CN104329425A - 直线往复运动机构 - Google Patents

Abstract

直线往复运动机构，属于机械结构领域。本发明包括支座、往复机构和驱动机构，往复机构包括第一丝杆、第二丝杆、第一摇臂、滑移件、滑轨、第二摇臂、弹簧、左导向块、右导向块和导向块安装支架，第一摇臂后侧部设有第一半螺母和第二半螺母，当第一摇臂以其中部的支承轴为中心旋转时，可实现第一丝杆与第一半螺母配合或第二丝杆与第二半螺母配合，第二摇臂后端活动安装于第一摇臂的前侧部，第二摇臂上设有凸起和弹簧连接部，凸起活动嵌装于第一摇臂上的弧形槽内，弹簧两端分别连接于弹簧连接部和支承轴；左导向块和右导向块分设于滑移件滑移行程两端；驱动机构驱动第一丝杆和第二丝杆反向旋转，解决了现有线性往复运动机构存在稳定性较差的问题。

Description

直线往复运动机构

技术领域

  本发明属于机械结构领域，尤其与一种直线往复运动机构有关。

背景技术

在机械设备当中，常常会用到线性往复运动机构，常见的线性往复运动机构有：曲柄滑块机构、偏心轮机构、槽轮机构和凸轮机构等，目前在这些线性往复运动机构中通常都是一端驱动另一端活动，产生的往复运动形式单一，且只有一端能作线性往复运动，很多时候使用不够灵活，尤其是往复运动时的线性距离难以准确调节控制，稳定性较差、精度较低。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有线性往复运动机构存在使用时不够灵活、稳定性较差的缺陷，提供一种往复行程精度，控制容易，往复转向时稳定性较好的直线往复运动机构。

为此，本发明采用以下技术方案：直线往复运动机构，其特征是，所述的直线往复运动机构包括支座、往复机构和驱动机构，支座包括间隔一段距离设置的两个支板和支撑固定该两个支板的支撑件；所述的往复机构包括第一丝杆、第二丝杆、第一摇臂、滑移件、滑轨、第二摇臂、弹簧、左导向块、右导向块和导向块安装支架，第一丝杆和第二丝杆的两端都分别通过轴承支撑安装于所述的两个支板上，所述的滑轨两端分别固定于所述的两个支板上，所述的第一丝杆和第二丝杆的轴向均与所述滑轨平行，所述的滑移件由所述的滑轨限位导向，滑移件上固定设置有连接件，所述的第一摇臂中部通过支承轴支撑活动安装于所述的连接件上，第一摇臂由支承轴分为前侧部和后侧部，所述的第一摇臂后侧部设置有开口朝向所述第一丝杆的第一半螺母和开口朝向所述第二丝杆的第二半螺母，所述的第一半螺母和第二半螺母的内螺纹分别与所述的第一丝杆和第二丝杆的螺纹相对应，当第一摇臂以所述支承轴为中心旋转时，可以实现第一丝杆与第一半螺母螺纹套合或第二丝杆与第二半螺母螺纹套合，所述的第二摇臂后端通过销轴支撑活动安装于所述第一摇臂的前侧部，所述的第一摇臂前侧部设置有以所述销轴为中心的弧形槽孔，第二摇臂上设置有凸起和弹簧连接部，凸起嵌入所述的弧形槽孔内，当第二摇臂以所述的销轴为中心转动时，凸起在弧形槽孔内滑移，对第二摇臂的摆动行程进行限位，所述的弹簧两端分别连接于所述的弹簧连接部和所述的支承轴上，当所述的弹簧连接部、销轴和支承轴位于一直线上时，凸起在弧形槽孔中处于临界位置，通过弹簧弹力对第二摇臂进行拉转，使凸起通过弧形槽孔临界点后第二摇臂能快速摆转，凸起快速顶靠到弧形槽孔端点驱动第一摇臂旋转，实现第一半螺母和第二半螺母的切换；所述导向块安装支架相对于所述支座固定，所述的左导向块和右导向块固定安装于导向块安装支架，并分设于所述滑移件滑移行程两端，所述的左导向块和右导向块上分别设置有从滑移件行程中间向两端斜向上倾斜的导向斜面，导向斜面的位置与所述第二摇臂的前端位置相对应；所述的驱动机构驱动所述第一丝杆和第二丝杆反向旋转。

本发明使用时，驱动机构驱动第一丝杆和第二丝杆进行反方向旋转，当第一半螺母与所述的第一丝杆螺纹配合连接时，第一半螺母带动滑移件朝向一端移动，直至导向滑轮接触到该端的导向块上，导向滑轮在导向块的导向斜面上继续移动，第二摇臂由导向斜面顶撑摆转，使第二摇臂上的凸起在弧形槽孔中滑移到临界位置，当导向滑轮滚动到一定高度时，使凸起通过弧形槽孔临界点后第二摇臂在弹簧力作用下能快速摆转，凸起快速顶靠到弧形槽孔端点驱动第一摇臂旋转，实现第一半螺母和第二半螺母的切换，从而使滑移件的移动方向相反，滑移一段距离后再经过上述过程进行再次转向运动，实现往复运动。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的驱动机构包括驱动电机、第一齿轮和第二齿轮，驱动电机与所述第一丝杆的一端连接，第一齿轮和第二齿轮固定套装于所述的第一丝杆和第二丝杆的同一端并相互啮合，当驱动电机驱动第一丝杆旋转时，通过第一齿轮和第二齿轮的相互啮合传动，带动所述第二丝杆进行与所述第一丝杆相反方向旋转。

所述的驱动机构也可以采用两只驱动电机形式，所述的第一丝杆和第二丝杆不同端各自连接一个所述的驱动电机，驱动电机驱动第一丝杆和第二丝杆相反方向旋转。

所述的滑轨平行设置有两根，所述的滑移件设置有与所述滑轨轴向一致的两个滑孔，两滑轨分别穿过滑移件的滑孔，使滑移件在滑轨上的滑移运动更加平稳。

进一步，所述的各个滑孔内设置有直线轴承，滑轨活动穿装于所述直线轴承的通孔，减小了滑移件在滑轨上运动时的摩擦力，增加滑移件运动转向的灵活性。

所述第二摇臂的前端设置有导向滑轮，使第二摇臂前端与所述导向斜面的摩擦为滚动摩擦，减小磨损。

进一步，所述的导向滑轮为设置有中心通孔的圆锥体。

所述的连接件包括间隔一定距离设置的左支撑、右支撑，左支撑和右支撑的一端固定于所述滑移件上，另一端均设置有同轴的通孔，所述的第一摇臂的中部嵌置于所述的左支撑和右支撑之间并设置有与所述通孔相对应的轴孔，所述的支承轴同时活动穿装于所述的通孔和轴孔中，支承轴两端通过螺母轴向限位，使第一摇臂以所述支承轴为中心旋转。

所述的导向块安装支架包括组成框架式的上安装板、下安装板、左固定板和右固定板，上安装板和下安装板的左右两端均设置有安装孔，所述的左导向块和右导向块通过螺钉紧固安装于所述的安装孔。

进一步，所述的安装孔均为横向长槽孔，所述螺钉穿过横向长槽孔与所述左导向块和右导向块固定安装，通过设置长槽孔，可以调节两导向块之间的相对距离，从而调节滑移件的滑动行程。

本发明可以达到以下有益效果：通过两根转向相反的丝杆和螺母在摇臂摇转驱动下交替配合结构控制直线往复运动机构的运动，运动行程和速度可以通过调节，提高了往复行程精度，控制容易，往复转向时稳定性较好。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明所述往复机构部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1和图2所示，本发明包括支座、往复机构和驱动机构，支座包括间隔一段距离设置的两个支板4和支撑固定该两个支板4的支撑件；所述的往复机构包括第一丝杆23、第二丝杆20、第一摇臂12、滑移件3、滑轨2、第二摇臂25、弹簧18、左导向块13、右导向块9和导向块安装支架，第一丝杆23和第二丝杆20的两端都分别通过轴承支撑安装于所述的两个支板4上，滑轨2为圆柱体并平行设置有两根，滑轨2两端分别固定于两个支板4上，第一丝杆23和第二丝杆20的轴向均与滑轨2平行，滑移件3设置有与滑轨2轴向一致的滑孔，各个滑孔内设置有直线轴承22，两根滑轨分别活动穿装于直线轴承22的通孔，减小了滑移件3在滑轨2上运动时的摩擦力，增加了滑移件3运动转向的灵活性，滑移件3上固定设置有连接件15，连接件15包括间隔一定距离设置的左支撑、右支撑，左支撑和右支撑的一端固定于滑移件3上，另一端均设置有同轴的通孔，第一摇臂12的中部嵌置于所述的左支撑和右支撑之间并设置有与所述通孔相对应的轴孔，支承轴21同时活动穿装于所述的通孔和轴孔中，支承轴21两端通过螺母轴向限位，使第一摇臂12以所述支承轴21为中心旋转，第一摇臂12由支承轴21分为前侧部和后侧部，第一摇臂12后侧部设置有开口朝向第一丝杆23的第一半螺母24和开口朝向第二丝杆20的第二半螺母19，第一半螺母24和第二半螺母19的内螺纹分别与第一丝杆23和第二丝杆20的螺纹相对应，当第一摇臂12以支承轴21为中心旋转时，可以实现第一丝杆23与第一半螺母24螺纹套合或第二丝杆20与第二半螺母19螺纹套合，第二摇臂25后端通过销轴16支撑活动安装于所述第一摇臂12的前侧部，第一摇臂12前侧部设置有以销轴16为中心的弧形槽孔，第二摇臂25上设置有凸起和弹簧连接部17，凸起嵌入所述的弧形槽孔内，当第二摇臂25以所述的销轴16为中心转动时，凸起在弧形槽孔内滑移，对第二摇臂25的摆动行程进行限位，弹簧18两端分别连接于弹簧连接部17和支承轴21上，当弹簧连接部17、销轴16和支承轴21位于一直线上时，凸起在弧形槽孔中处于临界位置，通过弹簧18弹力对第二摇臂25进行拉转，使凸起通过弧形槽孔临界点后第二摇臂25能快速摆转，凸起快速顶靠到弧形槽孔端点驱动第一摇臂12旋转，实现第一半螺母24和第二半螺母19的切换，所述第二摇臂25的前端设置有导向滑轮10，该导向滑轮10为设置有中心通孔的圆锥体，使第二摇臂25前端与所述导向斜面的摩擦为滚动摩擦，减小磨损；所述导向块安装支架相对于所述支座固定，所述的导向块安装支架包括组成框架式的上安装板6、下安装板11、左固定板14和右固定板8，上安装板6和下安装板11的左右两端均设置有安装孔，左导向块13和右导向块9通过螺钉紧固安装于所述的安装孔，所述的安装孔均为横向长槽孔，所述螺钉穿过横向长槽孔与所述左导向块13和右导向块9固定安装，左导向块13和右导向块9上分别设置有从滑移件3行程中间向两端斜向上倾斜的导向斜面，导向斜面的位置与第二摇臂25的前端位置相对应；所述的驱动机构包括驱动电机、第一齿轮5和第二齿轮7，驱动电机与所述第一丝杆23的一端连接，第一齿轮5和第二齿轮7固定套装于第一丝杆23和第二丝杆20的同一端并相互啮合，当驱动电机驱动第一丝杆23旋转时，通过第一齿轮5和第二齿轮7的相互啮合传动，带动第二丝杆20进行与第一丝杆23相反方向旋转。

本发明使用时，驱动电机驱动第一丝杆23旋转，通过第一齿轮5和第二齿轮7传动带动第二丝杆20进行与23第一丝杆旋转的反方向旋转，当第一半螺母24与第一丝杆19螺纹配合连接时，第一半螺母24带动滑移件3朝向一端移动，直至导向滑轮10接触到该端的导向块上，导向滑轮10在该端导向块的导向斜面上继续移动，第二摇臂25由导向斜面顶撑摆转，使第二摇臂25上的凸起在弧形槽孔中滑移到临界位置，当导向滑轮10滚动到一定高度时，使凸起通过弧形槽孔临界点后第二摇臂25在弹簧力作用下能快速摆转，凸起快速顶靠到弧形槽孔端点驱动第一摇臂12旋转，实现第一半螺母24和第二半螺母20的切换，从而使滑移件3的移动方向相反，滑移一段距离后再经过上述过程进行再次转向运动，实现往复运动。

作为另一种具体实施方式，上述实施方式一中所述的驱动机构也可以采用两只驱动电机形式，第一丝杆23和第二丝杆20的不同端各自连接一个所述的驱动电机，驱动电机驱动第一丝杆23和第二丝杆20相反方向旋转。

Claims (10)

1.直线往复运动机构，其特征在于：所述的直线往复运动机构包括支座、往复机构和驱动机构，支座包括间隔一段距离设置的两个支板和支撑固定该两个支板的支撑件；所述的往复机构包括第一丝杆、第二丝杆、第一摇臂、滑移件、滑轨、第二摇臂、弹簧、左导向块、右导向块和导向块安装支架，第一丝杆和第二丝杆的两端都分别通过轴承支撑安装于所述的两个支板上，所述的滑轨两端分别固定于所述的两个支板上，所述的第一丝杆和第二丝杆的轴向均与所述滑轨平行，所述的滑移件由所述的滑轨限位导向，滑移件上固定设置有连接件，所述的第一摇臂中部通过支承轴支撑活动安装于所述的连接件上，第一摇臂由支承轴分为前侧部和后侧部，所述的第一摇臂后侧部设置有开口朝向所述第一丝杆的第一半螺母和开口朝向所述第二丝杆的第二半螺母，所述的第一半螺母和第二半螺母的内螺纹分别与所述的第一丝杆和第二丝杆的螺纹相对应，当第一摇臂以所述支承轴为中心旋转时，可以实现第一丝杆与第一半螺母螺纹套合或第二丝杆与第二半螺母螺纹套合，所述的第二摇臂后端通过销轴支撑活动安装于所述第一摇臂的前侧部，所述的第一摇臂前侧部设置有以所述销轴为中心的弧形槽孔，第二摇臂上设置有凸起和弹簧连接部，凸起嵌入所述的弧形槽孔内，所述的弹簧两端分别连接于所述的弹簧连接部和所述的支承轴上，当所述的弹簧连接部、销轴和支承轴位于一直线上时，凸起在弧形槽孔中处于临界位置；所述导向块安装支架相对于所述支座固定，所述的左导向块和右导向块固定安装于导向块安装支架，并分设于所述滑移件滑移行程两端，所述的左导向块和右导向块上分别设置有从滑移件行程中间向两端斜向上倾斜的导向斜面，导向斜面的位置与所述第二摇臂的前端位置相对应；所述的驱动机构驱动所述第一丝杆和第二丝杆反向旋转。

2.根据权利要求1所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的驱动机构包括驱动电机、第一齿轮和第二齿轮，驱动电机与所述第一丝杆的一端连接，第一齿轮和第二齿轮固定套装于所述的第一丝杆和第二丝杆的同一端并相互啮合。

3.根据权利要求1所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的驱动机构采用两只驱动电机形式，所述的第一丝杆和第二丝杆不同端各自连接一个所述的驱动电机。

4.根据权利要求2或3所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的滑轨平行设置有两根，所述的滑移件设置有与所述滑轨轴向一致的两个滑孔，两滑轨分别穿过滑移件的滑孔。

5.根据权利要求4所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的各个滑孔内设置有直线轴承，滑轨活动穿装于所述直线轴承的通孔。

6.根据权利要求5所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述第二摇臂的另一端设置有导向滑轮。

7.根据权利要求6所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的导向滑轮为设置有中心通孔的圆锥体。

8.根据权利要求6或7所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的连接件包括间隔一定距离设置的左支撑、右支撑，左支撑和右支撑的一端固定于所述滑移件上，另一端均设置有同轴的通孔，所述的第一摇臂的中部嵌置于所述的左支撑和右支撑之间并设置有与所述通孔相对应的轴孔，所述的支承轴同时活动穿装于所述的通孔和轴孔中，支承轴两端通过螺母轴向限位。

9.根据权利要求8所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的导向块安装支架包括组成框架式的上安装板、下安装板、左固定板和右固定板，上安装板和下安装板的左右两端均设置有安装孔，所述的左导向块和右导向块通过螺钉紧固安装于所述的安装孔。

10.根据权利要求9所述的直线往复运动机构，其特征在于：所述的安装孔均为横向长槽孔，所述螺钉穿过横向长槽孔与所述左导向块和右导向块固定安装，通过设置长槽孔。