CN105065606A - 一种重力驱动的往复机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重力驱动的往复机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，驱动机构包括能够分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的驱动齿轮，驱动齿轮滑动设置在驱动轴上，第一齿轮和第二齿轮旋转方向相反；拨动机构包括滑动设置的拨杆，拨杆上设置两拨叉杆，两拨叉杆分别位于驱动齿轮的两端外侧；驱动轴一端设有螺杆，连接弯杆的螺套螺纹套接在螺杆上；摆杆上依次设置第一转轴、第二转轴和第三转轴，摆杆通过第一转轴连接拨杆，摆杆通过第二转轴连接套杆，套杆同轴的套接在套筒内，套筒另一端连接弯杆，位于第二转轴处的摆杆上设有配重盘，摆杆通过第三转轴旋转；套筒上设置停止机构，停止机构能够卡扣限定套杆和套筒之间的相对位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种传动转换机构，尤其涉及一种重力驱动的往复机构。
背景技术
现代动力机构的传动变换方式多采用变频器控制电机的方式进行，变频器控制电机的转速以及控制电机的转向，使得电机对传送机构的速度输出极为灵活。但是普通变频器在输出低频时对电机的电压补偿存在不足，电机的转矩提升不够，导致电机的输出扭矩下降，带动负载能力不稳定。特别是在低速频繁启、停、反转的过程中，普通的变频器确实存在短板，需要重新设计机械传动机构来实现较为理想的传动。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种重力摆杆驱动，套筒辅助的重力驱动的往复机构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种重力驱动的往复机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，其特征在于，
-所述驱动机构包括能够分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮滑动设置在驱动轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮旋转方向相反；
-所述拨动机构包括滑动设置的拨杆，所述拨杆上设置两拨叉杆，两拨叉杆分别位于所述驱动齿轮的两端外侧；所述驱动轴一端设有螺杆，连接弯杆的螺套螺纹套接在所述螺杆上；
摆杆上依次设置第一转轴、第二转轴和第三转轴，所述摆杆通过第一转轴连接拨杆，摆杆通过第二转轴连接套杆，所述套杆同轴的套接在套筒内，所述套筒另一端连接所述弯杆，位于所述第二转轴处的摆杆上设有配重盘，所述摆杆通过第三转轴旋转；所述套筒上设置停止机构，所述停止机构能够卡扣限定所述套杆和所述套筒之间的相对位置。
本发明一个较佳实施例中，
-所述驱动齿轮与所述第一齿轮啮合时，所述摆杆偏向所述第一齿轮方向；
-所述驱动齿轮与所述第二齿轮啮合时，所述摆杆偏向所述第二齿轮方向。
本发明一个较佳实施例中，所述停止机构包括一端带有楔形头的停止杆和一个套在所述停止杆上的第一弹簧，所述停止杆的楔形头伸入所述套筒内，所述停止杆另一端伸出所述套筒外侧，所述第一弹簧两端分别固定在所述套筒外壁和停止杆上。
本发明一个较佳实施例中，第二弹簧一端固定设置，另一端连接在所述停止杆一端。
本发明一个较佳实施例中，所述第二弹簧被倾斜拉伸的足够长时，所述楔形头与所述套筒内的套杆脱离接触，所述摆杆由于配重盘的重力势能能够将所述套杆插入或拔出所述套筒。
本发明一个较佳实施例中，所述摆杆自由端两侧各设有一挡块。
本发明一个较佳实施例中，两所述拨叉杆之间的间距大于所述驱动齿轮的轴向长度。
本发明一个较佳实施例中，所述拨杆两端分别滑动套接在各自对应的套块上。
本发明一个较佳实施例中，所述驱动齿轮滑键设置在所述驱动轴上，所述驱动齿轮在驱动轴的滑键上移动距离即是所述第一齿轮和所述第二齿轮轴向的距离。
本发明一个较佳实施例中，所述第一齿轮同轴连接传动齿轮，所述传动齿轮与所述第二齿轮啮合。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）通过拨动机构的动作，可以将驱动齿轮在第一齿轮和第二齿轮之间变换位置，起到了变换驱动齿轮啮合对象的作用，同时由于第一齿轮和第二齿轮旋转方向相反，保证每次驱动齿轮变换啮合对象后驱动轴均变换旋转方向。
（2）驱动轴的旋转方向与拨动机构的拨动方向恰好形成联动结构，在驱动齿轮与第一齿轮啮合时，拨动机构被驱动轴驱动使得拨动机构具有将驱动齿轮拨向第二齿轮的倾向和动力，且最终驱动齿轮脱离第一齿轮，并凭借摆杆上配重盘的重力势能驱动与第二齿轮啮合；反之驱动齿轮与第二齿轮啮合时，拨动机构会使驱动齿轮反向运动。
（3）滑键的结构一方面可以保证驱动齿轮与驱动轴之间存在沿驱动轴周向的卡箍限定，保证驱动齿轮不会沿周向与驱动轴发生相对运动，另一方面驱动齿轮能够沿驱动轴的轴向滑动，保证驱动齿轮在第一齿轮和第二齿轮之间运动。
（4）两拨叉杆分别位于驱动齿轮两侧，驱动齿轮可以在拨杆驱动下，沿驱动轴轴向运动。
（5）套块可以限定拨杆的运动姿态，同时挡块可以将配重盘重力带动的摆杆限定在一定的摆动范围内，进而拨杆的运动范围也被限定，保证拨杆不会过度的左右偏移，仅保证驱动齿轮在第一齿轮和第二齿轮之间变换啮合的间距即可。
（6）驱动齿轮与第一齿轮啮合时，摆杆朝向第一齿轮一侧偏移，此时配重盘由于重力作用给摆杆向其偏移一侧的拉力，螺套被螺杆驱动远离第一齿轮，然后弯杆拉动套筒运动，此时由于停止机构将套杆卡在套筒内，套杆不会相对套筒滑动，直到摆杆被拽到越过其竖直位置并开始朝向第二齿轮一侧偏移，此时停止机构的停止杆被第二弹簧拔出一端距离，因此套杆相对套筒产生滑动，直到套杆全部套入到套筒内，套杆和套筒此时的长度之和最小，由于惯性螺套继续运动，且由于配重盘的重力作用，摆杆能够将拨杆向第二齿轮一侧推动，并最终将驱动齿轮推动到与第二齿轮啮合；然后
驱动轴由于驱动齿轮啮合了第二齿轮，其旋转反向，所以螺套运动也反向，此时弯杆带动的套杆反向推动摆杆，然后拨杆被反向驱动，摆杆又朝向第一齿轮方向偏转，越过其竖直位置后，偏移到第一齿轮一侧，此时由于配重盘的重力作用，摆杆将套杆从套筒内抽出，套杆与套筒的长度之和最大，然后第二弹簧拉力逐渐变小，停止杆将套杆和套筒卡住相对固定。
（7）拨叉杆在拨杆的左右运动过程中不断的通过两个拨叉杆推动驱动齿轮沿驱动轴左右移动，变化啮合对象。
（8）第一转轴、第二转轴和第三转轴相互配合，使得摆杆能以第三转轴为圆心转动，驱动拨杆左右移动，进而驱动拨叉杆跟随拨杆左右移动。
（9）摆杆在偏向第一齿轮一侧、摆杆在竖直状态以及摆杆刚刚越过竖直状态偏向第二齿轮一侧一段两拨叉杆余量距离时的三个状态，停止杆均卡住套杆和套筒；摆杆偏向第二齿轮一段距离后，第二弹簧拉伸长度越来越大，停止杆此时被拔出一段距离，套杆能够相对套筒滑动。
（10）挡块的设置保证摆杆的下端不会偏离超过范围，也即摆杆不会使得拨杆移动范围过大。
（11）螺杆驱动螺套的结构，进而螺套为拨动机构提供动力来源，由于螺杆的转动方向与驱动齿轮啮合的对象有关，所以，螺套的运动方向与驱动轴的转动方向有关，而驱动轴的转动方向受到拨动机构的控制；这样上述过程就形成相互影响的循环运动过程，拨动机构与驱动机构不断影响不断循环控制。
（12）两个拨叉杆之间的间距大于驱动齿轮的轴向长度，可以给驱动齿轮的运动提供反向运动的惯性缓冲。
（13）两个拨叉杆之间的间距大于驱动齿轮的轴向长度，长于驱动齿轮的长度为两拨叉杆间距相对于驱动齿轮的长度余量，由于上述余量的存在，摆杆在处于竖直状态时，两个拨叉杆均不会被驱动齿轮所阻挡，摆杆越过其竖直状态时仅需要凭借惯性即可。
（14）传动齿轮与第一齿轮同轴，第二齿轮与传动齿轮啮合，实现了第一齿轮与第二齿轮的反向旋转。
（15）停止机构上的第一弹簧可以及时地将产生位移的停止杆复位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的套筒以及停止杆的剖视图；
图中：1、第一齿轮，2、第二齿轮，3、驱动齿轮，4、驱动轴，5、滑键，6、传动齿轮，7、拨杆，8、拨叉杆，9、套块，10、螺杆，11、螺套，12、弯杆，13、套筒，14、套杆，15、摆杆，16、第一转轴，17、第二转轴，18、第三转轴，19、配重盘，20、挡块，21、停止机构，22、停止杆，23、第一弹簧，24、第二弹簧，25、楔形头。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，一种重力驱动的往复机构，包括：通过拨叉杆8衔接的驱动机构和拨动机构，驱动机构包括能够分别与第一齿轮1和第二齿轮2啮合的驱动齿轮3，驱动齿轮3滑动设置在驱动轴4上，第一齿轮1和第二齿轮2旋转方向相反；拨动机构包括滑动设置的拨杆7，拨杆7上设置两拨叉杆8，两拨叉杆8分别位于驱动齿轮3的两端外侧；两拨叉杆8分别位于驱动齿轮3两侧，驱动齿轮3可以在拨杆7驱动下，沿驱动轴4轴向运动。
驱动轴4一端设有螺杆10，连接弯杆12的螺套11螺纹套接在螺杆10上；螺杆10驱动螺套11的结构，进而螺套11为拨动机构提供动力来源，由于螺杆10的转动方向与驱动齿轮3啮合的对象有关，所以，螺套11的运动方向与驱动轴4的转动方向有关，而驱动轴4的转动方向受到拨动机构的控制；这样上述过程就形成相互影响的循环运动过程，拨动机构与驱动机构不断影响不断循环控制。
摆杆15上依次设置第一转轴16、第二转轴17和第三转轴18，摆杆15通过第一转轴16连接拨杆7，摆杆15通过第二转轴17连接套杆14，套杆14同轴的套接在套筒13内，套筒13另一端连接弯杆12，位于第二转轴17处的摆杆15上设有配重盘19，摆杆15通过第三转轴18旋转；套筒13上设置停止机构21，停止机构21能够卡扣限定套杆14和套筒13之间的相对位置。第一转轴16、第二转轴17和第三转轴18相互配合，使得摆杆15能以第三转轴18为圆心转动，驱动拨杆7左右移动，进而驱动拨叉杆8跟随拨杆7左右移动。
通过拨动机构的动作，可以将驱动齿轮3在第一齿轮1和第二齿轮2之间变换位置，起到了变换驱动齿轮3啮合对象的作用，同时由于第一齿轮1和第二齿轮2旋转方向相反，保证每次驱动齿轮3变换啮合对象后驱动轴4均变换旋转方向。
驱动轴4的旋转方向与拨动机构的拨动方向恰好形成联动结构，在驱动齿轮3与第一齿轮1啮合时，拨动机构被驱动轴4驱动使得拨动机构具有将驱动齿轮3拨向第二齿轮2的倾向和动力，且最终驱动齿轮3脱离第一齿轮1，并凭借摆杆15上配重盘19的重力势能驱动与第二齿轮2啮合；反之驱动齿轮3与第二齿轮2啮合时，拨动机构会使驱动齿轮3反向运动。
拨叉杆8在拨杆7的左右运动过程中不断的通过两个拨叉杆8推动驱动齿轮3沿驱动轴4左右移动，变化啮合对象。
摆杆15在偏向第一齿轮1一侧、摆杆15在竖直状态以及摆杆15刚刚越过竖直状态偏向第二齿轮2一侧一段两拨叉杆8余量距离时的三个状态，停止杆22均卡住套杆14和套筒13；摆杆15偏向第二齿轮2一段距离后，第二弹簧24拉伸长度越来越大，停止杆22此时被拔出一段距离，套杆14能够相对套筒13滑动。
驱动齿轮3与第一齿轮1啮合时，摆杆15偏向第一齿轮1方向；驱动齿轮3与第二齿轮2啮合时，摆杆15偏向第二齿轮2方向。驱动齿轮3与第一齿轮1啮合时，摆杆15朝向第一齿轮1一侧偏移，此时配重盘19由于重力作用给摆杆15向其偏移一侧的拉力，螺套11被螺杆10驱动远离第一齿轮1，然后弯杆12拉动套筒13运动，此时由于停止机构21将套杆14卡在套筒13内，套杆14不会相对套筒13滑动，直到摆杆15被拽到越过其竖直位置并开始朝向第二齿轮2一侧偏移，此时停止机构21的停止杆22被第二弹簧24拔出一端距离，因此套杆14相对套筒13产生滑动，直到套杆14全部套入到套筒13内，套杆14和套筒13此时的长度之和最小，由于惯性螺套11继续运动，且由于配重盘19的重力作用，摆杆15能够将拨杆7向第二齿轮2一侧推动，并最终将驱动齿轮3推动到与第二齿轮2啮合；然后驱动轴4由于驱动齿轮3啮合了第二齿轮2，其旋转反向，所以螺套11运动也反向，此时弯杆12带动的套杆14反向推动摆杆15，然后拨杆7被反向驱动，摆杆15又朝向第一齿轮1方向偏转，越过其竖直位置后，偏移到第一齿轮1一侧，此时由于配重盘19的重力作用，摆杆15将套杆14从套筒13内抽出，套杆14与套筒13的长度之和最大，然后第二弹簧24拉力逐渐变小，停止杆22将套杆14和套筒13卡住相对固定。
停止机构21包括一端带有楔形头25的停止杆22和一个套在停止杆22上的第一弹簧23，停止杆22的楔形头25伸入套筒13内，停止杆22另一端伸出套筒13外侧，第一弹簧23两端分别固定在套筒13外壁和停止杆22上。停止机构21上的第一弹簧23可以及时地将产生位移的停止杆22复位。
第二弹簧24一端固定设置，另一端连接在停止杆22一端。
第二弹簧24被倾斜拉伸的足够长时，楔形头25与套筒13内的套杆14脱离接触，摆杆15由于配重盘19的重力势能能够将套杆14插入或拔出套筒13。
摆杆15自由端两侧各设有一挡块20。挡块20的设置保证摆杆15的下端不会偏离超过范围，也即摆杆15不会使得拨杆7移动范围过大。
两拨叉杆8之间的间距大于驱动齿轮3的轴向长度，可以给驱动齿轮3的运动提供反向运动的惯性缓冲，两个拨叉杆8之间的间距大于驱动齿轮3的轴向长度，长于驱动齿轮3的长度为两拨叉杆8间距相对于驱动齿轮3的长度余量，由于上述余量的存在，摆杆15在处于竖直状态时，两个拨叉杆8均不会被驱动齿轮3所阻挡，摆杆15越过其竖直状态时仅需要凭借惯性即可。
拨杆7两端分别滑动套接在各自对应的套块9上，套块9可以限定拨杆7的运动姿态，同时挡块20可以将配重盘19重力带动的摆杆15限定在一定的摆动范围内，进而拨杆7的运动范围也被限定，保证拨杆7不会过度的左右偏移，仅保证驱动齿轮3在第一齿轮1和第二齿轮2之间变换啮合的间距即可。
驱动齿轮3滑键5设置在驱动轴4上，驱动齿轮3在驱动轴4的滑键5上移动距离即是第一齿轮1和第二齿轮2轴向的距离。滑键5的结构一方面可以保证驱动齿轮3与驱动轴4之间存在沿驱动轴4周向的卡箍限定，保证驱动齿轮3不会沿周向与驱动轴4发生相对运动，另一方面驱动齿轮3能够沿驱动轴4的轴向滑动，保证驱动齿轮3在第一齿轮1和第二齿轮2之间运动。
第一齿轮1同轴连接传动齿轮6，传动齿轮6与第二齿轮2啮合。传动齿轮6与第一齿轮1同轴，第二齿轮2与传动齿轮6啮合，实现了第一齿轮1与第二齿轮2的反向旋转。
拨杆7在套块9的限制下只能够沿拨杆7自身的轴向移动，但拨杆7不能够在套块9内沿拨杆自身的轴向旋转，这样保证了拨杆7上的拨叉杆8不会发生转向，也保证了拨叉杆8的在其运动轨迹上能够拨动到驱动齿轮3。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1.一种重力驱动的往复机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，其特征在于，
-所述驱动机构包括能够分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮滑动设置在驱动轴上，所述第一齿轮和所述第二齿轮旋转方向相反；
-所述拨动机构包括滑动设置的拨杆，所述拨杆上设置两拨叉杆，两拨叉杆分别位于所述驱动齿轮的两端外侧；所述驱动轴一端设有螺杆，连接弯杆的螺套螺纹套接在所述螺杆上；
摆杆上依次设置第一转轴、第二转轴和第三转轴，所述摆杆通过第一转轴连接拨杆，摆杆通过第二转轴连接套杆，所述套杆同轴的套接在套筒内，所述套筒另一端连接所述弯杆，位于所述第二转轴处的摆杆上设有配重盘，所述摆杆通过第三转轴旋转；所述套筒上设置停止机构，所述停止机构能够卡扣限定所述套杆和所述套筒之间的相对位置。
2.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：
-所述驱动齿轮与所述第一齿轮啮合时，所述摆杆偏向所述第一齿轮方向；
-所述驱动齿轮与所述第二齿轮啮合时，所述摆杆偏向所述第二齿轮方向。
3.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述停止机构包括一端带有楔形头的停止杆和一个套在所述停止杆上的第一弹簧，所述停止杆的楔形头伸入所述套筒内，所述停止杆另一端伸出所述套筒外侧，所述第一弹簧两端分别固定在所述套筒外壁和停止杆上。
4.根据权利要求3所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：第二弹簧一端固定设置，另一端连接在所述停止杆一端。
5.根据权利要求4所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述第二弹簧被倾斜拉伸的足够长时，所述楔形头与所述套筒内的套杆脱离接触，所述摆杆由于配重盘的重力势能能够将所述套杆插入或拔出所述套筒。
6.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述摆杆自由端两侧各设有一挡块。
7.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：两所述拨叉杆之间的间距大于所述驱动齿轮的轴向长度。
8.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述拨杆两端分别滑动套接在各自对应的套块上。
9.根据权利要求1所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述驱动齿轮滑键设置在所述驱动轴上，所述驱动齿轮在驱动轴的滑键上移动距离即是所述第一齿轮和所述第二齿轮轴向的距离。
10.根据权利要求9所述的一种重力驱动的往复机构，其特征在于：所述第一齿轮同轴连接传动齿轮，所述传动齿轮与所述第二齿轮啮合。
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