CN110005774A - 一种行程可调的自动双向运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行程可调的自动双向运动装置，包括若干自动双向运动机构和驱动装置，自动双向运动机构包括齿轮组和齿条，驱动装置分别与若干自动双向运动机构中的齿轮组配合驱动齿条往复运动；若干自动双向运动机构的齿轮组中存在不完全齿轮，或/和若干自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，使若干自动双向运动机构中齿条的行程不同。而且，在本发明的自动双向运动机构中，齿轮组与齿条交替啮合驱动齿条，从而实现带动齿条以及设置在齿条上的平台双向运动的自动进行。因此，本发明的驱动装置可以分别与自动双向运动机构中的不同齿轮组配合驱动齿条往复运动，使得自动双向运动装置能够自动进行双向运动，且具有若干不同运动行程。

Description

一种行程可调的自动双向运动装置

技术领域

本发明涉及机械装备技术领域，尤其涉及一种行程可调的自动双向运动装置。

背景技术

目前，机械装备在朝着自主化、智能化与柔性化的方向发展；其中，直线往复运动是机械装备中的基本运动形式之一，但是在现有的机械装备中，通常需要设置两套机构来分别完成单向运动，由此增加机械装备的体积与质量，或者是通过控制驱动装置的转向来改变机构运动方向，将增加机械装备控制复杂性，并带来人员在误操作上的安全隐患。此外，现有双向运动机构的运动行程一般固定不变，使得机构功能较为单一，仅能完成特定行程内的命令和动作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的至少一个缺点，提供一种可以具有若干不同运动行程且行程可调的自动双向运动装置，且仅由一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种行程可调的自动双向运动装置，包括若干自动双向运动机构和驱动装置，所述自动双向运动机构包括齿轮组和齿条，所述驱动装置分别与若干所述自动双向运动机构中的齿轮组配合驱动所述齿条往复运动；若干所述自动双向运动机构的齿轮组中存在不完全齿轮，或/和若干所述自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，使若干所述自动双向运动机构中齿条的行程不同。

本发明的有益效果是：本发明的驱动装置与所述自动双向运动机构中的不同齿轮组配合时，由于齿轮组中存在不完全齿轮，使得齿轮组存在间歇啮合，也可以使得齿条与从动齿轮组存在间歇啮合，从而使若干所述自动双向运动机构中齿条的行程不同，实现仅由一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动，满足有多种工位动作的需求；另外，若干所述自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，也可以实现使若干所述自动双向运动机构中齿条的行程不同。因此，本发明的自动双向运动机构可以具有若干不同运动行程，可以调节驱动装置与所述自动双向运动机构中的不同齿轮组配合实现调节自动双向运动机构的行程。

另外，在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。

进一步，所述自动双向运动机构的齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮组，所述主动齿轮或/和所述从动齿轮组中存在不完全齿轮；本实施例中的主动齿轮或/和从动齿轮组中存在不完全齿轮，可以使两个齿轮之间进行间歇啮合，也可以使齿轮与齿条之间进行间歇啮合，便于驱动齿条进行不同运动行程的往复运动；且有利于在不需要改变驱动装置的转动方向的情况下，实现带动齿条往复直线运动，驱动装置的旋转方向不变，可以省去改变驱动装置进行正转和反转，驱动装置运行流畅，且控制相对简单；因此，仅由本以明的一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动，满足有多种工位动作的需求，且通过机械机构便能实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能，降低了电气控制复杂性，有利于减少人员在误操作上的安全隐患，还有利于提升系统可靠性，增加装备整体的柔性化和智能化。

进一步，所述自动双向运动机构为两个，分别为双向运动机构一和双向运动机构二；所述双向运动机构一中的主动齿轮为不完全齿轮，所述双向运动机构二中的从动齿轮组中存在不完全齿轮；有利于使得双向运动机构一与双向运动机构二实现不同运动行程的往复运动。

进一步，所述双向运动机构一和所述双向运动机构二中的从动齿轮组分别包括两组从动齿轮，两组所述从动齿轮同轴连接且同步运行；所述双向运动机构二中的两组从动齿轮中，至少有一组从动齿轮为不完全齿轮；有利于在不需要改变驱动装置的转动方向的情况下，实现带动齿条往复直线运动，从而使得双向运动机构一与双向运动机构二实现不同运动行程的往复运动。

进一步，所述双向运动机构一中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面，所述双向运动机构二中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面；有利于双向运动机构一中不完全齿轮或双向运动机构二中不完全齿轮与两个齿轮间歇交替啮合。

进一步，每组所述从动齿轮为两个从动齿轮且对称设置在所述主动齿轮的两侧；当主动齿轮为完全齿轮且从动齿轮为完全齿轮时，主动齿轮带动对称设置在所述主动齿轮的两侧的从动齿轮连接转动；而当主动齿轮为不完全齿轮且从动齿轮为完全齿轮时，主动齿轮与从动齿轮间歇交替啮合且间歇带动对称设置在所述主动齿轮的两侧的从动齿轮转动。

进一步，所述双向运动机构一包括主动不完全齿轮、与所述主动不完全齿轮间歇啮合连接的从动完全齿轮组一、与所述从动完全齿轮组一同轴连接的从动完全齿轮组二、与所述从动完全齿轮组二连续啮合连接的齿条一；所述主动不完全齿轮旋转时，所述主动不完全齿轮间歇交替与所述从动完全齿轮组一啮合并带动所述从动完全齿轮组一间歇交替转动，所述从动完全齿轮组二与所述从动完全齿轮组一同角速度转动，所述齿条一与所述从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动；

所述双向运动机构二与所述双向运动机构一并列设置，所述双向运动机构二包括主动完全齿轮、与所述主动完全齿轮连续啮合连接的从动完全齿轮组三、与所述从动完全齿轮组三同轴连接的从动不完全齿轮组、与所述从动不完全齿轮组间歇啮合连接的齿条二；所述主动完全齿轮旋转时，所述从动不完全齿轮组与所述从动完全齿轮组三同角速度转动，所述齿条二与从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动；

所述驱动装置位于所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮之间，且可与所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮任意一个传动连接。

本实施例中的驱动装置可与所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮任意一个传动连接；当驱动装置与所述主动不完全齿轮传动连接时，驱动装置驱动所述主动不完全齿轮旋转，所述主动不完全齿轮间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与所述从动完全齿轮组一同角速度转动，所述齿条一与所述从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动。当驱动装置与所述主动完全齿轮传动连接时，主动完全齿轮旋转，从动不完全齿轮组与所述从动完全齿轮组三同角速度转动，所述齿条二与所述从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动；从而，齿条一往复运动的行程与齿条二往复运动的行程不同时，从而自动双向运动机构可以具有两种行程，可以调节自动双向运动机构的行程。而且，在不需要改变驱动装置的转动方向的情况下，实现带动向运动机构往复直线运动，由于驱动装置的旋转方向不变，可以省去改变驱动装置进行正转和反转，驱动装置运行流畅，且控制相对简单；仅由本实施例的一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动，满足有多种工位动作的需求，且通过机械机构便能实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能，降低了电气控制复杂性，有利于减少人员在误操作上的安全隐患，还有利于提升系统可靠性，增加装备整体的柔性化和智能化。

进一步，所述自动双向运动机构还包括：

固定架，所述驱动装置滑动安装在所述固定架上；

推杆装置，固定在所述固定架上，且与所述驱动装置连接，驱动所述驱动装置在所述固定架上移动实现与任意一个所述主动齿轮对接。

在推杆装置的作用下，驱动装置在所述固定架上移动实现与所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮任意一个对接。当使驱动装置与所述主动不完全齿轮对接时，带动所述主动不完全齿轮转动，主动不完全齿轮间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与所述从动完全齿轮组一同角速度转动，所述齿条一与所述从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动。当驱动装置与所述主动完全齿轮传动连接时，主动完全齿轮旋转，从动不完全齿轮组与所述从动完全齿轮组三同角速度转动，所述齿条二与所述从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动。

进一步，本实施例的行程可调的自动双向运动装置，还包括平台，所述平台安装在所述齿条上并在所述齿条的带动下进行双向移动。

通过在齿条上设有平台，平台安装在所述齿条上并在所述齿条的带动下进行双向移动，从而带动平台进行双向运动，平台可以具有若干不同运动行程，可以调节平台的往复运动的行程；从而平台既可作为独立的载物作业平台而进行使用，也可作为工业机器人/机械手等上装设备的安装基础平台。

附图说明

图1为本发明实施例的行程可调的自动双向运动装置的整体结构示意图；

图2为图1中的双向运动机构一的示意图；

图3为图1中的双向运动机构二的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、双向运动机构一，2、双向运动机构二，3、安装座，4、驱动装置，5、推杆装置，6、平台，7、导向支撑块，8、弹簧，10、主动不完全齿轮，11、第一从动完全齿轮一，12、第二从动完全齿轮一，13、第一从动完全齿轮二，14、第二从动完全齿轮二，15、第一齿条一，16、第二齿条一，20、主动完全齿轮，21、第一从动完全齿轮三，22、第二从动完全齿轮三，23、第一从动不完全齿轮，24、第二从动不完全齿轮，25、第一齿条二，26、第二齿条二，40、驱动电机，41、减速器，42、主动带轮，43、从动带轮，44、皮带，50、推杆，60、导轨，101、接合套一，102、缺齿区一，103、有齿区一，201、接合套二，231、缺齿区二，232、有齿区二，241、缺齿区三，242、有齿区三，431、接合轴一，432、接合轴二。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

本实施例提供的一种行程可调的自动双向运动装置，包括若干自动双向运动机构和驱动装置4，自动双向运动机构包括齿轮组和齿条，驱动装置4分别与若干自动双向运动机构中的齿轮组配合驱动齿条往复运动；若干自动双向运动机构的齿轮组中存在不完全齿轮，或/和若干自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，使若干自动双向运动机构中齿条的行程不同。

具体的，本实施例的驱动装置4与自动双向运动机构中的不同齿轮组配合时，由于齿轮组中存在不完全齿轮，使得齿轮组存在间歇啮合，也可以使得齿条与从动齿轮组存在间歇啮合，从而使若干自动双向运动机构中齿条的行程不同，此时，齿条的往复运动由齿轮组存在间歇啮合来实现，而驱动装置4的运动方向可以不变；因此，通过机械机构便能实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能，降低了电气控制复杂性，有利于减少人员在误操作上的安全隐患，还有利于提升系统可靠性，增加装备整体的柔性化和智能化。另外，仅在若干自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同的情况下，此时，而驱动装置4可以与自动双向运动机构中的传动比不同的齿轮组配合，也可以实现使若干自动双向运动机构中齿条的行程不同，齿条的往复运动由驱动装置4进行交替正反转驱动来实现；但依然仅由本实施例的一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动。再者，在自动双向运动机构中的不同齿轮组配合情况下，使若干自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，也可以实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能。总之，本实施例中的的自动双向运动机构可以具有若干不同运动行程，只设有一个调节驱动装置4，可以调节驱动装置4与自动双向运动机构中的不同齿轮组配合实现调节自动双向运动机构的行程，仅由本实施例的一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动。

本发明的一个实施例，自动双向运动机构的齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮组，主动齿轮或/和从动齿轮组中存在不完全齿轮。具体的，本实施例中的主动齿轮或/和从动齿轮组中存在不完全齿轮，可以使两个齿轮之间进行间歇啮合，也可以使齿轮与齿条之间进行间歇啮合，便于驱动齿条进行不同运动行程的往复运动。

本发明的一个实施例，自动双向运动机构为两个，分别为双向运动机构一1和双向运动机构二2；双向运动机构一1中的主动齿轮为不完全齿轮，双向运动机构二2中的从动齿轮组中存在不完全齿轮。具体的，本实施例的自动双向运动机构为两个，有利于使得双向运动机构一1与双向运动机构二2实现不同运动行程的往复运动。

本发明的一个实施例，双向运动机构一1和双向运动机构二2中的从动齿轮组分别包括两组从动齿轮，两组从动齿轮同轴连接且同步运行；双向运动机构二2中的两组从动齿轮中，至少有一组从动齿轮为不完全齿轮。具体的，本实施例中的双向运动机构一1和双向运动机构二2中的从动齿轮组分别包括两组从动齿轮，有利于使得双向运动机构一1与双向运动机构二2实现不同运动行程的往复运动。

本发明的一个实施例，双向运动机构一1中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面，双向运动机构二2中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面。具体的，本实施例中的不完全齿轮有齿区的弧面均为劣弧面，有利于双向运动机构一1中不完全齿轮或双向运动机构二2中不完全齿轮与两个齿轮间歇交替啮合。

本发明的一个实施例，每组从动齿轮为两个从动齿轮且对称设置在主动齿轮的两侧。具体的，当主动齿轮为完全齿轮且从动齿轮为完全齿轮时，主动齿轮带动对称设置在主动齿轮的两侧的从动齿轮连接转动；而当主动齿轮为不完全齿轮且从动齿轮为完全齿轮时，主动齿轮与从动齿轮间歇交替啮合且间歇带动对称设置在主动齿轮的两侧的从动齿轮转动。

本发明的一个实施例，双向运动机构一1包括主动不完全齿轮10、与主动不完全齿轮10间歇啮合连接的从动完全齿轮组一、与从动完全齿轮组一同轴连接的从动完全齿轮组二、与从动完全齿轮组二连续啮合连接的齿条一；主动不完全齿轮10旋转时，主动不完全齿轮10间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与从动完全齿轮组一同角速度转动，齿条一与从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动；

双向运动机构二2与双向运动机构一1并列设置，双向运动机构二包括主动完全齿轮20、与主动完全齿轮连续啮合连接的从动完全齿轮组三、与从动完全齿轮组三同轴连接的从动不完全齿轮组、与从动不完全齿轮组间歇啮合连接的齿条二；主动完全齿轮旋转时，从动不完全齿轮组与从动完全齿轮组三同角速度转动，齿条二与从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动；

驱动装置4位于主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20之间，且可与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20任意一个传动连接。

具体的，本实施例的自动双向运动机构还包括固定架，固定架固定设置，双向运动机构一1、双向运动机构二2和驱动装置4均安装在固定架上，固定架的形状结构可以具有多种，固定架能可靠安装固定双向运动机构一1、双向运动机构二2和驱动装置4便可(固定架未图示)。具体的，本实施例中的驱动装置4可与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20任意一个传动连接；当驱动装置4与主动不完全齿轮10传动连接时，驱动装置4驱动主动不完全齿轮20旋转，主动不完全齿轮10间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与从动完全齿轮组一同角速度转动，齿条一与从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动。当驱动装置4与主动完全齿轮20传动连接时，主动完全齿轮20旋转，从动不完全齿轮组与从动完全齿轮组三同角速度转动，齿条二与从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动；从而，齿条一往复运动的行程与齿条二往复运动的行程不同时，自动双向运动机构可以具有两种行程，可以调节自动双向运动机构的行程。另外，通过在本实施例中设有更多组与从动完全齿轮组一同轴连接的从动齿轮组，还设有更多组与从动完全齿轮组三同轴连接的从动齿轮组，并对应设有与从动齿轮组分别啮合的齿条，本实施例的自动双向运动机构可以具有更多种行程。

本发明的一个实施例，如图1、图2所示，从动完全齿轮组一包括对称设置的第一从动完全齿轮一11和第二从动完全齿轮一12，第一从动完全齿轮一11和第二从动完全齿轮一12交替与主动不完全齿轮10间歇啮合；

从动齿轮组二包括对称设置的第一从动完全齿轮二13和第二从动完全齿轮二14，第一从动完全齿轮二13与第一从动完全齿轮一11同轴连接；第二从动完全齿轮二14与第二从动完全齿轮一12同轴连接；

齿条一包括平行设置且相连接的第一齿条一15和第二齿条一16，第一齿条一15与第一从动完全齿轮二13啮合，第二齿条一16与第二从动完全齿轮二14啮合。

具体的，本实施例的主动不完全齿轮10的有齿区为有齿区一103，主动不完全齿轮10的缺齿区为缺齿区一102，缺齿区一102的弧面为优弧面，有齿区一103的弧面为劣弧面；确保主动不完全齿轮10的有齿区一103与第一从动完全齿轮一11时，有齿区一103与第二从动完全齿轮一12退出啮合；而主动不完全齿轮10的有齿区一103与第二从动完全齿轮一12时，主动不完全齿轮10的有齿区一103与第一从动完全齿轮一11退出啮合。

具体的，本实施例的主动不完全齿轮10为主动不完全齿轮10，对称设置的第一从动完全齿轮一11和第二从动完全齿轮一12与主动不完全齿轮10间歇啮合，第一从动完全齿轮二13通过连接轴与第一从动完全齿轮一11连接，第二从动完全齿轮二14通过连接轴与第二从动完全齿轮二1412连接；在驱动装置4的驱动下，主动不完全齿轮10的有齿区一103与第一从动完全齿轮一11啮合时，带动第一从动完全齿轮一11转动，第一从动完全齿轮一11转动并带动第一从动完全齿轮二13同角速度转动，从而带动第一齿条一15做直线运动，同时第二齿条一16随第一齿条一15做同向直线运动；主动不完全齿轮10旋转到缺齿区一102，主动不完全齿轮10与第一从动完全齿轮一11退出啮合，第一齿条一15和第二齿条一16停止运动；主动不完全齿轮10继续旋转，主动不完全齿轮10的有齿区一103与第二从动完全齿轮一12啮合，带动第二从动完全齿轮一12转动，第二从动完全齿轮一12转动并带动第二从动完全齿轮二14同角速度转动，从而带动第二齿条一16做反向直线运动，同时第一齿条一15随第二齿条一16做同向直线运动；当主动不完全齿轮10旋转到缺齿区，主动不完全齿轮10与第二从动完全齿轮一12退出啮合，第二齿条一16和第一齿条一15停止运动。接着，主动不完全齿轮10继续旋转，主动不完全齿轮10的有齿区一103与第一从动完全齿轮一11啮合，带动第一齿条一15做反向运动，如此循环，实现带动第一齿条一15和第二齿条一16往复直线运动。而且，能实现在不需要改变驱动装置4的转动方向的情况下，实现带动第一齿条一15和第二齿条一16往复直线运动，驱动装置4的旋转方向不变，可以省去改变驱动装置4进行正转和反转，驱动装置4运行流畅，且控制相对简单；因此，仅由本实施例的一套自动双向运动装置就可以实现若干不同运动行程的往复运动，满足有多种工位动作的需求，且通过机械机构便能实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能，降低了电气控制复杂性，有利于减少人员在误操作上的安全隐患，还有利于提升系统可靠性，增加装备整体的柔性化和智能化。

本发明的一个实施例，如图1、图2所示，从动完全齿轮组二包括对称设置的第一从动完全齿轮三21和第二从动完全齿轮三22，第一从动完全齿轮三21和第二从动完全齿轮三22与主动完全齿轮20啮合；

从动不完全齿轮组对称设置的第一从动不完全齿轮23和第二从动不完全齿轮24，第一从动不完全齿轮23与第一从动完全齿轮三21啮合；第二从动不完全齿轮24与第二从动完全齿轮三22啮合；

齿条二包括平行设置且相连接的第一齿条二25和第二齿条二26，第一齿条二25与第间歇一从动不完全齿轮23间歇啮合，第二齿条二26与第二从动不完全齿轮24啮合。

具体的，本实施例的第一从动不完全齿轮23的有齿区为有齿区二232，第一从动不完全齿轮23的缺齿区为缺齿区二231，缺齿区二231的弧面为优弧面，有齿区二232的弧面为劣弧面。第二从动不完全齿轮24的有齿区为有齿区三242，二从动不完全齿轮24的缺齿区为缺齿区三241，缺齿区三241的弧面为优弧面，有齿区三242的弧面为劣弧面。具体的，本实施例将第一从动不完全齿轮23的缺齿区二231的弧面设为优弧面，有齿区二232的弧面设为劣弧面，确保第一从动不完全齿轮23的有齿区二232与第一齿条一15啮合时，第二从动不完全齿轮24的有齿区三242与第二齿条二26退出啮合；而第二从动不完全齿轮24的有齿区三242与第二齿条一16啮合时，第一从动不完全齿轮23的有齿区三242与第二齿条二26退出啮合。

具体的，本实施例的主动完全齿轮20为主动完全齿轮20，对称设置的第一从动完全齿轮三21和第二从动完全齿轮三22与主动完全齿轮20啮合，第一从动不完全齿轮23通过连接轴与第一从动完全齿轮三21连接，第二从动不完全齿轮24通过连接轴与第二从动完全齿轮三22连接；在驱动装置4的驱动下，主动完全齿轮20转动，并带动第一从动完全齿轮三21和第二从动完全齿轮三22同时反向转动，第一从动完全齿轮三21转动并带动第一从动不完全齿轮23同角速度转动，第二从动完全齿轮三22转动并带动第二从动不完全齿轮24同角速度转动；当第一从动不完全齿轮23的有齿区一103与第一齿条二25啮合时，从而带动第一齿条二25做直线运动，同时第二齿条二26随第一齿条二25做同向直线运动；第一从动不完全齿轮23旋转到缺齿区一102，第一从动不完全齿轮23与第一齿条二25退出啮合，第一齿条二25和第二齿条二26停止运动；第一从动不完全齿轮23与第一齿条二25退出啮合后，第二从动不完全齿轮24的有齿区一103与第二齿条二26啮合，从而带动第二齿条二26做反向直线运动，同时第一齿条二25随第二齿条二26做同向直线运动；当第二从动不完全齿轮24旋转到缺齿区一102，第二从动不完全齿轮24与第二齿条二26退出啮合，第二齿条一16和第一齿条一15停止运动。接着，第一从动不完全齿轮23和第二从动不完全齿轮24继续旋转，第一从动不完全齿轮23的有齿区一103与第一从动不完全齿轮23啮合，带动第一齿条二25做反向运动，如此循环，实现带动第一齿条二25和第二齿条二26往复直线运动。而且，能实现在不需要改变驱动装置4的转动方向的情况下，实现带动第一齿条二25和第二齿条二26往复直线运动，驱动装置4的旋转方向不变，可以省去改变驱动装置4进行正转和反转，驱动装置4运行流畅，且控制相对简单。需要说明的是，本实施例中上述的“对称设置”是指以主动不完全齿轮10或主动完全齿轮20的轴线对称设置。本实施例中上述的“劣弧面”是指有弧长所对应的中心角小于180度的弧面，即不完全齿轮的有齿区占据整个齿轮的齿面的不足一半，不完全齿轮的有齿区对应的中心角的小于无齿区对应的中心角。

具体的，本实施例中的主动不完全齿轮10与主动完全齿轮20的尺寸相同的齿轮，从动完全齿轮组一与从动轮组二为尺寸、结构相同的齿轮，从动齿轮组三与从动轮组四尺寸相同的齿轮，另外，从动齿轮组三与从动轮组四的齿轮尺寸大于从动完全齿轮组一、从动轮组二的齿轮的尺寸。具体的，在本实施例能实现两种行程双向运动的前提下，上述各齿轮的尺寸可以根据需要进行设置；进一步的，本实施例中的从动完全齿轮组一与主动不完全齿轮10的啮合方式也可以为内啮合，从动完全齿轮组二与主动完全齿轮20的啮合方式也可以为内啮合。

具体的，为了进一步说明本实施的自动双向运动机构进行两种行程双向运动，以下以本实施例中的一个具体实施例进行说明：主动不完全齿轮10的有齿区101的弧长所对应的中心角略小于180度，本实施例以180度为计，则主动不完全齿轮10的有齿区一103的弧长为主动完全齿轮20的一半；而第一从动完全齿轮一11、第二从动完全齿轮一12、第一从动完全齿轮三21、第二从动完全齿轮三22的弧长均为主动完全齿轮20的一半，第一从动完全齿轮二13、第二从动完全齿轮二14与主动完全齿轮20的弧长相等，第一从动不完全齿轮23、第二从动不完全齿轮24的弧长所对应的中心角略小于180度，本实施例以180度为计，第一从动不完全齿轮23、第二从动不完全齿轮24的弧长为主动完全齿轮20的一半。

双向运动机构一1的双向运动：

以主动不完全齿轮10与第一从动完全齿轮一11开始啮合为计，主动不完全齿轮10旋转半周，则第一从动完全齿轮一11旋转一周，第一从动完全齿轮二13旋转一周，第一齿条一15和第二齿条一16移动的距离等于第一从动完全齿轮二13弧长，主动不完全齿轮10旋转一半周后，主动不完全齿轮10与第一从动完全齿轮一11退出啮合，接着，主动不完全齿轮10与第二从动完全齿轮一12啮合，主动不完全齿轮10再旋转半周，第二从动完全齿轮二14旋转一周，带动第二齿条一16反向运动，移动的距离等于第一从动完全齿轮二13弧长；由此，主动不完全齿轮10完成一整周的运动，第一齿条一15和第二齿条一16完成一次距离等于第一从动完全齿轮二13弧长的往复运动。

双向运动机构二2的双向运动：

以主动完全齿轮20与第一从动完全齿轮一1121开始啮合为计，主动完全齿轮20旋转半周，则第一从动完全齿轮三21旋转一周，带动第一从动不完全齿轮23旋转一周，而第一从动不完全齿轮23只有有齿区二232与第一齿条二25啮合，第一从动不完全齿轮23旋转的前半周与第一齿条二25啮合，第一齿条二25移动，第一齿条二25移动的距离等于第一从动完全齿轮二13弧长的一半；第一从动不完全齿轮23旋转的后半周与第一齿条二25退出啮合，同时，第二从动不完全齿轮24与第二齿条二26啮合，带动第二齿条二26反向运动，移动的距离等于第二从动不完全齿轮24弧长的一半；接着，主动完全齿轮20继续旋转，重复上述动作，由此，主动完全齿轮20完成一整周的运动，第一齿条二25和第二齿条二26完成二次距离等于第一从动完全齿轮二13弧长的一半的往复运动；相对于双向运动机构一1的双向运动，双向运动机构二2的双向运动的行程等于双向运动机构一1的双向运动行程的一半，双向运动机构二2的运动频率是双向运动机构一1的两倍。由此，上述的自动双向运动机构具有两种行程、运动频率不同的双向运动。

进一步的，可以将本实施例中的双向运动机构二2采用与双向运动机构一1相同的结构，并通过使双向运动机构一1和双向运动机构二2中的主动不完全齿轮的有齿区的弧长不同，也可以使自动双向运动机构具有两种不同的行程，双向运动机构一1与双向运动机构二2的运动频率相同；进一步的，也可以将本实施例中的双向运动机构一1采用与双向运动机构二2的相同的结构，通过使双向运动机构一1和双向运动机构二2中的从动不完全齿轮的有齿区的弧长不同，也可以使自动双向运动机构具有两种不同的行程，双向运动机构一1与双向运动机构二2的运动频率相同。进一步的，通过使双向运动机构一1和双向运动机构二2结构中的齿轮组的传动比不同，也可以使自动双向运动机构具有两种不同的行程。

本发明的一个实施例，如图1所示，自动双向运动机构还包括：

固定架，驱动装置4滑动安装在固定架上；

推杆装置5，固定在固定架上，且与驱动装置4连接，驱动驱动装置4在固定架上移动实现与任意一个主动齿轮对接。

具体的，本实施例的固定架上设有用于安装驱动装置4安装座3，安装座3滑动安装在固定架上；本实施例的驱动装置4包括驱动电机40、减速器41、主动带轮42、从动带轮43和皮带44，驱动电机40的机身固定的安装座3上，减速器41固定的安装座3上，减速器41与电机的输出轴传动连接，减速器41的输出轴上安装有主动带轮42，从动带轮43平行于主动带轮42设置在安装座3上，且从动齿轮位于主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20之间，从动带轮43与主动带轮42之间连接有皮带44。

具体的，从动带轮43与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20的转轴在同一轴线上，从动齿轮的两侧分别设有接合套一101和接合套二201，主动不完全齿轮10正对从动齿轮的一侧设有能与从动齿轮上的接合套一101适配接合的接合轴一431，主动完全齿轮20正对从动齿轮的一侧设有能与从动齿轮上的接合套二201适配接合的接合轴二432。

另外，本实施例中推杆装置5的机身固定在固定架上，推杆装置5的推杆50与安装座3连接，如图1所示，推杆50伸长时，推动安装座3前后移动，主动不完全齿轮10上接合轴一431插入从动齿轮上接合套一101内，将从动齿轮与主动不完全齿轮10接合；推杆50收缩时，拉动安装座3向前移动，主动完全齿轮20上接合轴二432插入从动齿轮上接合套二201内，将从动带轮与主动不完全齿轮10接合。

具体的，在本实施例中，在推杆装置5的作用下，驱动装置4在固定架上移动实现与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20任意一个对接。当使驱动装置4与主动不完全齿轮10对接时，带动主动不完全齿轮10转动，主动不完全齿轮10间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与从动完全齿轮组一同角速度转动，齿条一与从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动。当驱动装置4与主动完全齿轮20传动连接时，主动完全齿轮20旋转，从动不完全齿轮组与从动完全齿轮组三同角速度转动，齿条二与从动完全齿轮组三间歇交替啮合并进行往复运动。

进一步的，为了便于推杆装置5推动安装座3，可以在固定架上设有若干导向轨，将安装座3滑动安装在固定架上，便于推杆装置5推动安装座3，本实施例的推杆装置5具体采用推杆电机。另外，推动驱动装置4前后移动实现与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20任意一个对接的方式还可以为液压缸驱动等。

本发明的一个实施例，如图1至图3所示，本实施例的行程可调的自动双向运动装置还包括平台6，平台6安装在齿条60上并在齿条60的带动下进行双向移动。

具体的，本实施例通过在齿条60上设有平台6，平台6安装齿条60上并在齿条60的带动下进行双向移动，从而带动平台6进行双向运动，平台6可以具有两种行程，可以调节平台6的往复运动的行程。

本发明的一个实施例，如图2、图3所示，本实施例的自动双向运动机构还包括弹性止挡部件，安装在固定架上，平台6运动至行程极限位置后与弹性止挡部件止抵。具体的，本实施例的弹性止挡部件为弹簧8，通过在固定架上设有弹簧8，而本实施例的平台6上相对应弹簧8固定设有导向支撑块7，弹簧8固定连接在导向支撑块7朝向外侧的一端上，另外，本实施例的平台6上还对应导向支撑块7固定有与导向导向支撑块7适配滑动连接的导轨60，导向支撑块7上开设有导滑槽，导轨60适配滑动安装在导滑槽内，平台6运动至行程极限位置时，平台6与弹簧8止抵，从而弹簧8对平台6进行缓冲，平台6停止后，弹簧8具有对平台6进行反向施力的作用；更详细的，本实施例的导轨60的端部均设有限位块(未图示)，通过限位块与弹簧8止抵来对平台6进行限定。另外，平台6的限定还可以通过设有其它止挡部件来对平台6进行止挡。具体的，本实施例图示中的弹簧8设有四个，导向支撑块7设有四个，导轨60相对应设有四条。本实施例中的行程可调的自动双向运动装置设有平台6时可以作为具有不同运动行程往复运动的工作台，也可作为独立的载物作业平台而进行使用，还可作为工业机器人/机械手等上装设备的安装基础平台。

实施例二：

本实施例二在实施例一的基础上进行改进，与实施例一不同的是：本实施例中驱动装置4包括双轴电机，且双轴电机的两个输出轴分别与两个主动齿轮连接。

具体的，本实施例中的两个主动齿轮分别为主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20，双轴电机包括第一轴电机和第二轴电机，第一轴电机的输出轴与主动不完全齿轮10连接，第二轴电机的输出轴与主动完全齿轮20连接连接，通过控制实现选择性双轴电机中的第一轴电机或第二轴电机，从而带动主动不完全齿轮10转动或或第二轴电机转动。具体的，本实施例的双轴电机固定在固定架上；本实施例的第一轴电机的输出轴与主动不完全齿轮10固定连接或套接，第二轴电机的输出轴与主动完全齿轮20固定连接或套接。

具体而言，本发明的行程可调的自动双向运动装置上设有双向运动机构一1和双向运动机构二2，驱动装置4可与主动不完全齿轮10和主动完全齿轮20任意一个传动连接；当驱动装置4与主动不完全齿轮10传动连接时，驱动装置4驱动主动不完全齿轮10旋转，主动不完全齿轮10间歇交替与从动完全齿轮组一啮合并带动从动完全齿轮组一间歇交替转动，从动完全齿轮组二与从动完全齿轮组一同角速度转动，齿条一与从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动。当驱动装置4与主动完全齿轮20传动连接时，主动完全齿轮20旋转，从动不完全齿轮组与从动完全齿轮组三同角速度转动，齿条二与从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动。因此，仅由本发明的一套自动双向运动装置就可以满足有两种工位动作的需求，通过机械装置便能实现在驱动源转向不变的情况下自动进行双向运动的功能，降低了电气控制复杂性，有利于减少人员在误操作上的安全隐患，还有利于提升系统可靠性，增加装备整体的柔性化和智能化。

另外，除本实施例公开的技术方案以外，对于本发明中的驱动电机、双轴电机、不完全齿轮等可参考本技术领域的常规技术方案，而这些常规技术方案也并非本发明的重点，本发明在此不进行详细陈述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，包括若干自动双向运动机构和驱动装置，所述自动双向运动机构包括齿轮组和齿条，所述驱动装置分别与若干所述自动双向运动机构中的齿轮组配合驱动所述齿条往复运动；若干所述自动双向运动机构的齿轮组中存在不完全齿轮，或/和若干所述自动双向运动机构中的齿轮组传动比不同，使若干所述自动双向运动机构中齿条的行程不同。

2.根据权利要求1所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述自动双向运动机构的齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮组，所述主动齿轮或/和所述从动齿轮组中存在不完全齿轮。

3.根据权利要求2所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述自动双向运动机构为两个，分别为双向运动机构一和双向运动机构二；所述双向运动机构一中的主动齿轮为不完全齿轮，所述双向运动机构二中的从动齿轮组中存在不完全齿轮。

4.根据权利要求3所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述双向运动机构一和所述双向运动机构二中的从动齿轮组分别包括两组从动齿轮，两组所述从动齿轮同轴连接且同步运行；所述双向运动机构二中的两组从动齿轮中，至少有一组从动齿轮为不完全齿轮。

5.根据权利要求3或4所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述双向运动机构一中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面，所述双向运动机构二中不完全齿轮有齿区的弧面为劣弧面。

6.根据权利要求4所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，每组所述从动齿轮为两个从动齿轮且对称设置在所述主动齿轮的两侧。

7.根据权利要求3所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述双向运动机构一包括主动不完全齿轮、与所述主动不完全齿轮间歇啮合连接的从动完全齿轮组一、与所述从动完全齿轮组一同轴连接的从动完全齿轮组二、与所述从动完全齿轮组二连续啮合连接的齿条一；所述主动不完全齿轮旋转时，所述主动不完全齿轮间歇交替与所述从动完全齿轮组一啮合并带动所述从动完全齿轮组一间歇交替转动，所述从动完全齿轮组二与所述从动完全齿轮组一同角速度转动，所述齿条一与所述从动完全齿轮组二间歇交替啮合并进行往复运动；

所述双向运动机构二与所述双向运动机构一并列设置，所述双向运动机构二包括主动完全齿轮、与所述主动完全齿轮连续啮合连接的从动完全齿轮组三、与所述从动完全齿轮组三同轴连接的从动不完全齿轮组、与所述从动不完全齿轮组间歇啮合连接的齿条二；所述主动完全齿轮旋转时，所述从动不完全齿轮组与所述从动完全齿轮组三同角速度转动，所述齿条二与从动不完全齿轮组间歇交替啮合并进行往复运动；

所述驱动装置位于所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮之间，且可与所述主动不完全齿轮和所述主动完全齿轮任意一个传动连接。

8.根据权利要求3所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述驱动装置包括双轴电机，且所述双轴电机的两个输出轴分别与两个所述主动齿轮连接。

9.根据权利要求1所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，所述自动双向运动机构还包括：

固定架，所述驱动装置滑动安装在所述固定架上；

推杆装置，固定在所述固定架上，且与所述驱动装置连接，驱动所述驱动装置在所述固定架上移动实现与任意一个所述主动齿轮对接。

10.根据权利要求1至4、6至9任一项所述一种行程可调的自动双向运动装置，其特征在于，还包括：

平台，所述平台安装在所述齿条上并在所述齿条的带动下进行双向移动。