CN105840759B - 一种可放大角度的停歇式摆动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可放大角度的停歇式摆动机构，具有一个回转中心轴固定的凸轮，凸轮的回转中心轴右侧设有固定不动的杠杆支点轴，杠杆中段能绕杠杆支点轴旋转，杠杆一端靠近凸轮且与凸轮轮廓紧密接触于杠杆接触点处，杠杆另一端远离凸轮并通过销连接滑块，滑块与摆杆的上端通过滑动副连接，摆杆的下端能固定不动的绕摆杆回转中心轴旋转；凸轮回转中心轴、杠杆支点轴、销轴心线、摆杆回转中心轴均相互平行；凸轮与杠杆接触点在远休止段，摆杆在最下端的极限位置，凸轮与杠杆接触点在近休止段段，摆杆在最上端的极限位置，摆杆摆过的角度大于90°，实现了摆动角度的放大。

Description

一种可放大角度的停歇式摆动机构
技术领域
本发明涉及一种特定动作的机械机构，具体涉及一种采用凸轮的停歇式摆动机构，适用于一些特定设备中，该设备工作时要求机构的摆杆需要在第一位置停留一段时间进行动作，动作结束后再转动一个角度后到第二位置，并在第二位置要再停留一段时间进行另一动作，另一动作结束后又要再返回到第一位置进行下一循环。
背景技术
现有的摆动从动件凸轮机构的原理如图10、11、12所示，凸轮1的回转中心轴固定铰接于A点，从动件摆杆5的固定端固定铰接于M点，从动件摆杆5的自由端在接触点N处与凸轮1相接触。图10中，从动件摆杆5的自由端是在凸轮1的近休止角b范围内，此时从动件摆杆5与水平面的夹角是R1。图11中，摆杆5的自由端是在凸轮1的远休止角a范围内，此时从动件摆杆5与水平面的夹角是R2。如图12所示，当凸轮1由图10旋转至图11的位置，从动件摆杆5的自由端由近休止位置摆动到远休止位置，从动件摆杆5摆动的角度范围是R= R2- R1，摆动角度R始终小于90度。
假设A、M两点之间的距离为L，凸轮1在近休止段的半径为L1，远休止段的半径为L2，则为了使从动件摆杆5始终与凸轮1接触，从动件摆杆5的长度L3≥L- L1，因此，如图12所示，R1＞0°；同时为了在凸轮1转动时不与M点干涉，要求L2＜L，因此，如图12所示，R2＜90°。通过凸轮1的旋转实现从动件摆杆5的间歇式摆动时，但从动件摆杆2的摆动角度R始终小于90度，无法超过90度。
现有的曲柄摆杆机构，由曲柄带动连杆从而带动摆杆进行摆动，由于曲柄在连续转动，由于曲柄在连续转动，摆杆的摆动角度范围虽然为0~180度，但摆杆的摆动是连续的，在摆动过程中并不会停留，因此，无法实现特定设备要求的停歇式摆动。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有摆杆机构的缺陷，提出一种可放大角度的停歇式摆动机构，既能实现摆动的停歇，同时也能保持较大的摆动角度。
本发明一种可放大角度的停歇式摆动机构采用的技术方案是：具有一个回转中心轴固定的凸轮，凸轮的回转中心轴右侧设有固定不动的杠杆支点轴，杠杆中段能绕杠杆支点轴旋转，杠杆一端靠近凸轮且与凸轮轮廓紧密接触于杠杆接触点处，杠杆另一端远离凸轮并通过销连接滑块，滑块与摆杆的上端通过滑动副连接，摆杆的下端能固定不动的绕摆杆回转中心轴旋转；凸轮回转中心轴、杠杆支点轴、销轴心线、摆杆回转中心轴均相互平行。
进一步地，凸轮与杠杆接触点在远休止段，摆杆在最下端的极限位置，杠杆摆过的角度r<90°，摆杆摆过的角度180°- r＞90°；凸轮与杠杆接触点在近休止段段，摆杆在最上端的极限位置，杠杆摆过的角度r<90°，摆杆摆过的角度180°- r＞90°。
本发明将摆动从动件凸轮机构、杠杆机构、双摆杆机构进行结合，将凸轮作为动力源实现了摆杆的停歇式摆动，将双摆杆机构作为执行机构实现了摆动角度的放大，摆动角度能大于90°，通过改变凸轮形状使摆杆的摆动在整个运动周期中有多次停歇。
本发明在特定设备中使用时，摆杆运动到第一位置，停留一段时间进行某个动作，动作结束后会转动大于90°的角度后到第二位置，并在第二位置停留一段时间进行另一动作，在第二位置动作结束后，又会再返回到第一位置进行下一循环。
附图说明
图1本发明在近休止状态的结构示意图；
图2为图1的机构原理图；
图3为本发明在升程状态的结构示意图；，
图4为图3的机构原理图；
图5为本发明在远休止状态的结构示意图；
图6为图5的机构原理图；
图7为发明在回程状态的结构示意图；
图8为图7的机构原理图；
图9为本发明在运动过程中的两个极限位置的机构原理图；
图1-9中：1.凸轮；2.杠杆；3.滑块；4.摆杆；
A.凸轮回转中心轴；B.杠杆支点轴；C.凸轮与杠杆的接触点；D.摆杆回转中心轴；E.连接滑块与杠杆的销；
a.凸轮远休止角；b.凸轮近休止角；
r1.杠杆在近休止角范围之内时与水平面的夹角；r2.杠杆在远休止角范围内时与水平面的夹角；r.杠杆的摆动角。
图10是背景技术中现有摆动从动件凸轮机构中的从动件摆杆在近休止角范围内时的摆动从动件凸轮机构原理图；
图11是背景技术中现有摆动从动件凸轮机构中的从动件摆杆在远休止角范围内时的摆动从动件凸轮机构原理图；
图12是背景技术中现有摆动从动件凸轮机构运动过程中的两个极限位置的机构原理图。
具体实施方式
如图1和图2，本发明具有一个凸轮1，凸轮1的回转中心轴A固定不动，凸轮1能绕回转中心轴A旋转。在凸轮1的回转中心轴A右侧是固定不动的杠杆支点轴B，杠杆支点轴B与凸轮1的回转中心轴平行。杠杆2中段固定连接于杠杆支点轴B上，且能够绕杠杆支点轴B旋转，杠杆2的一端靠近凸轮1并且与凸轮轮廓紧密接触于杠杆接触点C处，杠杆2的另一端远离凸轮1，并且杠杆2的另一端通过销E和滑块3连接于摆杆4的上端，摆杆4的下端通过摆杆回转中心轴D固定不动，摆杆回转中心轴D与杠杆支点轴B平行。其中，销E的轴心线平行于杠杆支点轴B，杠杆2的另一端通过销E连接滑块3，滑块3空套在摆杆4上，且滑块3与摆杆4通过滑动副连接，杠杆2的另一端能带动滑块3在摆杆4上滑动，从而滑块3带动摆杆4绕摆杆回转中心轴D转动。
本发明工作时，通过改变凸轮1的轮廓形状，增加凸轮休止段，实现在一个运动周期中摆动有多次停歇。摆杆4在两个极限位置时，杠杆支点轴B的轴心与销E的轴心的连心线与摆杆中心线垂直。
如图1和图2所示，当凸轮1与杠杆接触点C处于近休止段时，杠杆2在近休止角范围之内时与水平面的夹角是r1，除凸轮1以外的其他零部件并不会随凸轮1的转动而运动，即摆杆4处于最上端的极限位置，此时，线段BE垂直于线段DE，且处于停歇状态。
如图3和图4，随着凸轮1逆时针转动，凸轮1与杠杆接触点C进入到推程段，此时，凸轮1转动带动杠杆2绕杠杆支点轴B顺时针转动，从而带动滑块3沿摆杆4向下，向靠近摆杆回转中心轴D的方向滑动，同时带动摆杆4绕摆杆回转中心轴D逆时针摆动，当经B、D、E三点共线位置后，如图4，滑块3便沿摆杆4向远离摆杆回转中心轴D的方向滑动，带动摆杆4继续绕摆杆回转中心轴D逆时针摆动，在此过程中∠BED先从90°变大到180°，再从180°变小。如图5和图6所示，当凸轮1与杠杆接触点C进入远休止段时，摆杆4到达最下方的极限位置，此时，线段BE垂直于线段DE，如图6，在此过程中，杠杆2摆过角度为r，r= r2- r1，r<90°，而摆杆4摆过的角度为180°- r， 180°- r＞90°＞r，实现了摆动角的放大。
如图6，当凸轮1与杠杆接触点C处于远休止段时，杠杆2在远休止角范围之内时与水平面的夹角是r2，除凸轮1以外的其他零部件并不会随凸轮1的转动而运动，即摆杆4处于最下端的极限位置，此时，保持线段BE垂直于线段DE，且处于停歇状态。
如图7和图8所示，随着凸轮1逆时针转动，凸轮1与杠杆接触点C进入到回程段，此时，凸轮1转动带动杠杆2绕杠杆支点轴B逆时针转动，从而带动滑块3沿摆杆4先向靠近摆杆回转中心轴D的方向滑动，再向远离摆杆回转中心轴D的方向滑动，进而带动摆杆4向上摆动，在此过程中∠BED先从90°变大到180°，再从180°变小。当凸轮1与杠杆接触点C进入近休止段段时，摆杆4到达最上方的极限位置，此时，线段BE垂直于线段DE。如图9所示，在此过程中，杠杆2摆过的角度为r，即杠杆2的摆动范围r= r2- r1，r<90°，而摆杆4摆过的角度为180°- r，180°- r＞90°＞r，即摆杆4的摆动范围180°- r大于90°，如此，整个机构经过一个运动周期回到运动起始状态。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的一个较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种可放大角度的停歇式摆动机构，具有一个回转中心轴（A）固定的凸轮（1），凸轮的回转中心轴（A）右侧设有固定不动的杠杆支点轴（B），杠杆（2）中段能绕杠杆支点轴（B）旋转，杠杆（2）一端靠近凸轮（1）且与凸轮轮廓紧密接触于杠杆接触点（C）处，其特征是：杠杆（2）另一端远离凸轮（1）并通过销（E）连接滑块（3），滑块（3）与摆杆（4）的上端通过滑动副连接，摆杆（4）的下端能固定不动的绕摆杆回转中心轴（D）旋转；凸轮回转中心轴（A）、杠杆支点轴（B）、销（E）轴心线、摆杆回转中心轴（D）均相互平行。
2.根据权利要求1所述一种可放大角度的停歇式摆动机构，其特征是：凸轮（1）与杠杆接触点（C）在远休止段，摆杆（4）在最下端的极限位置，杠杆（2）摆过的角度r<90°，摆杆（4）摆过的角度180°- r＞90°；凸轮（1）与杠杆接触点（C）在近休止段段，摆杆（4）在最上端的极限位置，杠杆（2）摆过的角度r<90°，摆杆（4）摆过的角度180°- r＞90°。
3.根据权利要求2所述一种可放大角度的停歇式摆动机构，其特征是：在凸轮（1）与杠杆接触点（C）处于近休止段以及凸轮（1）与杠杆接触点（C）处于远休止段的两个极限位置，杠杆支点轴（B）的轴心与销（E）的轴心的连心线与摆杆中心线垂直。
4.根据权利要求2所述一种可放大角度的停歇式摆动机构，其特征是：凸轮（1）转动带动杠杆（2）绕杠杆支点轴（B）顺时针转动，带动滑块（3）沿摆杆（4）向靠近摆杆回转中心轴（D）的方向滑动，同时带动摆杆（4）绕摆杆回转中心轴（D）逆时针摆动，在杠杆支点轴（B）的轴心，摆杆回转中心轴（D）的轴心、销（E）轴心三点共线位置后，滑块（3）沿摆杆（4）向远离摆杆回转中心轴（D）的方向滑动。
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