CN107654547A - 一种增加运动行程的机械限位机构和限位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种适用范围广的增加运动行程的机械限位机构和限位方法。弧面撞块和运动撞块在运动部件的带动下运动，初始时阻挡撞块均处于下降状态，弧面撞块先与第一个固定撞块部件的滑杆接触，使第一个固定撞块部件的阻挡撞块升起，然后弧面撞块与第二固定个撞块部件的滑杆接触，第二个固定撞块部件的阻挡撞块升起，运动撞块与第二个固定撞块部件的阻挡撞块接触被限位，运动部件反向运动接触两个固定撞块部件的滑杆后退出限位区域，使两个阻挡撞块恢复下降状态，通过阻挡撞块的升降限制运动部件的运动实现限位；运动部件的运动范围可以相互干涉而不影响，适用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及机械限位技术领域，具体涉及一种用于运动机构多个运动方向的不同极限位置的机械限位机构和限位方法。
背景技术
由于对机电产品的功能性和安全性的需求，经常在机电产品特定位置设置限位机构，限制运动机构的运动范围，以实现一定的功能，或者防止运动机构脱出设定运动范围以保证产品或操作者的安全。
传统的限位机构常采用两个撞块接触的形式，即在固定部件上安装一个与固定部件相对固定的撞块，在运动部件上的对应位置上安装一个与运动部件相对固定的撞块，在运动部件运动到设置的极限位置时两个撞块接触限位，实现固定部件限制运动部件的运动。
这种传统的限位方式应用简单，但存在一定的局限性，如图1所示，运动部件有两个极限位置，假设为极限位置X和极限位置Y。需要设置两个限位撞块，分别为限位撞块M和限位撞块N。假设运动部件从工作位置运动到极限位置X并撞上限位撞块M的运动轨迹为L1，运动部件从工作位置运动到极限位置Y并撞上限位撞块N的运动轨迹为L2。若极限位置X刚好位于L2上(或极限位置Y刚好位于L1上)，则运动部件在运动过程中会与限位撞块出现干涉，通过传统的两个固定限位撞块的方式不能实现两个极限位置的限位需求。
发明内容
本发明目的是提供一种适用范围广的增加运动行程的机械限位机构和限位方法。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种增加运动行程的机械限位机构，所述的限位机构包括运动部件，运动部件的底端分别设置圆柱形或长方体形运动撞块、两侧带有圆弧面的弧面撞块，运动撞块的下端低于弧面撞块的下端；运动部件具有两个圆弧形状或两个直线形状的运动轨迹L1、L2，L1与L2存在干涉区域，在运动部件的下方设置固定支架，固定支架上、L1与L2干涉的区域内设置两个固定撞块部件，两个固定撞块部件相对于L1与L2干涉区域的中心线对称设置；
所述固定撞块部件包括竖直设置的截面为长圆形的壳体，壳体的内腔底部、长圆形的两个圆心处分别设置第一弹簧、第二弹簧，第一弹簧、第二弹簧的上端与长圆板的下端面连接，长圆板的上端面分别和导杆的底端、推杆的底端连接，导杆的上端和阻挡撞块的底端连接，推杆的上端与滑杆的下端之间设置相应的斜面、导槽及复位弹簧，使推杆与滑竿之间形成按压式圆珠笔结构；滑竿的上端设置的球头与弧面撞块两侧的弧面相适应；所述滑竿的上端高于阻挡撞块的上端；
所述运动部件沿L1或L2运动至相应位置时，运动撞块与阻挡撞块接触；所述运动部件沿L1或L2运动至相应位置时，弧面撞块与滑竿接触；所述阻挡撞块、滑竿沿L1或L2的运动方向设置；所述运动撞块、弧面撞块与L1或L2的运动方向垂直设置。
优选的，所述运动部件绕其中心轴做圆周旋转运动，其圆周旋转运动的正向运动角度与反向运动角度存在干涉区域；在干涉区域内设置两个固定撞块部件；两个固定撞块部件的滑竿相互靠近，两个固定撞块部件的阻挡撞块相互远离。
优选的，所述第一弹簧、第二弹簧的弹性系数相同且均大于滑竿与推杆之间设置的复位弹簧的弹性系数。
一种增加运动行程的机械限位机构的限位方法，所述的限位方法包括以下步骤：
a.两个阻挡撞块初始位置都处于低位；
b.运动部件2逆时针旋转时，弧面撞块先与左边固定撞块部件上设置的滑竿接触，相应滑竿在弧面撞块的作用下沿竖直方向做一次往复运动，相应滑竿运动的同时带动其下方的推杆沿竖直方向做一次往复运动后向上运动同时旋转并卡住，则与推杆连接的长圆板向上方移动，带动左边的阻挡撞块升起，位于高位状态；
c.所述运动部件继续逆时针旋转，弧面撞块与右边固定撞块部件上设置的滑竿接触并带动其沿竖直方向做一次往复运动，使右边的阻挡撞块升起，位于高位状态；
d.运动部件继续逆时针旋转，运动撞块与右边的阻挡撞块接触实现限位；
e.运动部件顺时针旋转，弧面撞块先与右边的滑竿接触，使右边的阻挡撞块下降位于低位；然后弧面撞块再与左边的滑竿接触，使左边的阻挡撞块下降位于低位，然后运动部件继续顺时针旋转出L1与L2干涉区域；
f.运动部件继续顺时针旋转运动直到其依次旋转经过右边固定撞块部件、左边固定撞块部件，实现反向运动的限位。
本发明以下有益效果：弧面撞块和运动撞块在运动部件的带动下运动，初始时阻挡撞块均处于下降状态，弧面撞块先与第一个固定撞块部件的滑杆接触，使第一个固定撞块部件的阻挡撞块升起，然后弧面撞块与第二固定个撞块部件的滑杆接触，第二个固定撞块部件的阻挡撞块升起，运动撞块与第二个固定撞块部件的阻挡撞块接触被限位，运动部件反向运动接触两个固定撞块部件的滑杆后退出限位区域，使两个阻挡撞块恢复下降状态，通过阻挡撞块的升降限制运动部件的运动实现限位；可以实现运动机构多个运动方向不同极限位置的机械限位，应用范围广泛；限位机构结构及运动形式简单，体积小巧，对原运动机构工作几乎无影响；可以做成独立模块，简化安装，方便使用；在工作原理不变的前提下，可以根据实际需求，改变机械限位机构中具体零件的结构形式，或添加具有其它辅助功能的零部件，运动部件的运动范围可以相互干涉而不影响，适用范围广泛。
附图说明
图1为传统限位机构示意图；
图2为本发明结构示意图正视图；
图3为固定撞块部件结构示意图；
图4为运动部件做旋转运动时限位示意图。
具体实施方式
如图2-3所示的，一种增加运动行程的机械限位机构，包括运动部件2，运动部件2的底端分别设置圆柱形或长方体形运动撞块3、两侧带有圆弧面的弧面撞块4，运动撞块3的下端低于弧面撞块4的下端；运动部件2具有两个圆弧形状或两个直线形状的运动轨迹L1、L2，L1与L2存在干涉区域，在运动部件2的下方设置固定支架1，固定支架1上、L1与L2干涉的区域内设置两个固定撞块部件5，两个固定撞块部件5相对于L1与L2干涉区域的中心线对称设置；
所述固定撞块部件5包括竖直设置的截面为长圆形的壳体8，壳体8的内腔底部、长圆形的两个圆心处分别设置第一弹簧6、第二弹簧13，第一弹簧6、第二弹簧13的上端与长圆板7的下端面连接，长圆板7的上端面分别和导杆11的底端、推杆12的底端连接，导杆11的上端和阻挡撞块9的底端连接，推杆12的上端与滑杆10的下端之间设置相应的斜面、导槽及复位弹簧，使推杆12与滑竿10之间形成按压式圆珠笔结构；滑竿10的上端设置的球头与弧面撞块4两侧的弧面相适应；所述滑竿10的上端高于阻挡撞块9的上端；所述运动部件2沿L1或L2运动至相应位置时，运动撞块3与阻挡撞块9接触；所述运动部件2沿L1或L2运动至相应位置时，弧面撞块4与滑竿10接触；
所述阻挡撞块9、滑竿10沿L1或L2的运动方向设置；所述运动撞块3、弧面撞块4与L1或L2的运动方向垂直设置。
所述第一弹簧6、第二弹簧13的弹性系数相同且均大于滑竿10与推杆12之间设置的复位弹簧的弹性系数。
下面结合附图和一个具体的实施例说明本发明专利的一种具体实施方式。
如图4所示的，运动部件2绕其中心轴做圆周旋转运动，运动范围为±200°，即在+200°和-200°位置各设置一个固定撞块部件5，两个固定撞块部件5相对于90°和270°之间连线对称设置；所述的限位方法包括以下步骤：
a.两个阻挡撞块9初始位置都处于低位；
b.运动部件2逆时针旋转时，弧面撞块4先与左边固定撞块部件5上设置的滑竿10接触，相应滑竿10在弧面撞块4的作用下沿竖直方向做一次往复运动，相应滑竿10运动的同时带动其下方的推杆12沿竖直方向做一次往复运动后向上运动同时旋转并卡住，则与推杆12连接的长圆板7向上方移动，带动左边的阻挡撞块9升起，位于高位状态；
c.所述运动部件2继续逆时针旋转，弧面撞块4与右边固定撞块部件5上设置的滑竿10接触并带动其沿竖直方向做一次往复运动，使右边的阻挡撞块9升起，位于高位状态；
d.运动部件2继续逆时针旋转，运动撞块3与右边的阻挡撞块9接触实现限位；
e.运动部件2顺时针旋转，弧面撞块4先与右边的滑竿10接触，使右边的阻挡撞块9下降位于低位；然后弧面撞块4再与左边的滑竿10接触，使左边的阻挡撞块9下降位于低位，然后运动部件2继续顺时针旋转出L1与L2干涉区域；
f.运动部件2继续顺时针旋转运动直到其依次旋转经过右边固定撞块部件5、左边固定撞块部件5，实现反向运动的限位。
Claims (4)
1.一种增加运动行程的机械限位机构，其特征在于：所述的限位机构包括运动部件(2)，运动部件(2)的底端分别设置圆柱形或长方体形运动撞块(3)、两侧带有圆弧面的弧面撞块(4)，运动撞块(3)的下端低于弧面撞块(4)的下端；运动部件(2)具有两个圆弧形状或两个直线形状的运动轨迹L1、L2，L1与L2存在干涉区域，在运动部件(2)的下方设置固定支架(1)，固定支架(1)上、L1与L2干涉的区域内设置两个固定撞块部件(5)，两个固定撞块部件(5)相对于L1与L2干涉区域的中心线对称设置；
所述固定撞块部件(5)包括竖直设置的截面为长圆形的壳体(8)，壳体(8)的内腔底部、长圆形的两个圆心处分别设置第一弹簧(6)、第二弹簧(13)，第一弹簧(6)、第二弹簧(13)的上端与长圆板(7)的下端面连接，长圆板(7)的上端面分别和导杆(11)的底端、推杆(12)的底端连接，导杆(11)的上端和阻挡撞块(9)的底端连接，推杆(12)的上端与滑杆(10)的下端之间设置相应的斜面、导槽及复位弹簧，使推杆(12)与滑竿(10)之间形成按压式圆珠笔结构；滑竿(10)的上端设置的球头与弧面撞块(4)两侧的弧面相适应；所述滑竿(10)的上端高于阻挡撞块(9)的上端；
所述运动部件(2)沿L1或L2运动至相应位置时，运动撞块(3)与阻挡撞块(9)接触；所述运动部件(2)沿L1或L2运动至相应位置时，弧面撞块(4)与滑竿(10)接触；所述阻挡撞块(9)、滑竿(10)沿L1或L2的运动方向设置；所述运动撞块(3)、弧面撞块(4)与L1或L2的运动方向垂直设置。
2.根据权利要求1所述的一种增加运动行程的机械限位机构，其特征在于：所述运动部件(2)绕其中心轴做圆周旋转运动，其圆周旋转运动的正向运动角度与反向运动角度存在干涉区域；在干涉区域内设置两个固定撞块部件(5)；两个固定撞块部件(5)的滑竿(10)相互靠近，两个固定撞块部件(5)的阻挡撞块(9)相互远离。
3.根据权利要求1所述的一种增加运动行程的机械限位机构，其特征在于：所述第一弹簧(6)、第二弹簧(13)的弹性系数相同且均大于滑竿(10)与推杆(12)之间设置的复位弹簧的弹性系数。
4.根据权利要求2所述的一种增加运动行程的机械限位机构的限位方法，其特征在于：所述的限位方法包括以下步骤：
a.两个阻挡撞块(9)初始位置都处于低位；
b.运动部件2逆时针旋转时，弧面撞块(4)先与左边固定撞块部件(5)上设置的滑竿(10)接触，相应滑竿(10)在弧面撞块(4)的作用下沿竖直方向做一次往复运动，相应滑竿(10)运动的同时带动其下方的推杆(12)沿竖直方向做一次往复运动后向上运动同时旋转并卡住，则与推杆(12)连接的长圆板(7)向上方移动，带动左边的阻挡撞块(9)升起，位于高位状态；
c.所述运动部件(2)继续逆时针旋转，弧面撞块(4)与右边固定撞块部件(5)上设置的滑竿(10)接触并带动其沿竖直方向做一次往复运动，使右边的阻挡撞块(9)升起，位于高位状态；
d.运动部件(2)继续逆时针旋转，运动撞块(3)与右边的阻挡撞块(9)接触实现限位；
e.运动部件(2)顺时针旋转，弧面撞块(4)先与右边的滑竿(10)接触，使右边的阻挡撞块(9)下降位于低位；然后弧面撞块(4)再与左边的滑竿(10)接触，使左边的阻挡撞块(9)下降位于低位，然后运动部件(2)继续顺时针旋转出L1与L2干涉区域；
f.运动部件(2)继续顺时针旋转运动直到其依次旋转经过右边固定撞块部件(5)、左边固定撞块部件(5)，实现反向运动的限位。
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