CN104140055B - 一种利用凸轮机构抬升物体的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用凸轮机构抬升物体的方法，所述凸轮机构包括凸轮（4）、驱动转轴（42）以及锁定销（5），其中，驱动转轴（42）用于驱动凸轮（4）转动，所述凸轮（4）的总体形状为椭圆的形状，所述椭圆具有短轴（x）和长轴（y），所述椭圆在长轴（y）的一个顶点处为抬升位置承载区（8），用于在物体（2）的抬升位置承载物体；所述椭圆在长轴（y）的另一个顶点处设置有抬升位置锁定凹口（41），抬升位置锁定凹口在所述抬升位置与所述锁定销的头部（51）配合，从而进行位置锁定；所述锁定销设置在竖直方向的竖直孔中，并且尾端与弹性元件（52）连接，从而允许所述锁定销在所述竖直孔中在竖直方向上伸缩运动。
Description
技术领域
本发明涉及凸轮，具体为一种利用凸轮机构抬升物体的方法。
背景技术
凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。
凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。
凸轮的运动过程需要在不同的位置进行锁定；而锁定与解锁需要执行机构，这加大了设备成本以及动力成本；而且，不能在需要的情况下进行立即锁定并且同时允许便利地解锁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用凸轮机构抬升物体的方法，其能够执行物体的升降，同时，能够在到位时自动锁定，并且能够从锁定状态顺利地跳出，而且能够在下个位置自动锁定，并且也能够顺利跳出，而且结构简单、运行可靠，结构稳定。
根据本发明，一种利用凸轮机构抬升物体的方法，所述凸轮机构包括凸轮、驱动转轴以及锁定销，其中，驱动转轴用于驱动凸轮转动，所述凸轮的总体形状为椭圆的形状，所述椭圆具有短轴x和长轴y，所述椭圆在长轴y的一个顶点处为抬升位置承载区，用于在物体的抬升位置承载物体；所述椭圆在长轴y的另一个顶点处设置有抬升位置锁定凹口，抬升位置锁定凹口在所述抬升位置与所述锁定销的头部配合，从而进行位置锁定；所述锁定销设置在竖直方向的竖直孔中，并且尾端与弹性元件连接，从而允许所述锁定销在所述竖直孔中在竖直方向上伸缩运动；
当在所述抬升位置中时，长轴y为竖直方向，短轴x为水平方向，所述驱动转轴的圆心轴线位于短轴x的下侧，并且与短轴x隔开第一偏置距离Ey，所述驱动转轴的圆心轴线还位于长轴y的左侧，并且与长轴y隔开第二偏置距离Ex；
所述抬升位置锁定凹口的形状为锐角形状凹口，当在所述抬升位置中时，所述抬升位置锁定凹口的锐角形状凹口的右侧面为竖直方向，左侧面与右侧面相交成锐角；
所述锁定销的头部为凸多边形的形状，依次邻接地设置有：左侧竖直面、左侧斜面、顶部水平面、右侧斜面以及右侧竖直面，所述左侧斜面与竖直方向的夹角大于右侧斜面与竖直方向的夹角；
当在所述抬升位置中时，在所述弹性元件的顶压作用下，所述锁定销的头部的左侧斜面与所述抬升位置锁定凹口的左侧面配合，所述锁定销的头部的右侧竖直面与所述抬升位置锁定凹口的右侧面配合，此时，所述锁定销能够对所述凸轮的顺时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮开始进行逆时针转动时，所述左侧斜面与所述抬升位置锁定凹口的左侧面的斜面配合能够将锁定销下压，从而允许所述凸轮进行逆时针转动；所述方法包括如下步骤：
A 初始状态为在所述抬升位置中，驱动转轴驱动凸轮逆时针转动，转动速度开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间；
B 之后均匀减速，直至锁定销滑入回落位置锁定凹口中；
C 当需要抬升时，驱动转轴驱动凸轮顺时针转动，开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间，之后均匀减速，直至锁定销滑入抬升位置锁定凹口中。
所述凸轮的所述椭圆还设置有回落位置承载区和回落位置锁定凹口，当凸轮在所述抬升位置中时，所述回落位置承载区位于短轴x的右侧顶点处，所述回落位置锁定凹口位于短轴x的左侧顶点处，回落位置锁定凹口也是锐角形状，并且此时，回落位置锁定凹口的锁止面为上侧面且为水平方向，下侧面为驱动面且与锁止面相交成锐角；
当所述凸轮从所述抬升位置逆时针转动时，所述锁定销下压被下压，所述顶部水平面与所述凸轮在两个所述凹口之间的部位滑动接触，当所述凸轮转过九十度，从而使得回落位置锁定凹口与所述锁定销的头部对准时，在所述弹性元件的顶压作用下，所述锁定销的头部的右侧斜面与回落位置锁定凹口的驱动面配合，所述锁定销的头部的左侧竖直面与回落位置锁定凹口的锁止面配合，此时，所述锁定销能够对所述凸轮的逆时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮开始进行顺时针转动时，所述右侧斜面与回落位置锁定凹口的驱动面的斜面配合能够将锁定销下压，从而允许所述凸轮进行顺时针转动。
通过上述方案，由于通过设计了锁定销头部的各段轮廓，通过竖直的锁止面与槽口的配合面相配合，可以实现定位锁止，而通过所述头部的斜面与槽口的相应斜面配合，能够跳出锁止位置；而且，转动轴是具有双向偏心的，其能够实现在停止锁定状态下具有自有的偏置力矩，这种自有偏置力矩与前述的锁止面与配合面的配合能够形成稳定状态，使得结构稳固，被承载的物体不会发生晃动和不稳定性。整个方案所使用的结构特征紧凑，成本降低，而且运行可靠。
附图说明
图1是本发明的凸轮机构在升高位置时的图示；
图2是本发明的凸轮机构在降低位置时的图示；
图3是本发明的凸轮机构的转动轴的位置的图示；
图4是锁定销的轮廓的各区段的示意图。
具体实施方式
现在结合说明书附图1-4，对本发明进行详细说明。
一种利用凸轮机构抬升物体的方法，所述凸轮机构包括凸轮4、驱动转轴42以及锁定销5，其中，驱动转轴42用于驱动凸轮4转动，所述凸轮4的总体形状为椭圆的形状，所述椭圆具有短轴x和长轴y，所述椭圆在长轴y的一个顶点处为抬升位置承载区8，用于在物体2的抬升位置承载物体2；所述椭圆在长轴y的另一个顶点处设置有抬升位置锁定凹口41，抬升位置锁定凹口41在所述抬升位置与所述锁定销5的头部51配合，从而进行位置锁定；所述锁定销5设置在竖直方向的竖直孔中，并且尾端与弹性元件52连接，从而允许所述锁定销5在所述竖直孔中在竖直方向上伸缩运动；
当在所述抬升位置中时，长轴y为竖直方向，短轴x为水平方向，所述驱动转轴42的圆心轴线位于短轴x的下侧，并且与短轴x隔开第一偏置距离Ey，所述驱动转轴42的圆心轴线还位于长轴y的左侧，并且与长轴y隔开第二偏置距离Ex；
所述抬升位置锁定凹口41的形状为锐角形状凹口，当在所述抬升位置中时，所述抬升位置锁定凹口41的锐角形状凹口的右侧面411为竖直方向，左侧面412与右侧面相交成锐角；
所述锁定销5的头部51为凸多边形的形状，依次邻接地设置有：左侧竖直面515、左侧斜面512、顶部水平面514、右侧斜面513以及右侧竖直面511，所述左侧斜面512与竖直方向的夹角大于右侧斜面513与竖直方向的夹角；
当在所述抬升位置中时，在所述弹性元件52的顶压作用下，所述锁定销5的头部51的左侧斜面512与所述抬升位置锁定凹口41的左侧面412配合，所述锁定销5的头部51的右侧竖直面511与所述抬升位置锁定凹口41的右侧面411配合，此时，所述锁定销5能够对所述凸轮4的顺时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮4开始进行逆时针转动时，所述左侧斜面512与所述抬升位置锁定凹口41的左侧面412的斜面配合能够将锁定销5下压，从而允许所述凸轮4进行逆时针转动；所述方法包括如下步骤：
A 初始状态为在所述抬升位置中，驱动转轴42驱动凸轮4逆时针转动，转动速度开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间；
B 之后均匀减速，直至锁定销5滑入回落位置锁定凹口43中；
C 当需要抬升时，驱动转轴42驱动凸轮4顺时针转动，开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间，之后均匀减速，直至锁定销5滑入抬升位置锁定凹口41中。
所述凸轮4的所述椭圆还设置有回落位置承载区9和回落位置锁定凹口43，当凸轮4在所述抬升位置中时，所述回落位置承载区9位于短轴x的右侧顶点处，所述回落位置锁定凹口43位于短轴x的左侧顶点处，回落位置锁定凹口43也是锐角形状，并且此时，回落位置锁定凹口43的锁止面431为上侧面且为水平方向，下侧面432为驱动面且与锁止面431相交成锐角；
当所述凸轮4从所述抬升位置逆时针转动时，所述锁定销5下压被下压，所述顶部水平面514与所述凸轮4在两个所述凹口之间的部位滑动接触，当所述凸轮4转过九十度，从而使得回落位置锁定凹口43与所述锁定销5的头部51对准时，在所述弹性元件52的顶压作用下，所述锁定销5的头部51的右侧斜面513与回落位置锁定凹口43的驱动面432配合，所述锁定销5的头部51的左侧竖直面515与回落位置锁定凹口43的锁止面431配合，此时，所述锁定销5能够对所述凸轮4的逆时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮4开始进行顺时针转动时，所述右侧斜面513与回落位置锁定凹口43的驱动面432的斜面配合能够将锁定销5下压，从而允许所述凸轮4进行顺时针转动。
以上的实施例只是对于本发明的解释性信息，并非旨在限制本发明权利要求的范围。
Claims (2)
1.一种利用凸轮机构抬升物体的方法，所述凸轮机构包括凸轮（4）、驱动转轴（42）以及锁定销（5），其中，驱动转轴（42）用于驱动凸轮（4）转动，所述凸轮（4）的总体形状为椭圆的形状，所述椭圆具有短轴（x）和长轴（y），所述椭圆在长轴（y）的一个顶点处为抬升位置承载区（8），用于在物体（2）的抬升位置承载物体（2）；所述椭圆在长轴（y）的另一个顶点处设置有抬升位置锁定凹口（41），抬升位置锁定凹口（41）在所述抬升位置与所述锁定销（5）的头部（51）配合，从而进行位置锁定；所述锁定销（5）设置在竖直方向的竖直孔中，并且尾端与弹性元件（52）连接，从而允许所述锁定销（5）在所述竖直孔中在竖直方向上伸缩运动；
当在所述抬升位置中时，长轴（y）为竖直方向，短轴（x）为水平方向，所述驱动转轴（42）的圆心轴线位于短轴（x）的下侧，并且与短轴（x）隔开第一偏置距离（Ey），所述驱动转轴（42）的圆心轴线还位于长轴（y）的左侧，并且与长轴（y）隔开第二偏置距离（E x）；
所述抬升位置锁定凹口（41）的形状为锐角形状凹口，当在所述抬升位置中时，所述抬升位置锁定凹口（41）的锐角形状凹口的右侧面（411）为竖直方向，左侧面（412）与右侧面相交成锐角；
所述锁定销（5）的头部（51）为凸多边形的形状，依次邻接地设置有：左侧竖直面（515）、左侧斜面（512）、顶部水平面（514）、右侧斜面（513）以及右侧竖直面（511），所述左侧斜面（512）与竖直方向的夹角大于右侧斜面（513）与竖直方向的夹角；
当在所述抬升位置中时，在所述弹性元件（52）的顶压作用下，所述锁定销（5）的头部（51）的左侧斜面（512）与所述抬升位置锁定凹口（41）的左侧面（412）配合，所述锁定销（5）的头部（51）的右侧竖直面（511）与所述抬升位置锁定凹口（41）的右侧面（411）配合，此时，所述锁定销（5）能够对所述凸轮（4）的顺时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮（4）开始进行逆时针转动时，所述左侧斜面（512）与所述抬升位置锁定凹口（41）的左侧面（412）的斜面配合能够将锁定销（5）下压，从而允许所述凸轮（4）进行逆时针转动；所述方法包括如下步骤：
A 初始状态为在所述抬升位置中，驱动转轴（42）驱动凸轮（4）逆时针转动，转动速度开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间；
B 之后均匀减速，直至锁定销（5）滑入回落位置锁定凹口（43）中；
C 当需要抬升时，驱动转轴（42）驱动凸轮（4）顺时针转动，开始时缓慢均匀加速，之后保持匀速运动一段时间，之后均匀减速，直至锁定销（5）滑入抬升位置锁定凹口（41）中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述凸轮（4）的所述椭圆还设置有回落位置承载区（9）和回落位置锁定凹口（43），当凸轮（4）在所述抬升位置中时，所述回落位置承载区（9）位于短轴（x）的右侧顶点处，所述回落位置锁定凹口（43）位于短轴（x）的左侧顶点处，回落位置锁定凹口（43）也是锐角形状，并且此时，回落位置锁定凹口（43）的锁止面（431）为上侧面且为水平方向，下侧面（432）为驱动面且与锁止面（431）相交成锐角；
当所述凸轮（4）从所述抬升位置逆时针转动时，所述锁定销（5）下压被下压，所述顶部水平面（514）与所述凸轮（4）在两个所述凹口之间的部位滑动接触，当所述凸轮（4）转过九十度，从而使得回落位置锁定凹口（43）与所述锁定销（5）的头部（51）对准时，在所述弹性元件（52）的顶压作用下，所述锁定销（5）的头部（51）的右侧斜面（513）与回落位置锁定凹口（43）的驱动面（432）配合，所述锁定销（5）的头部（51）的左侧竖直面（515）与回落位置锁定凹口（43）的锁止面（431）配合，此时，所述锁定销（5）能够对所述凸轮（4）的逆时针转动进行锁定阻止，而当所述凸轮（4）开始进行顺时针转动时，所述右侧斜面（513）与回落位置锁定凹口（43）的驱动面（432）的斜面配合能够将锁定销（5）下压，从而允许所述凸轮（4）进行顺时针转动。
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