CN105526324B - 一种力、位移无级可调输出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械传动装置技术领域，特别是涉及一种力、位移无级可调输出装置。一种力、位移无级输出装置，其特征是，包括输入机构(1)、中间置换机构(5)、输出机构(4)以及动力单元(3)。与现有技术相比，本发明能实现在同一位置处实现力、位移的无级可调，使带钢索的扇形轮位置不发生变化，传动部件少，占用空间结构少，传动比的控制精准。
Description
技术领域：
本发明适用于机械传动领域，涉及一种力、位移无级可调输出装置。
背景技术
在工业设计领域中，力、位移输出装置大多采用多级传动杆的方式以及改变输入、输出臂长的方式，这种方式占用空间大，控制精度低，工程实现代价大。最接近本发明的现有技术是利用直流电动机构中活塞杆长度的变化活动臂改变两个分段的从动臂臂长，电动机构外壳体的某一点为连接于固定结构上，因此从动臂臂长的改变引起输出位移和力的改变，可以实现力、位移无级可调，见图1。
1本发明输出为扇形轮的运动，扇形轮上带有钢索，如采用现有技术，扇形轮位置将发生改变，钢索的长度一定，那么在进行传动比转换时，会引起钢索张力发生改变；
2扇形轮组件重量大，在传动比改变时扇形轮组件随着移动，引起部件重心发生改变。
发明内容
本发明的目的是在同一位置处进行扇形轮上力和位移的改变，采用本发明，扇形轮可固定于结构上，且力和位移可实现精准的无级可调。
一种力、位移无级输出装置，包括输入机构1、中间置换机构5、输出机构4以及动力单元3。
输入机构1包括输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102；
中间置换机构5包括连杆501、摆杆502与三头摇臂503；
输出机构4包括输出扇形轮401与输出摇臂402；
动力单元3包括直流电动机构301与扁担摇臂302；输入机构1和输出机构4中的四个部件的一端通过同一轴安装于支架上，输出机构4介于输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102之间，输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102同时运动，输出扇形轮401与输出摇臂402同时运动，输入机构1与输出机构4非联动。输入摇臂部件Ⅰ102的另一端与输入杆6的一端铰接，输入杆6的另一端与摆杆502的一端以及扁担摇臂302的一端铰接，摆杆502的另一端与连杆501的一端铰接，连杆501的另一端与三头摇臂503的第一端铰接，三头摇臂503的第二端铰接在扁担摇臂302的转轴上，三头摇臂503的第三端与直流电动机构301和输出杆7的一端铰接在F点，三头摇臂503的转动中心固定在支架上，直流电动机构301另一端铰接在扁担摇臂302另一端上，输出杆7的另一端与输出摇臂402的另一端铰接。对于装置的固定输入信号，改变直流电动机构301执行杆的伸出长度，即可实时改变输出力和输出位移的数值。
该装置占用空间小，操作方便，输出精度高，维护性好。
与现有技术相比，本发明能实现在同一位置处实现力、位移的无级可调，使带钢索的扇形轮位置不发生变化，传动部件少，占用空间结构少，传动比的控制精准。
附图说明
图1是现有的一种力、位移可调输出装置的示意图；
图2是本发明的一种力、位移无级可调输出装置的原理图。
图3是本发明的一种力、位移无级可调输出装置的结构示意图。
具体实施方式：
如图3所示，一种力、位移无级输出装置，包括输入机构1、中间置换机构5、输出机构4以及动力单元3。
输入机构1包括输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102；
中间置换机构5包括连杆501、摆杆502与三头摇臂503；
输出机构4包括输出扇形轮401与输出摇臂402；
动力单元3包括直流电动机构301与扁担摇臂302；输入机构1和输出机构4中的四个部件的一端通过同一轴D安装于支架上，输出机构4介于输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102之间，输入摇臂部件Ⅱ101与输入摇臂部件Ⅰ102同时运动，输出扇形轮401与输出摇臂402同时运动，输入机构1与输出机构4非联动。输入摇臂部件Ⅰ102的另一端与输入杆6的一端铰接在C点，输入杆6的另一端与摆杆502的一端以及扁担摇臂302的一端铰接在B点，摆杆502的另一端与连杆501的一端铰接，连杆501的另一端与三头摇臂503的第一端铰接，三头摇臂503的第二端铰接在扁担摇臂302的转轴上，三头摇臂503的第三端与直流电动机构301和输出杆7的一端铰接在F点，三头摇臂503的转动中心A固定在支架上，直流电动机构301另一端铰接在扁担摇臂302另一端上，输出杆7的另一端与输出摇臂402的另一端铰接在E点。
本发明的工作过程如下：
本装置具有无级可变的力、位移输出值，对于装置的固定输入信号，改变直流电动机构301执行杆的伸出长度，即可改变输出力和输出位移的数值。
直流电动机构301接受外界控制信号的指令使其执行杆伸出至一个固定长度时，输入摇臂部件Ⅱ101开始运动，同时输入摇臂部件Ⅰ102运动，通过输入杆6带动摆杆502运动和扁担摇臂302运动，摆杆502进一步带动连杆501运动，连杆501带动三头摇臂503转动，输出杆7随着三头摇臂503运动，直流电动机构301依然随着三头摇臂503运动，输出杆7带动输出摇臂402运动，输出摇臂402带动输出扇形轮401转动，从而将整个机构的输入指令通过输出扇形轮401传出。
ABCD为四边形，AD为机架，CD即输入摇臂部件Ⅰ102的运动通过ABCD四边形转化为AB的运动，AB的运动通过AFED平行四边形转换至输出扇形轮401的运动，在整个运动过程中AFED始终为平行四边形，将摇臂AB的运动完全等比例输出，摇臂AB为虚摇臂，长度随着直流电动机构301执行杆的长度变化而变化，虚摇臂AB长度变化引起输出部位力、位移变化。
如要改变输出力和输出位移的数值，将直流电动机构301的执行杆伸出至另一长度即可，此时虚摇臂AB的长度发生变化，虚摇臂AB的长度与直流电动机构301执行杆伸出长度的为一固定比例关系，该固定比例关系由扁担摇臂302的形状决定。
Claims (1)
1.一种力、位移无级输出装置，其特征是，包括输入机构(1)、中间置换机构(5)、输出机构(4)以及动力单元(3)；
输入机构(1)包括输入摇臂部件Ⅱ(101)与输入摇臂部件Ⅰ(102)；
中间置换机构(5)包括连杆(501)、摆杆(502)与三头摇臂(503)；
输出机构(4)包括输出扇形轮(401)与输出摇臂(402)；
动力单元(3)包括直流电动机构(301)与扁担摇臂(302)；
输入机构(1)和输出机构(4)中的四个部件的一端通过同一轴D安装于支架上，输出机构(4)介于输入摇臂部件Ⅱ(101)与输入摇臂部件Ⅰ(102)之间，输入摇臂部件Ⅱ(101)与输入摇臂部件Ⅰ(102)同时运动，输出扇形轮(401)与输出摇臂(402)同时运动，输入机构(1)与输出机构(4)非联动；输入摇臂部件Ⅰ(102)的另一端与输入杆(6)的一端铰接在C点，输入杆(6)的另一端与摆杆(502)的一端以及扁担摇臂(302)的一端铰接在B点，摆杆(502)的另一端与连杆(501)的一端铰接，连杆(501)的另一端与三头摇臂(503)的第一端铰接，三头摇臂(503)的第二端铰接在扁担摇臂(302)的转轴上，三头摇臂(503)的第三端与直流电动机构(301)和输出杆(7)的一端铰接在F点，三头摇臂(503)的转动中心A固定在支架上，直流电动机构(301)另一端铰接在扁担摇臂(302)另一端上，输出杆(7)的另一端与输出摇臂(402)的另一端铰接在E点；
对于装置的固定输入信号，改变直流电动机构(301)执行杆的伸出长度，即可改变输出力和输出位移的数值,在整个工作过程中AFED始终为平行四边形。
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