轮与通过轴承连接在机座上的转轴固定连接，转轴与一传动机构连接；摆杆的下端部与一压缩弹簧的一端顶压，压缩弹簧的另一端顶在设于离合器上的弹簧座上。
当转轴在动力机带动下转动时，带动拨轮转动，拨轮的拨齿依次拨动销轴，销轴带动摆杆绕销杆摆动，摆杆的回程由压缩弹簧的弹力完成，摆杆绕销杆的摆动频率等于拨轮转速和拨齿的齿数相乘的积，比如拨齿齿数为4齿，则摆杆绕销杆的摆动频率等于拨轮转速的4倍，达到了增频的目的；由于摆杆足够长，其摆动的曲率很小，可以保证连杆只是产生甚小幅度的摆动，因此滑块的侧向分力甚小，达到降低功率浪费并减少磨损和发热的目的。
作为优选，拨轮的拨齿设有四齿。
作为优选，压缩弹簧设有导向机构，导向机构由一根圆弧形的导向杆构成，导向杆有一端与摆杆的下端部固定连接，导向杆的另一端可滑动地与离合器中间的一个通孔配合，所述圆弧形的圆弧中心与所述销杆的中心重合，所述导向杆的另一端的端部设有一推头。导向杆具有对摆杆导向、限位和防止摆动的作用。  
作为优选，离合器包括构成所述弹簧座的限位挡板及离合插件，离合插件包括一手柄，手柄的前端与机座销接，手柄的中段部位连接有斧形插块，斧形插块的下侧为楔形结构，楔形结构可分离地配合在限位挡板和所述推头之间。
作为优选，拨轮的拨齿迎向所述销轴的面为通过转轴轴线的平面，拨轮的拨齿背向所述销轴的面为多段圆弧面连接成的曲面，齿顶部位为圆弧过渡。
本发明的有益效果是：
1、采用多齿的拨轮的拨齿推动摆杆，通过增大摆杆摆动频率提高滑块往复移动频率，加快运动和动力的传递，减少运动时间；
2、滑块的侧向分力甚小，功率浪费少，减少相关零件磨损和发热；
3、提高工效，降低运行成本；
4、操作简便,适用于依靠小型风力、小型水力、磁能动力或人力带动的小型机械，尤其是适用于磁能动力机。
附图说明
图1是本发明一种实施例的原理示意图；
图2是本发明一种实施例的导向机构示意图；
图3是一种实施例的限位挡板结构立体示意图；
图4是一种实施例的离合插板结构立体示意图；
图5是一种实施例的摆杆和连杆结构立体示意图；
图6是另一种实施例结构示意图。
图中，连杆1；前头11；大叉形结构12；机座13；销轴2；轴承21；摆杆3；小叉形结构31；销杆4；拨轮5；拨齿51；转轴52；压缩弹簧6；重锤杆61；重锤62；导向杆7；推头71；滑块8；限位挡板91；长槽911；离合插件92；手柄921；斧形插块922。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步描述。
实施例1：如图1所示，一种园周转动转换成直线往复运动的装置，包括后头与拖动件销接的连杆1，连杆1的前头11通过销轴2与设于其上方的摆杆3的下端部可转动地连接，摆杆3的上端部与固定在机座13上的销杆4可转动地连接，在连杆1的前端下方部位设有一只4齿的拨轮5，拨轮5的拨齿51与销轴2可间歇抵压，拨轮5与通过轴承连接在机座上的转轴52固定连接，转轴52与一传动机构连接；摆杆3的下端部与一压缩弹簧6的一端顶压，压缩弹簧6的另一端顶在设于离合器上的弹簧座上。拨轮5的拨齿51迎向所述销轴2的面为通过转轴52轴线的平面，拨轮5的拨齿51背向所述销轴的面为多段圆弧面连接成的曲面，齿顶部位为圆弧过渡。
当转轴52在动力机带动下转动时，带动拨轮5转动，拨轮5的拨齿51依次拨动销轴2，销轴2带动摆杆3绕销杆4摆动，摆杆3的回程由压缩弹簧6的弹力完成，摆杆3绕销杆4的摆动频率等于拨轮5的转速和拨齿51的齿数相乘的积，比如拨齿51齿数为4齿，则摆杆3绕销杆4的摆动频率等于拨轮5转速的4倍，达到了增频的目的；由于摆杆3足够长，其下端部摆动的曲率很小，可以保证连杆1只是产生甚小幅度的摆动，因此滑块8的侧向分力甚小，达到降低功率浪费并减少磨损和发热的目的。
压缩弹簧设有导向机构，导向机构由一根圆弧形结构的导向杆7构成，导向杆7有一端与摆杆3的下端部固定连接，导向杆7的另一端可滑动地与离合器中间的一个通孔配合，圆弧形结构的圆弧中心与销杆4的中心重合，导向杆7的另一端的端部设有一推头71，如图2所示。  
离合器包括构成所述弹簧座的限位挡板91及离合插件92，限位挡板91的中间有一长槽911，导向杆7可以从长槽911中穿过；离合插件92包括一手柄921，手柄921的前端与机座销接，手柄921的中段部位连接有斧形插块922，斧形插块922的下侧为楔形结构，楔形结构可分离地配合在限位挡板911和所述推头71之间，如图3、图4所示。
连杆1的前头与摆杆3的连接部位有一大叉形结构12，摆杆3的下端部有一小叉形结构31，小叉形结构31通过销轴2和轴承21连接在大叉形结构12的内侧，拨轮5的拨齿51与销轴2抵压推动摆杆3摆动，继而带动连杆1和滑块8动作，如图5所示。
实施例2：将实施例1的压缩弹簧6去掉，在摆杆3的上端固定连接重锤杆61，重锤杆61与摆杆3成70-90°的角度并成悬臂状结构，重锤杆61的尾端部位固定连接重锤62，重锤62对摆杆3的作用与压缩弹簧6对摆杆3的作用相当，参见附图6。
本发明对于将磁能转换为机械转动的动力尤其适合，磁能动力机是一种用很小的力以激发磁能的释放并带动动力机运转的机械，其传动过程为：外力—— 磁能动力——机械能；本装置是通过外力——本装置的转换机构——磁能动力——发电机的过程，即通过圆周转动转化为往复直线运动，再将该运动传递至磁能动力机使其动作再转换为发电机动作，发电机输出功率。
    本发明用于增频摆动往复传动装置，具有提高滑块往复移动频率，滑块的侧向分力甚小，功率浪费少，减少相关零件磨损和发热的优点，本领域的技术人员如果对上述发明内容作简单的修改或替换，这样的改变不能认为是脱离本发明的范围，所有这样对所属领域的技术人员显而易见的修改将包括在本发明的权利要求的范围之内。 

Claims (5)

1.一种园周转动转换成直线往复运动的装置，包括后头与拖动件销接的连杆，其特征是,连杆的前头通过销轴与设于其上方的摆杆的下端部可转动地连接，摆杆的上端部与固定在机座上的销杆可转动地连接，在连杆的前端下方部位设有一只至少二齿的拨轮，拨轮的拨齿与销轴可间歇抵压，拨轮与通过轴承连接在机座上的转轴固定连接，转轴与一传动机构连接；摆杆的下端部与一压缩弹簧的一端顶压，压缩弹簧的另一端顶在设于离合器上的弹簧座上。
2.根据权利要求1所述的一种园周转动转换成直线往复运动的装置，其特征是，拨轮的拨齿设有四齿。
3.根据权利要求1或2所述的一种园周转动转换成直线往复运动的装置，其特征是，压缩弹簧设有导向机构，导向机构由一根圆弧形的导向杆构成，导向杆有一端与摆杆的下端部固定连接，导向杆的另一端可滑动地与离合器中间的一个通孔配合，所述圆弧形的圆弧中心与所述销杆的中心重合，所述导向杆的另一端的端部设有一推头。
4. 根据权利要求1或2所述的一种园周转动转换成直线往复运动的装置，其特征是，离合器包括构成所述弹簧座的限位挡板及离合插件，离合插件包括一手柄，手柄的前端与机座销接，手柄的中段部位连接有斧形插块，斧形插块的下侧为楔形结构，楔形结构可分离地配合在限位挡板和所述推头之间。
5.根据权利要求4所述的一种园周转动转换成直线往复运动的装置，其特征是，拨轮的拨齿迎向所述销轴的面为通过转轴轴线的平面，拨轮的拨齿背向所述销轴的面为多段圆弧面连接成的曲面，齿顶部位为圆弧过渡。
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