CN105090492A - 弹性势能驱动的往复起停机构 - Google Patents

弹性势能驱动的往复起停机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种弹性势能驱动的往复起停机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，驱动机构能够带动驱动齿轮正转和反转；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链杆，摆杆通过第三转轴旋转；链条两端分别连接链杆的自由端和弯杆的自由端，链杆的自由端和弯杆的自由端能够对顶在一起；第一弹簧的一端固定连接在第二转轴处的摆杆上，第一弹簧另一端固定连接在固定块上。拨杆上还设有凸块，凸块与停止机构衔接。

Description

弹性势能驱动的往复起停机构
技术领域
本发明涉及一种传动转换机构，尤其涉及一种弹性势能驱动的往复起停机构。
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。因此在低速运行、动力要求较高的场合下，仍需要借助减速器。电机输出的动力经过减速器减速的同时，可以增加转矩。但是在需要输出动力频繁切断、频繁换向的情况，这类装置就只能通过电机的频繁起停、频繁正反转切换来实现。长期使用，不利于电机的正常运行。因此需要设计一套机械传动机构，在电机和减速器持续稳定运转的情况下，实现输出动力的频繁换向、频繁切断等功能。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种弹簧摆杆驱动，链条辅助的弹性势能驱动的往复起停机构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种弹性势能驱动的往复起停机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，其特征在于，
-所述驱动机构能够带动驱动齿轮正转和反转；
-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，摆杆通过第一转轴连接拨杆，摆杆通过第二转轴连接链杆，摆杆通过第三转轴旋转；链条两端分别连接所述链杆的自由端和弯杆的自由端，所述链杆的自由端和所述弯杆的自由端能够对顶在一起；第一弹簧的一端固定连接在第二转轴处的摆杆上，第一弹簧另一端固定连接在固定块上。
所述拨杆上还设有凸块，所述凸块与停止机构衔接。
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，所述第一弹簧位于所述摆杆偏移方向一侧；
-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，所述第一弹簧位于所述摆杆偏移方向一侧。
本发明一个较佳实施例中，所述第一弹簧处于拉伸状态。
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，所述螺杆驱动所述螺套远离所述驱动齿轮，所述链条处于绷紧状态；
-所述驱动齿轮与所述第二齿轮啮合时，所述螺杆驱动所述螺套靠近驱动齿轮，所述链条处于松弛状态，所述链杆自由端和所述弯杆自由端对顶在一起。
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，所述摆杆自由端两侧各设有一挡块。
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，所述驱动机构包括能够分别与驱动齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮，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固定板，所述停止杆的楔形头伸出所述固定板一个面外侧，所述停止杆另一端套设第二第一弹簧的伸出所述固定板的另一个面外侧，所述第二第一弹簧两端分别固定在所述固定板和停止杆上；所述楔形头包括一个楔形面和一个直角面，所述直角面与所述档杆轴线平行。
本发明一个较佳实施例中，所述停止机构上的停止杆的端部设有把手。
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，并凭借摆杆上第一弹簧的弹性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，同时挡块可以将第一弹簧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，此时第一弹簧拉紧摆杆，螺套被螺杆驱动远离第一齿轮，然后链条被绷紧，进而拉动摆杆朝向第二齿轮一侧转动，待摆杆越过竖直状态时，驱动齿轮与第一齿轮脱离，此时第一弹簧的拉力便会将摆杆朝向第二齿轮一侧拉持，并将摆杆朝向第二齿轮方向摆动，最终将驱动齿轮压动与第二齿轮啮合。
（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）链条的结构可以保证螺套远离第一齿轮时，链条被绷紧，链条增加了链杆和弯杆的总长度；螺套靠近第一齿轮时链条松弛，弯杆和链杆的端部对顶在一起，总长度此时不包括链条的长度。
（10）通过设置的软连接，保证了螺套在往复运动过程中，推动摆杆时将螺套与摆杆之间间距会由于链条的变化而产生一个链条长度的变化，这样对于辅助拨杆推动驱动齿轮的位置变化和啮合对象变换。
（11）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。
（12）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。
（13）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。
（14）两个拨叉杆之间的间距大于驱动齿轮的轴向长度，长于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。
（15）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。
（16）把手能够将停止机构上的停止杆拔起，这样被停止机构上的直角面挡住的凸块能脱离束缚，拨杆就能够继续左右移动，只要不拔起本机构就仅能够做单周期的运动。
（17）停止机构设置的位置能够将凸块阻挡在驱动齿轮恰好位于第一齿轮和第二齿轮之间的位置，此时驱动齿轮脱离啮合。
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一；
图2是本发明的优选实施例的立体结构图二；
图3是本发明的停止机构的立体结构图；
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、链条，14、链杆，15、摆杆，16、第一转轴，17、第二转轴，18、第三转轴，19、第一弹簧，20、挡块，21、固定块，22、停止机构，23、停止杆，24、第二弹簧，25、楔形头，26、楔形面，27、直角面，28、凸块，29、把手，30、固定板，31、螺栓锁定装置。
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、图2和图3所示，一种弹性势能驱动的往复起停机构，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连接链杆14，摆杆15通过第三转轴18旋转；链条13两端分别连接链杆14的自由端和弯杆12的自由端，链杆14的自由端和弯杆12的自由端能够对顶在一起；第一弹簧19的一端固定连接在第二转轴17处的摆杆15上，第一弹簧19另一端固定连接在固定块21上。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上第一弹簧19的弹性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。
链条13的结构可以保证螺套11远离第一齿轮1时，链条13被绷紧，链条13增加了链杆14和弯杆12的总长度；螺套11靠近第一齿轮1时链条13松弛，弯杆12和链杆14的端部对顶在一起，总长度此时不包括链条13的长度。
通过设置的软连接，保证了螺套11在往复运动过程中，推动摆杆15时将螺套11与摆杆15之间间距会由于链条13的变化而产生一个链条13长度的变化，这样对于辅助拨杆7推动驱动齿轮3的位置变化和啮合对象变换。
-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，第一弹簧19位于摆杆15偏移方向一侧；
-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，第一弹簧19位于摆杆15偏移方向一侧。
第一弹簧19处于拉伸状态。
驱动齿轮3与第一齿轮1啮合时，螺杆10驱动螺套11远离驱动齿轮3，链条13处于绷紧状态；驱动齿轮3与第二齿轮2啮合时，螺杆10驱动螺套11靠近驱动齿轮3，链条13处于松弛状态，链杆14自由端和弯杆12自由端对顶在一起。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，此时第一弹簧19拉紧摆杆15，螺套11被螺杆10驱动远离第一齿轮1，然后链条13被绷紧，进而拉动摆杆15朝向第二齿轮2一侧转动，待摆杆15越过竖直状态时，驱动齿轮3与第一齿轮1脱离，此时第一弹簧19的拉力便会将摆杆15朝向第二齿轮2一侧拉持，并将摆杆15朝向第二齿轮2方向摆动，最终将驱动齿轮3压动与第二齿轮2啮合。
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。
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。
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可以将第一弹簧19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。
停止机构22上停止杆23的端部设有把手，把手30能够将停止机构22上的停止杆23拔起，这样被停止机构22上的直角面27挡住的凸块28能脱离束缚，拨杆7就能够继续左右移动，只要不拔起本机构就仅能够做单周期的运动。停止机构22设置的位置能够将凸块28阻挡在驱动齿轮3恰好位于第一齿轮1和第二齿轮2之间的位置，此时驱动齿轮3脱离啮合。
停止机构22包括一端带有楔形头25的停止杆23和一个固定板30，固定板30与一个套块9连接，停止杆23的楔形头25伸出固定板30一个面外侧，停止杆23另一端套设第二弹簧24的伸出固定板30的另一个面外侧，第二弹簧24两端分别固定在固定板30和停止杆23，楔形头25包括一个楔形面26和一个直角面27。
如图1所示，凸块28只能够从停止机构22的左侧越过停止机构22上的楔形面26达到停止机构22的右侧，但是凸块28不能从停止机构22的右侧越过停止机构22上的直角面27达到停止机构22的左侧。
弯杆12在其拐弯处设有一个螺栓锁定装置31，弯杆12与驱动轴4平行的部分能够套入到螺栓锁定装置31的内孔中，并在其内孔中滑动，螺栓锁定装置31上的螺栓通过拧入拧出来控制松紧；通过调节弯杆12与螺栓锁定装置31的相对位置，可以实现弯杆12对拨叉杆8的位置调整，以便调整拨叉杆8对驱动齿轮的拨动时机。
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)

1.一种弹性势能驱动的往复起停机构，包括：通过拨叉杆衔接的驱动机构和拨动机构，其特征在于，
-所述驱动机构能够带动驱动齿轮正转和反转；
-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，摆杆通过第一转轴连接拨杆，摆杆通过第二转轴连接链杆，摆杆通过第三转轴旋转；链条两端分别连接所述链杆的自由端和弯杆的自由端，所述链杆的自由端和所述弯杆的自由端能够对顶在一起；第一弹簧的一端固定连接在第二转轴处的摆杆上，第一弹簧另一端固定连接在固定块上；
所述拨杆上还设有凸块，所述凸块与停止机构衔接。
2.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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，所述第一弹簧位于所述摆杆偏移方向一侧；
-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，所述第一弹簧位于所述摆杆偏移方向一侧。
3.根据权利要求2所述的弹性势能驱动的往复起停机构，其特征在于：所述第一弹簧处于拉伸状态。
4.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，其特征在于：
-所述驱动齿轮与所述第一齿轮啮合时，所述螺杆驱动所述螺套远离所述驱动齿轮，所述链条处于绷紧状态；
-所述驱动齿轮与所述第二齿轮啮合时，所述螺杆驱动所述螺套靠近驱动齿轮，所述链条处于松弛状态，所述链杆自由端和所述弯杆自由端对顶在一起。
5.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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。
6.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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。
8.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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。
9.根据权利要求8所述的弹性势能驱动的往复起停机构，其特征在于：所述驱动机构包括能够分别与驱动齿轮啮合的第一齿轮和第二齿轮，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。
10.根据权利要求1所述的弹性势能驱动的往复起停机构，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固定板，所述停止杆的楔形头伸出所述固定板一个面外侧，所述停止杆另一端套设第二第一弹簧的伸出所述固定板的另一个面外侧，所述第二第一弹簧两端分别固定在所述固定板和停止杆上；所述楔形头包括一个楔形面和一个直角面，所述直角面与所述档杆轴线平行。
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