CN107091310A

CN107091310A - 一种同步联动装置

Info

Publication number: CN107091310A
Application number: CN201710398976.2A
Authority: CN
Inventors: 吴其兵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2017-08-25

Abstract

本发明提供了一种同步联动装置，所述同步联动装置由导轨轮、主转轮及多个子转轮组成；当所述主转轮转动时，所述导轨轮通过720度封闭的圆内旋轮线曲线导轨，驱动带对称导向杆的多个所述子转轮同步转动，所述子转轮与所述主转轮的转速比为1：2。针对曲线导轨约束结构，本发明提供了3种方案，分别是滑槽导轨、磁性导轨、带滑槽的磁性导轨；滑槽导轨结构简单，磁性导轨噪音低，带滑槽的磁性导轨噪音低、可靠性高。本发明特别适用于带旋转叶片的各种流体驱动装置，可广泛应用于贯流风机、垂直轴风力发电机、滚翼直升飞机、造流泵、河流发电机、船舶推进装置中，实现优化结构、提升能效、降低噪声的目的。

Description

一种同步联动装置

技术领域

本发明涉及一种同步联动装置。

背景技术

在各种机电产品和设备中，广泛存在多个旋转轴按一定转动比同步转动的联动装置，这种联动装置通常采用齿轮、伞齿轮、同步带及连杆等实现多个旋转轴同步联动。

齿轮传动振动和噪声较大，同时因存在磨损，使用寿命也受到局限，当需要同步的转轴数量众多时，中间零件较多，机构比较复杂。

发明内容

本发明的目的：

为了克服齿轮传动震动和噪音较大以及多转轴机构复杂的问题，本发明通过曲线导轨约束导向杆，实现多个旋转轴同步联动；采用的导轨曲线圆滑，震动较小；当同步旋转部件数量较多时，无须增加中间传动件，从而简化了结构；尤其是采用磁力导轨时，因避免了直接机械接触，可降低噪音，延长使用寿命，降低制造成本。

本发明采用的技术方案是：

采用一种720度封闭的圆内旋轮线曲线导轨，约束多个子转轮转轴上连接的导向杆，实现主转轮与子转轮的同步联动。如图1所示，半径为R2的子转轮2，其轴心绕主转轮1的轴心O以半径为R1的圆周转动，同时子转轮以1：2的转速比自转，在此联动过程中，子转轮外周两个中心对称端点a和b的运动轨迹为同一条720度封闭的圆内旋轮线3；

其中a点曲线方程为：

Xa=R1*cos(T)+R2*sin(T/2)；

Ya=R1*sin(T)-R2*cos(T/2)；

T=0~720度；

B点曲线方程为：

Xb=R1*cos(T)-R2*sin(T/2)；

Yb=R1*sin(T)+R2*cos(T/2)；

T=0~720度；

相对的，当半径为R2的子转轮2的轴心C绕主转轮1的轴心O以半径为R1的圆周转动，且子转轮外周两个中心对称端点a和b受所述720度封闭的圆内旋轮线约束沿该曲线运动，子转轮将以与主转轮转速比为1：2的转速自转。

该技术方案结构简单，但是，当子转轮在经过T=180度和T=540度位置时，曲线约束子转轮的受力方向通过子转轮轴心C，存在在特定工况下可能卡死的死点，为此，本发明还提供了一种中心对称的两条叠加曲线导轨，每个子转轮可以有4个导向杆，分别受两条曲线导轨约束，两条曲线导轨的死点位置相差一定角度，保证了4个导向杆不会同时处于死点位置，从而有效解决了死点问题。

针对曲线导轨约束结构，本发明提供了3种方案，分别是滑槽导轨、磁性导轨、带滑槽的磁性导轨；滑槽导轨结构简单，磁性导轨噪音低，带滑槽的磁性导轨噪音低、可靠性高。

有益效果：

本发明特别适用于带旋转叶片的各种流体驱动装置，可广泛应用于贯流风机、垂直轴风力发电机、滚翼直升飞机、造流泵、河流发电机、船舶推进装置中，实现优化结构、提升能效、降低噪声的目的。

附图说明

图1是720度封闭的圆内旋轮线曲线方程示意图

图2是采用单一曲线的导轨轮平面图

图3是同步联动机构的主视图

图4是图3采用滑槽导轨结构的A-A向剖视图

图5是图3采用磁性导轨结构的A-A向剖视图

图6是图3采用带滑槽的磁性导轨结构的A-A向剖视图

图7是采用2条曲线叠加的导轨轮平面图

图8叠加导轨的同步联动机构的主视图

具体实施方式

如图2~4所示，本实施例提供了一种6个均布子转轮的同步联动装置，由主转轮11、主转轮转轴12、子转轮21、子转轮转轴22、导向杆23、导轨轮31及曲线导轨32组成；所述主转轮11沿径向均匀分布6个子转轮21，每个所述子转轮21通过所述子转轮转轴22穿过所述主转轮11对应的子轴孔活动连接，每个所述子转轮21的所述子转轮转轴22轴心到所述主转轮转轴12轴心的距离相等，每个所述子转轮21的所述子转轮转轴22轴心与所述主转轮转轴12轴心平行；每个所述子转轮21上以所述子转轮转轴22轴心为中心沿径向均布有2个与所述子转轮转轴22轴心平行的所述导向杆23；所述导向杆23与所述曲线导轨32活动连接。

所述导轨轮31上装有所述曲线导轨32，所述曲线导轨32的曲线，为一种720度封闭的圆内旋轮线，如图1所示，图中a点曲线方程为：

Xa=R1*cos(T)+R2*sin(T/2)；

Ya=R1*sin(T)-R2*cos(T/2)；

T=0~720度；

其中R1为所述子转轮转轴22轴心到曲线坐标原点O的距离；

所述坐标原点与所述主转轮转轴12轴心重合；

R2为所述导向杆23中心到所述子转轮转轴22轴心的距离；

T为所述主转轮11绕所述主转轮转轴12旋转时的转角；

Xa、Ya为所述导轨轮31上所述曲线导轨32中心线上任意一点的的平面坐标值，坐标原点为所述主转轮转轴12轴心O。

在所述导轨轮31上所述曲线坐标原点O的位置上有一个与所述曲线导轨32平面垂直的轴孔，所述导轨轮31通过该轴孔套接在所述主转轮转轴12上活动连接。

所述曲线导轨32为凹槽结构，所述导向杆23插接在对应的所述曲线导轨32的凹槽中，当所述主转轮11转动时，所述导向杆23受所述曲线导轨32滑槽的约束联动，使所述子转轮21与所述主转轮11按照1：2的转速比同步转动。

滑槽导轨结构简单，适用范围广泛。

进一步的，为避免机械摩擦，可采用磁性导轨代替滑槽导轨，如图5所示，所述曲线导轨32与所述导向杆23均为磁性材料，所述导向杆23沿所述曲线导轨32所在平面垂直方向充磁，所述曲线导轨32与所述导向杆23之间保持一个微小的间隙；当所述主转轮11转动时，所述曲线导轨32通过磁力引导所述导向杆23沿所述曲线导轨32运动。

磁性导轨为柔性约束，没有机械接触，噪声小，但由于是非刚性约束，当子转轮受到较大力矩冲击时，可能出现子转轮脱轨的情况。

进一步的，为了避免磁性导轨子转轮可能脱轨的情况，可采用带滑槽的磁性导轨，如图6所示，曲线导轨32安装在所述曲线导轨32凹槽中，所述曲线导轨32凹槽约束所述导向杆23在运动过程中不超出所述曲线导轨32凹槽限定的空间。

带滑槽的磁性导轨结合了凹槽导轨和磁性导轨的优点，是本实施例的优选方案。

进一步的，为了使同步联动更流畅平滑，可采用中心对称的两条叠加曲线导轨，如图7所示。

图8所示是一种6个均布子转轮采用叠加导轨的同步联动装置，其特征在于曲线导轨32由二条720度封闭的圆内旋轮线叠加而成，二条所述曲线导轨32的曲线以主转轮转轴12中心对称，对应的每个所述子转轮21上均布有4个所述导向杆23。由于两条曲线导轨的死点位置相差180度，因此可以有效克服在特定工况下可能的死点问题，是本发明的一种优选实施方案。

以上所述，仅是发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims

1.一种同步联动装置，其是由主转轮（11）、主转轮转轴（12）、子转轮（22）、子转轮转轴（21）、导向杆（23）、导轨轮（31）及曲线导轨（32）组成，其特征在于：所述主转轮（11）沿径向分布有1个或多个子转轮（22），每个所述子转轮（22）通过所述子转轮转轴（21）穿过所述主转轮（11）对应的轴孔活动连接；每个所述子转轮（22）的所述子转轮转轴（21）轴心到所述主转轮转轴（12）轴心的距离相等，每个所述子转轮（22）的所述子转轮转轴（21）轴心与所述主转轮转轴（12）轴心平行；每个所述子转轮（22）上安装有1个或2个所述导向杆（23），当所述导向杆（23）数量为2个时，这2个所述导向杆（23）以所述子转轮转轴（21）轴心为中心中心对称；所述导向杆（23）轴心与所述子转轮转轴（21）轴心平行；所述导向杆（23）与所述曲线导轨（32）活动连接；所述导轨轮（31）上装有所述曲线导轨（32），所述曲线导轨（32）的中心线，为一种720度封闭的圆内旋轮线，曲线方程为：

Xa=R1*cos(T)+R2*sin(T/2)；

Ya=R1*sin(T)-R2*cos(T/2)；

T=0~720度；

其中R1为所述子转轮转轴（21）轴心到曲线坐标原点（O）的距离；

所述坐标原点与所述主转轮转轴（12）轴心重合；

R2为所述导向杆（23）中心到所述子转轮转轴（21）轴心的距离；

T为所述主转轮（11）绕所述主转轮转轴（12）轴心旋转时的转角；

Xa、Ya为所述曲线导轨（32）中心线上任意一点的的平面坐标值，坐标原点为所述主转轮转轴（12）轴心；

在所述导轨轮（31）上的所述曲线坐标原点（O）的位置上有一个与所述曲线导轨（32）平面垂直的轴孔，所述导轨轮（31）通过该轴孔套接在所述主转轮转轴（12）上活动连接；

当所述主转轮（11）转动时，所述导向杆（23）受所述曲线导轨（32）约束联动，使所述子转轮（22）与所述主转轮（11）按照1：2的转速比同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种同步联动装置，其特征在于曲线导轨（32）由多条720度封闭的圆内旋轮线叠加而成，所述多条720度封闭的圆内旋轮线的坐标原点（O）重合；同时，每条所述720度封闭的圆内旋轮线对应一组所述子转轮（22）；当二条所述720度封闭的圆内旋轮线的曲线参数R1相等时，则该二条所述720度封闭的圆内旋轮线对应同一组所述子转轮（22），对应的所述子转轮（22）上的所述导向杆（23）数量叠加。

3.根据权利要求1或2所述的一种同步联动装置，其特征在于所述曲线导轨（32）为凹槽结构，所述导向杆（23）插接在对应的所述曲线导轨（32）的凹槽中，受所述曲线导轨（32）的约束实现联动。

4.根据权利要求1或2所述的一种同步联动装置，其特征在于所述曲线导轨（32）与所述导向杆（23）均为磁性材料，所述曲线导轨（32）与所述导向杆（23）中至少有一个沿所述曲线导轨（32）所在平面垂直方向充磁，所述曲线导轨（32）与所述导向杆（23）之间保持一个微小的间隙；当所述主转轮（11）转动时，所述曲线导轨（32）通过磁力约束所述导向杆（23）沿所述曲线导轨（32）运动。

5.根据权利要求4所述的一种同步联动装置，其特征在于所述曲线导轨（32）安装在所述导轨凹槽中，所述导轨凹槽约束所述导向杆（23）在运动过程中不超出所述导轨凹槽限定的空间。