CN1111734A

CN1111734A - 凸轮装置

Info

Publication number: CN1111734A
Application number: CN94120103A
Authority: CN
Inventors: 植村康弘
Original assignee: Mitsuhashi Corp
Current assignee: Mitsuhashi Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1995-11-15
Also published as: CA2134007A1; EP0657664A1; KR950014632A; AU7776094A

Abstract

本发明提供了一种凸轮装置1，在该装置中，在作为驱动件的一个工作缸4的启动区内或在接触停止时，可使得一个作为从动件的可转动的转动架2相遇一滑板8的平坦部分10。

Description

本发明涉及一种凸轮装置，更具体地说，涉及一种能够把工作缸的活塞的伸缩运动转换成转动架（turret）的回转运动的凸轮装置。

无需举出一个象图37所示的那样的例子，事实上，人们已经提出了各种类型的、利用既作为驱动件又作为往复式发动机的工作缸a的活塞c的伸长运动实现作为从动件的旋转杆b的回转运动的机构。

然而，正如我们从表示活塞的运动特性的曲线图-图38所看到的那样，工作缸a在活塞c的一个均匀加速区域内是逐渐启动的（以下将把这一区域称作“启动区”，因为活塞是在这一区域内启动的。这一区域也可以称作“加速区”，因为在启动区内活塞c是加速的），此后，在一个预定的区域内经历匀速运动（以下将把这个区域称作“匀速区”），而以某一速度运动的时候撞到缸体上，以致最终停止。为了说明时方便起见，活塞与缸体相碰并停止的那个时间将被称作“在接触停止时”（upon stoppage）。因此，在启动区内和在接触停止时，会引起震动和冲击，这样，已有技术所产生的问题是，从动件在其旋转开始和结束的时候不能平滑地旋转运动。

因此，本发明旨在解决上述问题，本发明的目的是提供一种凸轮装置，这种凸轮装置能够把稳定的旋转恒定地施加到做为从动件的转动架上，并且，不借助于复杂的控制就能够把往复运动转换成回转运动。

根据本发明的凸轮装置包括一个作为从动件的可旋转的转动架;一个作为操纵件的用以把动力施加给转动架的往复式发动机;以及一个与往复式发动机的活塞相连的、用以把活塞的伸缩运动转换成转动架的回转运动并能够与活塞一起相对于转动架移动的滑动板。该滑板被制造成：在滑板运动方向上，对应的两端部具有平坦部分，而在中部具有一加工成山-谷形状的凸轮部分。转动架具有若干个布置在转动架的圆周周边上并与滑板相接触的辊子，以使辊子随着滑板的移动而滚动。当滑板的平坦部分因活塞的伸缩运动而处于同转动架相遇的位置时，这些辊子阻止转动架的转动，而当滑板的凸轮部分由于活塞的伸缩运动而移动到一个该凸轮部分同转动架上的辊子相接触的位置时，这些辊子与滑板的运动或行进（procession）以及凸轮部分的山-谷形状相协同下的转动促使转动架以与活塞的伸缩运动相符合的旋转方向转动，并在往复式发动机的启动区内或在接触停止时，转动架与滑板的平坦部分相遇。

因此，根据本发明的凸轮装置，当转动架处在滑板的平坦部分上并在活塞的启动区或接触停止时与该平坦部分相面对时，由上述的多个辊子阻止转动架转动，因此，即便转动架遭受到在启动范围内或在接触停止时所产生的冲击，转动架的转动也决不会受到冲击的影响，这是因为在平坦部分，转动架本来就没有转动。

图1是表示凸轮装置的整体的透视图。

图2是表示凸轮装置的整体的侧视图。

图3是表示凸轮装置的从图2的箭头Ⅲ方向上看去的一个视图。

图4是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位1的状态。

图5是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位2的状态。

图6是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位3的状态。

图7是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位4的状态。

图8是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位5的状态。

图9是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位6的状态。

图10是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位7的状态。

图11是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位8的状态。

图12是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位9的状态。

图13是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位10的状态。

图14是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位11的状态。

图15是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位12的状态。

图16是说明运转情况的示意图，表示活塞的行进导致滑板使转动架转动的一个状态，图中示出了转动架的旋转相位13的状态。

图17是曲线图，它表示由转动架所描绘的或者绘制的旋转运动曲线呈现一种变形的正弦曲线，这种形状的曲线取决于凸轮部分的形状。

图18是表示气缸的动作的回路图。

图19是一幅表示根据一个特定的例子的活塞的运动特性的曲线图。

图20是用来解释确定本发明的凸轮装置的凸轮部分的形状的xy坐标系以及一根原点线的示意图。

图21是表示当六个辊子以相等的角度间隔布置时，确定辊子的中心轨迹的一个例子的向量图。

图22是八个辊子以相等的角度间隔布置的情况下的一个例子的示意图。

图23是用来解释由辊子的中心轨迹确定凸轮的轮廓线的例子的示意图。

图24是用来解释由表示凸轮轮廓线的向量图直接确定凸轮轮廓线的一个例子的示意图。

图25是表示转动架的转位角是45°的情况的示意图。

图26是表示转动架的转位角是60°的情况的示意图。

图27是表示转动架的转位角是90°的情况的示意图。

图28是表示转动架的转位角是135°的情况的示意图。

图29是表示转动架的转位角是180°的情况的示意图。

图30是表示转动架的转位角是225°的情况的示意图。

图31是表示转动架的转位角是240°的情况的示意图。

图32是表示转动架的转位角是270°的情况的示意图。

图33是表示转动架的转位角是300°的情况的示意图。

图34是表示转动架的转位角是315°的情况的示意图。

图35是表示转动架的转位角是360°的情况的示意图。

图36是表示凸轮部分的山-谷形状导致转动架描绘的一个旋转运动曲线的曲线图，该曲线是一个变形的匀速曲线。

图37是一个用来解释现有技术的示意图。

图38是一个表示普通活塞的运动特性的曲线图。

（实施例1）

正如从图1～3所看到的那样，凸轮装置1具有一个作为从动件的、能够顺时针或逆时针转动的转动架2（以下，把顺时针或逆时针旋转动作简称为“转动”）;一个作为操纵装置的、用以使转动架2转动的、呈往复式发动机形式的工作缸4;以及，一个起直线动动凸轮的作用的、与工作缸4的活塞6相连的、可把活塞6的伸缩运动转换成转动架2的旋转运动并与活塞6一起相对转动架2而移动的滑板8。这些构件均安装在一个未示出的支座上。

如图2所示，滑板8是一个滑动件，其被制造成：在滑动件的运动方向（即纵向）上的相对应的两端部具有平坦部分10，10，而在其中部则具有一个凸轮部分12。滑板8沿着支座的导轨（未示出）移动，以便随着活塞6的伸缩运动而在一个由活塞6的行程长度所限定的预定范围内进行直线型往复运动，因此，转动架2能够被直线型往复运动所转动。

通过下面的说明，有关转动架2是如何相对于滑板8转动的具体细节将逐步明朗。

尤其是参见图1和图3，滑板8具有两个相互平行布置的、沿着滑板的运动方向延伸的平板凸轮14f和14b。两个平板凸轮14f和14b相互之间隔开一定的距离，这一距离稍稍大于下面将要描述的转动架2的转动盘的厚度。正如从图2中垂直于纸面的方向所看到的那样，平板凸轮14f和14b分别相当于前面的一个和后面的一个。在图3～图16中，平板凸轮14f和14b分别用实线和虚线描绘。

正如在图2的平面图上所看到的那样，由于平板凸轮14f和14b实质上相对于一根线而对称，因此，将只描述一个平板凸轮14f。

平板凸轮14f被制成：在该平板凸轮的纵向的相对应的两端部具有平坦区16，16，而在其中部则具有一个山-谷状的区17。平板凸轮14f和14b被共同用来在它们的平坦区16，16和16，16时实现上述的平坦部分10，10的功能，而在它们的山-谷状区域17和17时实现上述的凸轮部分12的功能。在滑板8的纵向，凸轮部分12所占的那一段长度被称作凸轮配给长度X_h，这一凸轮配给长度X_h实质上相应于工作缸4的匀速区（已经在现有技术的说明中作了描述）。

如图1-3所示，山-谷状区域17具有一条脊线，该脊线由第一弧形部分17₁，第二弧形部分17₂和第三弧形部分17₃组成，第一弧形部分17₁呈向下凸的弧形形状，其与左侧平坦区16接续并从该平坦区16升起;第二弧形部分17₂呈向上凸的弧形形状，其与第一弧形部分17₁接续并且相当于所谓的正弦曲线的1/4一段;第三弧形部分17₃呈一逐渐向下凸的弧形形状。其与第二弧形部分17₂连续，并处于低于右侧平坦区16的位置，其尾端连续不断地终止于右侧平坦区16。从整体上看，这条脊线实际上呈一波浪状。

如上所述，由于山-谷状区域17呈一波浪状，因此，当具有平板凸轮14f和14b（如前所述，这两个平板凸轮按直线对称的形式制造）的滑板8被工作缸4直线地往复驱动时，后面将要描述的转动架2的从动辊22₁、22₂……如此地换位，以致于顺序地交替地补位，结果是，转动架2能够在与滑板8的直线型往复运动相符合的方向上转动。更具体地说，从图2看来，当活塞6伸长且滑板8从右边移向左边时，则转动架2顺时针转动，反之，当活塞6缩回且滑板8从左向右移动时，则使已经顺时针转动过的转动架2逆时针转动。

正如从图1和图3所看到的那样，转动架2基本上由一个转动盘20和若干个辊子22₁、22₂……所组成，这些辊子沿着转动盘20的圆周边缘交替地分设在转动盘20的前表面20a和后表面20b上，与滑板8的平坦部分10，10和凸轮部分12相接触，且根据滑板8的直线性往复运动而滚动（如图所示，在本实施例中，在转动盘20的前表面20a和后表面20b上各设置了三个辊子，总共是六个辊子）。

在这一实施例1中，由于代表着从动件的转动架2示范性地能在120°的范围内转动，因此，辊子22的数量为6个，而滑板8的凸轮部分12的山-谷状区域17内的山-谷数为2。然而，在使得转动架2在不同于上述角度范围内转动的情况下，辊子22的数量以及山-谷状区域17内的山-谷的数量要改变，以适应该转动范围。以下将把表示转动范围的角度-如上述的120°-称作“转位角度”。

一根旋转轴24安装于转动盘20的中心处，而且通过轴承可转动地安装在支架上（未示出）。

如图1～3所示，辊子22₁、22₂……当中，在前表面20a上的各个辊子22₁、22₃和22₅（图中用实线所绘制的）可转动地安装在沿着转动盘20的周边以120°的角度间隔布置的中心辊26₁、26₃和26₅（图中用实线所画的）上，而在后表面20b上的各个辊子22₂、22₄、22₆（图中用虚线所画的）沿着转动盘20的周缘以120°的角度间隔布置，以便分别介于在前表面20a上的辊子22₁和22₃、辊子22₃和22₅及辊子22₅和22₁之间，辊子22₂、22₄和22₆分别安装在中心轴26₂、26₄和26₆（图中用虚线所画的）上，这几根轴与轴26₁、26₃和26₅的相位差为60°。

因此，正如从图1～16所看到的那样，当从平面图上看去时，在转动架2的前表面20a和后表面20b上的各个辊子22₁、22₂……看上去好象是沿着转动盘20的周缘以60°的角度间隔布置的。

当活塞6的伸缩运动使得滑板8的平坦部分10，10处在与转动架2相遇的位置上时，辊子22₁、22₂……当中的一部分，亦即，辊子22₁和22₂或者辊子22₃和22₄协同地、抑制地动作，以便阻止转动架2转动，但当活塞6的伸缩运动使得滑板8的凸轮部分12行进到该凸轮部分12与转动架2上的任意一个辊子22相接触的位置时，滑板8的行进、凸轮部分12的山-谷形状以及辊子22的旋转相互协作，以便使转动架2在与活塞6的伸缩运动相一致的转动方向上转动。上述的若干个辊子22₁、22₂……的半径都是彼此相等的。

就工作缸4而论，活塞6在一缸体28内部往复运动。如图18所示，活塞6具有一个活塞头6a和一个活塞杆6b。活塞杆6b的末端6b′用合适的固定装置固定到滑板8的一个纵向端，因此，把活塞6和滑板8结为一体。再者，如图18所示，活塞6是通过一个速度控制阀30和一个开关阀32而往复运动的。图18中其余的标号的意义将在下面描述。

然后，在象上面那样的构造的凸轮装置1中，转动架2按照下列相位1-13的次序转动（见图4-16）。相位1-13发生在活塞6的向前行程（在图4-16中从右向左移动）内，而向后行程内的相位就是相位1-13的简单颠倒，因此，将不再叙述。

（相位1：见图4）

由于活塞6缩回且自身没有移动，因此，转动架2也不运动。仅辊子22₁和22₂与左边的平坦部分10相接触。

（相位2：见图5）

当活塞6稍微伸长且滑板8根据活塞的伸长量而从右向左推进时，转动架2的辊子22₁和22₂在左边的平坦部分10上滚动，在保证转动盘20不转动的同时，使得转动架2接近凸轮部分12。在这种移动或行进情况下，辊子22₁和辊子22₂分别处于为方便起见而假定的通过转动架2的中心的一条假想竖直线27的左侧和右侧，因此，防止转动盘20顺时针和逆时针移动，进而阻止转动架2转动。因此，在左边的平坦部分10上，滑板8的直线型运动仅仅使辊子22₁和22₂转动，因此，转动架2的转动盘20不转动而是停顿。所设计的这种停顿状态与活塞6以均匀的加速度逐渐开始运动的那个“启动区”相对应（关于启动区，在现有技术的说明中已经作了描述）。停顿状态可以调整，以符合工作缸4的负载特性。

在相位2的情况下，滑板8的进程、转动架2的转动角度以及所需要的时间（这几个参数都是取消量纲的或者是无量纲的）均表现为零。然后，至于滑板8在各个相位的进程和转动架2在各个相位的转动角度以及在各个相位里转动架达到必需的转动角度所需的时间，它们的数值将在每一个相关相位的说明的最后计算。量纲的取消意味着这是一个无单位的表示体系，在此体系中，滑板8的进程、转动架2的转动角度（最大转动角度等于120°）和这一转动角度所需的时间当中的每一个的最大值均设定为1。

当通过启动区域之后，活塞6匀速移动（在对现有技术的说明中，已经对匀速运动作了描述）。以该速度运动着的活塞6与工作缸体28的一个端面28a（见图18）相碰并停止。在下面将要描述的相位3-13中，活塞6在匀速区内运动。

（相位3：见图6）

随着活塞6的进一步伸长，正与左侧的平坦部分10接触的辊子22₁和22₂逐渐开始与凸轮部分12接触，因此，辊子22₁接触平板凸轮14f的山-谷状区域17的第一弧形区17₁，以便开始上爬，与此同时，辊子22₂接触平板凸轮14b的山-谷状区域17的第三弧形区17₃，以便开始下降。

进程…0.1，转动角度…0.011，所需时间…0.1

（相位4：见图7）

辊子22₁正上爬凸轮14f的第一弧形区17₁，辊子22₂走下平板凸轮14b的第三弧形区17₃。另一方面辊子22₃正准备走下平板凸轮14f的第二弧形区17₂。

进程…0.2，转动角度…0.068，所需时间…0.2

（相位5：见图8）

辊子22₁仍然在爬平板凸轮14f的第一弧形区17₁的路途中，而辊子22₂即将完成走下平板凸轮14b的第三弧形区17₃的动作。辊子22₃正在走下凸轮14f的第二弧形区17₂的途中。

进程…0.3，转动角度…0.178，所需时间…0.3

（相位6：见图9）

辊子22₁即将完成爬凸轮14f的第一弧形区17₁的工作，而辊子22₂开始爬平板凸轮14b的第三弧形区17₂。辊子22₃仍然在从凸轮14f的第二弧形区17₂走下来的途中。

进程…0.4，转动角度…0.328，所需时间…0.4

（相位7：见图10）

辊子22₁完成了爬凸轮14f的第一弧形区17₁的工作，而辊子22₂正在爬平板凸轮14b的第二弧形区17₂的途中。辊子22₃仍然在从凸轮14f的第二弧形区17₂走下来的途中。

进程…0.5，转动角度…0.5，所需时间…0.5

（相位8：见图11）

辊子22₂在爬平板凸轮14b的第二弧形区17₂的途中，而辊子22₃已经完成了从平板凸轮14f的第二弧形区17₂走下来的工作。此时，辊子22₄正准备走下平板凸轮14b的第一弧形区17₁。

进程…0.6，转动角度…0.672，所需时间…0.6

（相位9：见图12）

辊子22₂仍然在上爬平板凸轮14b的第二弧形区17₂的途中，而辊子22₃正准备爬平板凸轮14f的第三弧形区17₃。与此同时，辊子22₄在从平板凸轮14b的第一弧形区17₁走下来的途中。

进程…0.7，转动角度…0.822，所需时间…0.7

（相位10：见图13）

辊子22₂即将完成爬平板凸轮14b的第二弧形区17₂的工作，而辊子22₃正在爬平板凸轮14f的第三弧形区17₃的途中。另一方面，辊子22₄正在从平板凸轮14b的第一弧形区17₁走下来的工作。

进程…0.8，转动角度…0.932，所需时间…0.8

（相位11：见图14）

辊子22₃即将完成爬平板凸轮14f的第三弧形区17₃的工作，而辊子22₄即将完成从平板凸轮14b的第一弧形区17₁走下来的工作。

进程…0.9，转动角度…0.989，所需时间…0.9

（相位12：见图15）

活塞6马上就要完成伸长动作。随着滑板8根据活塞6在结束其伸长动作之前所提供的少量伸长而从右向左的推进，转动架2的辊子22₃和22₄临近右边的平坦部分10，而且，当辊子22₁在轴24上方接触到为了叙述方便起见而假定的那条假想竖直线27时，转动盘20停止转动。

进程…1.0，转动角度…1.0，所需时间…1.0

（相位13：见图16）

在相位12的末尾和相位13的末尾之间的一段时间内，随着滑板8根据活塞6在结束其伸长动作之前所提供的伸长而从右向左的推进，转动架2的辊子22₃和22₄在右边的平坦部分10上滚动，因此，在保持转动盘20不转动的同时，转动架2离开凸轮部分12，最终，活塞6结束伸长动作。虽然没有说明，在活塞6结束伸长动作及转动架2的行进停止之前，以一速度移动着的活塞6与缸体28的端面28a相碰，而且，在活塞6最终停止前，由于碰撞所产生的斥力的作用，活塞6会稍稍退回一点（关于停止，在现有技术的说明中已经作了描述）。直到这一停止状态之前，活塞的移动仅使得辊子22₃和22₄在右边的平坦部分10上滚动。此时，转动盘20不转动，从而使转动架2停止。

如上所述，在从相位1的启动开始和在相位3的启动结束的状态下，辊子22₁和22₂支承在左边的平坦部分10上，而在从相位12的终了开始和在相位13的终了结束的状态下，辊子22₃和22₄支承在右边的平坦部分10上，因此，阻止转动架2在顺时针和逆时针两个方向上转动，并使之停顿。换句话说，在工作缸4的接触停止期内，转动架2与滑板8的平坦部分10相接触。

因此，在这种状态下，即便当工作缸4动作而稍微伸长时，只要辊子22₁、22₂和辊子22₃、22₄支承在左边的和右边的平坦部分10，10上，转动架2就不转动，而保持停顿状态。

因为转位角是120°，所以，辊子22₅和22₆即不同滑板8的平坦部分16接触，也不同滑板8的山-谷状区域17接触。但在后面要描述的其它一些实施例中，根据所用的转位角的值的大小，这些辊子要同平坦部分16和区域17产生接触。

通过上述的相位1-13，转动架2描绘或描画了一条旋转运动曲线，如图17所示，这是一条凸轮曲线（纵坐标代表角加速度，横坐标代表时间）。这里的凸轮曲线并不表示凸轮的形状，而是确定由凸轮（根据本实施例，为凸轮部分12）所驱动的从动件（在本实施例中，是转动架2）的运动曲线。在图17中，称作停顿（dwell）的那些部分分别对应于在相位1的起始时间点和相位3的起始时间点之间的间隔以及在相位12的结束时间点和相位13的结束时间点之间的间隔，而其它相位则对应除图17中停顿部分之外的其它间隔。正如从图17中看到的那样，转动架2的旋转运动曲线在其相对两端具有停顿部分，凸轮部分12使得转动架2描绘了一条介于两个停顿部分之间的运动曲线。因此，这种形式的凸轮曲线将称作双停顿运动的凸轮曲线。由于该双停顿运动的凸轮曲线的形态类似于变形的正弦曲线，所以，这种双停顿运动的凸轮曲线将特别地叫作变形正弦曲线。

在凸轮装置1中，以下面描述的方式促使转动架2在工作缸4的启动区或者接触停止区内同滑板8的平坦部分10，10相遇。

（加速区）

工作缸4的加速区（在该区域内，转动架2相遇滑板8的平坦部分10）是由一个移动距离（L）确定的，移动距离包括作为因数的活塞6的平衡运行速度（v）和活塞6的加速时间（t）。

用下列方程式确定活塞6的平衡运行速度（v），加速时间（t）和移动距离（L）：

v = 1.91 (S_{2} / A_{2}) \cdot 10^{4} \sqrt{273 / Te} - - - (1)

t = 6.59 \sqrt{WL / (A_{1} P_{1} - R)} \cdot 10^{- 2} - - - (2)

l = 0.5 vt - - - (3)

然而，当活塞杆6b能够随着该活塞杆的全体伸长（full expansion）而立即走出缸体28时，使用上面的方程式;当活塞杆6b缩回并立即缩进缸体28的内部时，上面的方程式（1）和（2）转换成下面的方程式（1′）和（2′）：

v = 1.91 (S_{2} / A_{2}) \cdot 10^{4} \sqrt{273 / Te} - - - (1^{'})

t = 6.59 \sqrt{WL / (A_{2} P_{2} - R)} \cdot 10^{- 2} - - - (2^{'})

在上述方程式中，因数如下：

S₁：在工作缸4的操作回路中所用的速度控制阀的进口侧的总的有效面积（当活塞杆6b退回并立即缩进缸体28的内部时使用之）

S₂：工作缸4的操作回路中所用的速度控制阀的出口侧的总的有效面积（当活塞杆6b能够随着活塞杆6b的全体伸长而立即走出缸体28时使用它）

A₁：工作缸4的活塞6的进口侧的横截面积

A₂：工作缸4的活塞6的出口侧的横截面积

Te：绝对温度

W：安装在活塞末端的物体的重量

L：安装在活塞末端的物体的移动行程

P₁：在工作缸4的进口侧的内压力

P₂：在工作缸4的出口侧的内压力

R：工作缸4上的负载。

上述方程式将参照一具体的例子予以解释。

在下列条件下确定在加速区里活塞6移动的距离（L）：一个重为10kg的操作物体（w）移动的行程（L）为20cm，假定所供应的空气压力是6kg/cm²，活塞杆6b完全伸长并能够走出缸体28，且S₂，A₂，Te，A₁，P₁及R的值如下：

S₂＝0.03cm²

A₂＝16.5cm²

Te＝293°K（20℃的室温）

A₁＝19.6cm²

P₁＝6kg/cm²+1.033kg/cm²＝7.033kg/cm²

R＝2kg

首先，用方程式（1）确定平衡运行速度（v）：

v = 1.91 (S_{2} / A_{2}) \cdot 10^{4} \sqrt{273 / Te}

= 1.91 (0.03 / 16.5) \cdot 10^{4} \sqrt{273 / Te}

=33.5cm/秒

其次，用方程式（2）确定活塞的加速时间（t）：

t = 6.59 \sqrt{WL / (A_{1} P_{1} - R)} \cdot 1 0^{- 1}

= 6.59 \sqrt{(10 \times 20) / (19.6 \times 7.033 - 2)}

\cdot

10^{- 2}

因此，根据方程式（3）能够确定活塞6的移动距离（L）为：

L＝0.5vt

＝0.5×33.5×0.08

＝1.34cm

然后，通过方程式

a＝v/t …（4）

所确定的加速度（a）为：

a＝（33.5/0.08）/980

＝0.43g

从上可以看出，当活塞6以0.43g的加速度移动1.34cm的距离时，就可达到33.5cm/秒的平衡运行速度。因此，必须设置一个长度至少为1.34cm的平坦部分10，以便与该加速区相一致。在接触停止期间，当活塞行进致使转动架2相遇滑板8的平坦部分10时，可以为转动架2预先设定一个很小的量，这个量就是在以上述平衡运行速度移动着的活塞6与缸体28相撞之后，由于缸体28的排斥所导致的活塞6的退回量。然而，由于这个很小的量通常只是活塞6所拥有的移动距离（l）的十分之一，因此，如果把滑板8的两个平坦部分10，10都设定到超过由方程式（3）所确定的范围的一个值，那么，就不会碰到问题。

（匀加速区）

物体以匀加速运动或匀速运动的距离（L）由下面方程式确定：

L＝0.5vt₁+vt₂…（5）

式中t₁表示匀加速运动持续的时间，t₂表示匀速运动持续的时间。通过解方程式（5）而求t₂，结果是：

t₂＝（L/v）-0.5t₁…（6）

这里的t₁相当于已经按照方程式（2）确定了的t（＝0.08秒）。

在方程式（6）中，v相当于上述的平衡运行速度，其值按照方程式（1）已确定为v＝33.5cm/秒，就达到20cm的行程来说，通过把这些数值代入方程式（6），即可获得

t₂＝（20/33.5）-0.5×0.08

＝0.56秒。

此外，通过从20cm中减去活塞6在加速区内以0.43g的加速度所移动的距离1.34cm，则可求得一个18.66cm的距离，这个距离就是活塞6在匀速区内移动的距离。

通过上面所述，根据这一具体例子，活塞6表现的运动特性如图19所示。

因此，根据实施例1的凸轮装置，在工作缸4的启动区（加速区）或在接触停止时，当辊子22₁，22₂……当中的两个辊子22₁，22₂或22₃，22₄支承在滑板8的相对应的两端中任意一端的平坦部分10上时，这两个辊子22₁，22₂或22₃，22₄阻止转动架2转动。因此，在启动区内或在接触停止时，即便转动架2接收到了由工作缸4产生的冲击，转动架2的转动也决不会受到冲击的影响，这是因为在平坦部分10，转动架2根本就没有转动之缘故。因此，无需复杂的控制就能够使代表从动件的转动架2恒定地稳定地转动。

工作缸4的启动区（在此区域内，转动架2与滑板8的平坦部分10相遇）是由活塞6的移动距离（l）确定的，而且能够与作为移动距离（l）的因数的平衡运行速度（v）和加速时间（t）一道，利用下列方程式方便地确定：

v＝1.91（S₂/A₂）·10⁴

t＝6.59

\sqrt{WL (A_{1} P_{1} - R)}

·10^－2

l＝0.5vt

因此，平坦部分10的长度能够很容易地转换出来。平坦部分不影响作为从动件的转动架2的转动，即便作为操纵装置的工作缸4的活塞6在启动区内移动或在接触停止时也是如此。上面已经描述的例子是针对活塞杆6b伸长并能够离开缸体28这种情况的，但是，在活塞杆6b收缩并立即退到缸体28内的情况下，就应使用前面描述过的方程式（1′）和（2′），能够轻易地获得类似的作用和效果。

先前描述的凸轮装置1的凸轮部分12的轮廓可以通过下述的方法计算。

首先，如图20所示，只有转动架2处在一个假想的xy坐标系的理想的位置，这个坐标系的xy平面平行于转动架2的旋转平面，这个理想的位置称作转动架2的初始位置。一根经过转动架2的中心Oc且平行于x轴的假想线被称作原线L_B

原线L_B作为一个基准，用以表明连接各个辊子22₁，22₂……22₆的位置-亦即各个辊子22₁，22₂……22₆的中心位置A₁，A₂……A₆-与转动架2的中心Oc的那些连线（为了说明时方便起见，这些连线称作从动半径b）相对于原线L_B是什么角。与基准原线L_B的逆时针夹角称作“正角”，与基准原线L_B的顺时针夹角将称作“负角”。因此，在本实施例中，当把转动架2放在初始位置时，辊子22₁和22₂处在形成负角的位置，辊子22₃和22₆正好处在原线L_B上，而辊子22₄和22₅则处在形成正角的位置。

然后，辊子22₁，22₂，……22₆各自的从动半径b相对于原线L_B所成的角τ_p1，τ_p2……τ_p6由方程式（7）表示：

τ_p＝τ_o-τ_hS …（7）

式中，τ_o＝τ_h（Gn-3）Gm，τ_h＝2π/n，Gn＝1，2，……，Gm+2，Gm＝Nr/n。

上述因数如下：

τ_o：当把转动架2放在初始位置时，各个从动半径b和原线L_B之间的夹角的通项。由于各个辊子的角度是各不相同的，因此，对于辊子22₁，22₂，……22₆来说，通项τ_o表示为τ₀₁，τ₀₂，……τ₀₆（在图20中，只标出了与滑板8有关系的τ₀₁～τ₀₄，这些下面将叙述）。

τ_h：转动架2的转位角（在本实施例中是120°）。

S：取消了量纲的凸轮曲线（无量纲时间T的一个函数，它由S＝S（T）给出，其中，T和S为0≤T≤1，0≤S≤1。因此，S＝0适用于T＝0，S＝1适用于T＝1）

n：等分数（由360°/τ_h所表示的数，在本实施例中，τ_h是120°，因此，等分数是3）。

Nr：辊子的总数（安装在转动架上的辊子的数量。在本实施例中，转劫盘20的前、后表面20a和20b上各有三个，总共为六个）。

Gm：辊子倍数（由Nr/n所表示的一个数。在本实施例中，由于Nr是6，n是3，所以，Gm是2）

Gn：分配给辊子22₁，22₂……22₆当中对滑动板8有影响的四个辊子22₁-22₄的数（在本实施例中，六个辊子分别由标号22₁，22₂……22₆表示，而Gn数字表示给标号22作下标的小的数字1-4）

其次，将参考图21，以辊子22₁为例对用以确定辊子中心的向量图加以说明。

由于转动架2处在xy坐标内，所以，与辊子中心A₁的实际位移（这种位移是因为转动架2被滑板8的运动或行进推动所引起的）相对应的假想的移动了位置可以看作是位置A₁′，位置A₁′是在xy坐标中把初始位置A₁转一角度τ所得到的。

然而，事实上，转动架2是安装在凸轮装置1上的，如前所述，它只能相对于未示出的支架转动，而且，转动架2是因滑板8的直线型往复运动而转动的，因此，并不处在xy坐标系内的滑板8的实际进程x必须予以考虑。这个x可以用等式（8）表示：

x＝x_hT …（8）

其中，滑板8的移动或行进方向（示即滑板8的伸长方向）是在-X方向，各个因数如下：

x_h：凸轮配给长度

T：无量纲的时间（没有单位），（T＝t/t_h

t：滑板8移动完进程x实际需要的时间（秒）

t_h：滑板8移动经过凸轮转位（indexing）长度x实际需要的时间（秒）

还假定，在无量纲时间T＝0时，辊子22的相对于坐标原点的中心坐标是（x₀，y₀）。

如上所述，转动架2因滑板8的直线运动而移动，必须说明的是，预先假定只允许转动架2转动而不允许它在滑板8的行进方向上进行直线运动。因此，必须考虑到，根据辊子中心从A₁到A₁′的位移，（如图21所示）把转动架2直截了当地向右移动一个相当于滑板8的进程的距离x。换句话说，一旦移动到A₁′，辊子中心A₁就平移到A₁″。通过在T＝0和T＝1之间的范围内重复这种操作，则以T＝0为开始的辊子中心的轨迹就可以确定。

在XY坐标的原点为0且矢量用符号“→[ ]”表示的情况下，表示A₁″点的矢量-亦即，→[OA₁″]用方程式（9）表示。

→[P₄]＝→[C₁]+→[B₂]+→[L₃] …（9）

方程式（9）中各因数意义如下：

→[C₁]：表示转动架2的中心位置的一个已知的矢量，该矢量用方程式（10）表示：

→[C₁]＝c₁e^jξ＝c₁（cosξ+jsinξ） …（10）

→[L₃]：滑板8在X方向上的一个移动量，其用方程式（11）表示：

→[L₃]＝x（一个在真正的轴线方向上拥有尺寸x的矢量） …（11）

→[B₂]：通过把表示辊子中心A₁在T＝0时的矢量B₂₀（＝→[OCA]＝b₂e^jτo）顺时针转一个角度τ所得出的一个矢量，其用方程式（12）表示。

→[B₂]＝→[B₂₀]e^-jτ

＝b₂e^-jτoe^-jτ

＝b₂e^j(τo-τ)

＝b₂{cos（τ₀-τ）+jsin（τ₀-τ）} …（12）。

上述数字式b₂e^jτ0中的转位角“τO”实际意指转位角“τ_o”。同样地，上述的有关转位角τ的表示也同样对待。

通过把方程式（10）、（11）和（12）代入方程式（9），则得出方程式（13）：

→[P₄]＝→[C₁]+→[B₂]+→[L₃]

＝c₁e^jξ+b₂e^j(τ0-τ)+x …（13）。

另一方面，通过使用

τ＝τ_hS …（14）

x＝x_hT …（8）

τ_o＝τ_h（Gn-3）/Gm，（这里Gn＝1，2，……，Gm+2）， …（从方程式（7）得来），

则方程式（13）可转化为方程式（15）：

→[P₄]＝c₁e^jξ+b₂e^{j{(Gn-3)τh/Gm-τhS｝}+x_hT …（15）。

然后，就可以用下面的方程式（16）和（17）换算XY坐标来表示辊子中心的轨迹。

X＝c₁cosξ+b₂cos{（Gn-3）τ_h/Gm-τ_hS｝+X_hT …（16）

Y＝c₁sinξ+b₂sin{（Gn-3）τ_h/Gm-τ_hS｝ …（17）

当辊子的数量为8，辊子象图22所示的那样布置时，方程式（7）要变化成方程式（18）：

τ_o＝τ_h（Gn-3.5）/Gm，（其中，Gn＝1，2，…，Gm+2） …（18）

在这种情况下，仅仅除了角度τ_o（它是当把转动架2放在初始位置时，每个辊子的中心相对于原线L_B形成的角）要用上述的方程式（18）代替之外，计算方法同辊子数是6的情况下的计算方法是一样的，因此，本文不再叙述。

下面将叙述在如图21所示的辊子数为6的情况下（Nr＝6，Gm＝2，n＝3），用以计算各个辊子中心的轨迹的方程式。

这时，把表示辊子数的第二下标引进方程式（13）中的矢量（但→[C₁]为所有辊子所共有），则方程式（13）转化成方程式（19）：

→[P₄₁]＝→[C₁]+→[B₂₁]+→[L₃₁]

＝c₁e^jξ+b₂e^j(τ01-τ)+x …（19）

对于第一个辊子来说，Gm＝2，Gn＝1，τ_h＝2π/3，这些都是与方程式（7）有关的，而τ₀₁用方程式（20）表示：

τ₀₁＝τ_h（Gn-3）/Gm

＝{（2π/3）/2}（1-3）

＝-2/3π …（20）

根据方程式（14），τ由方程式（21）得出：

τ＝-（2/3π）-（2/3π）S …（21）

因此，方程式（19）可转化为方程式（22）：

→[P₄₁]＝P₄e^jη

＝c₁e^jξ+b₂e^{j{-2/3)π-(2/3)πs}}+x_hT …（22）

通过方程式（23）和（24）换算成（X，Y）坐标来表示→[P₄₁]，表示第一辊子的中心轨迹：

X₁＝P₄cosη

＝c₁cosξ+b₂cos{-（2/3）π-（2/3）πS}+x_hT …（23）

Y₁＝P₄sinη

＝c₁sinξ+b₂sin{-（2/3）π-（2/3）πS} …（24）

类似地，第二、第三和第四个辊子的中心轨迹如下：

[第二个辊子的中心轨迹]

→[P₄₂]＝→[C₁]+→[B₂₂]+→[L₃₂]

＝c₁e^jξ+b₂e^{j（τ02-τ）}+x …（25）

τ₀₂＝τ_h（Gn-3）/Gm

＝{（2π/3）/2}（2-3）

＝-π/3 …（26）

x₂＝c₁cosξ+b₂cos｛-（1/3）π-（2/3）πS｝+x_hT …（27）

Y₂＝c₁sinξ+b₂sin{-（1/3）π-（2/3）πS} …（28）

[第三个辊子的中心轨迹]

→[P₄₃]＝→[C₁]+→[B₂₃]+→[L₃₃]

＝c₁e^jξ+b₂e^{j（τ03-τ）}+x …（29）

τ₀₃＝τ_h（Gn-3）/Gm

＝｛（2π/3）/2｝（3-3）

＝0 …（30）

X₃＝c₁cosξ+b₂cos｛-（2/3）πS｝+x_hT …（31）

Y₃＝c₁sinξ+b₂sin{-（2/3）πS} …（32）

[第四个辊子的中心轨迹]

→[P₄₄]＝→[C₁]+→[B₂₄]+→[L₃₄]

＝c₁e^jξ+b₂e^{j（τ04-τ）}+x …（33）

τ₀₄＝τ_h（Gn-3）/Gm

＝｛（2π/3）/2｝（4-3）

＝π/3 …（34）

X₄＝c₁cosξ+b₂cos｛π/3-（2/3）πS｝+x_hT

…（35）

Y₄＝c₁sinξ+b₂sin{π/3-（2/3）πS} …（36）

如上所述，根据方程式（23），（24），（27），（28），（31），（32），（35）和（36）可以确定在T＝0和T＝1之间的范围内各个辊子的中心轨迹。

在辊子配置数（Nr）为6，等分数（N）为3的情况下，第一至第四个辊子接触凸轮，参与使转动架转动的工作，而第五和第六个辊子不接触凸轮，不参与使转动架转动的工作，结果是，后两个辊子的中心轨迹在凸轮形状方面没有形响。

下面参照附图23介绍一个根据各个辊子的中心轨迹确定凸轮轮廓的例子。

在图23中，首先把根据方程式（23），（24），（27），（28），（31），（32），（35）和（36）所确定的各个辊子的中心轨迹画出。然后，以各个辊子的中心轨迹上的点为圆心画出一些半径均等于各个辊子22₁，22₂……22₆的半径d/2的圆，这里，d代表辊子直径。与这些圆外切的几条连续曲线就构成了根据由凸轮位移方程式τ＝τ_hS（T）所给出的位移量驱动每一个从动件的那个凸轮的轮廓线（凸轮曲线），式中，τ代表位移，τ_h代表转位角，S（T）是无量纲位移。在图23的例子中，凸轮曲线是一个变形的正弦曲线。

如图23的例子所示，在辊子倍数（multiple）Gm（其表示为Gm＝Nr/n）＝2的转动架2中，四个辊子同步移动，因此，形成四种类型的辊子中心轨迹和四种类型的凸轮轮廓。

因此，这四条凸轮轮廓线各具有一个向右升起形部分和一个向右下降形部分，它们肩负以下职责并且协同履行共轭凸轮的任务。

向右升起形部分相当于凸轮的、适宜于在凸轮的移动或行进方向上推辊子以便使从动件转动的那一凸轮轮廓部分，其将称作上升行程。

向右下降形部分相当于凸轮的、适宜于在凸轮行进方向的反方向推辊子以便阻止从动件转动的那一凸轮轮廓部分，其超过了预定的位移且将称作下落行程。

下面的表1表明了假定在各自的通过把T＝0和T＝1之间分成10个间隔而确定的无量纲时间，与辊子相接触的凸轮轮廓线（如图23所示）的行程是上升行程（用R表示）和下落行程（用F表示）中的哪一个。

表1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

根据辊子1的轮廓线1 R R R R R R R R R R R

根据辊子2的轮廓线2 F F F F R R R R R R R

根据辊子3的轮廓线3 F F F F F F F R R R R

根据辊子4的轮廓线4 F F F F F F F F F F F

从表1可以清楚地看出，各个辊子同步接触四条轮廓线，而且，在任何时间点，上升行程和下落行程都是联合的。换句话说，转动架2在其转动受到约束的同时而运转。

顺便说说，对于使本例子的转动架2转动τ_h（＝2π/3）来说，所有的四条轮廓线并不总都是必需的。

通过研究由辊子22₁和22₂的轨迹所产生的轮廓线并结合图23和表1，可以理解，在第四和随后的时间点形成的辊子22₂的轮廓线从那时开始由下落行程变为上升行程。由辊子22₁所形成的轮廓线假定其上升行程在那个时候产生一移交部分以便在第四时间点交接，但在第五和随后的时间点，由于移交给了由辊子22₂形成的轮廓线，所以，辊子22₁的轮廓线就可以省去了。

另外，通过研究由辊子22₂和22₃的轨迹形成的轮廓线，可以理解，在第七和随后的时间点形成的辊子22₃的轮廓线从那时开始由下落行程转变为上升行程。由辊子22₂形成的轮廓线，假定其上升行程在那个时候产生一个移交部分，以便在第八时间点交接，而在第九和随后的时间点，由于移交给了由辊子22₃形成的轮廓线，所以，辊子22₂的轮廓线就可以不再起作用了。

类似的移交也适用于回落行程，而且，辊子22₃在第一和此前的时间点所形成的轮廓线以及辊子22₄在第五和此前的时间点所形成的轮廓线都可以取消。

通过上面所述，凸轮部分12的必要的轮廓线具有以下两个外形。

更详细地说，平板凸轮14f的山-谷状区域17的轮廓线具有一个由轮廓线1至3所构成的外形，它是辊子22₁形成的轮廓线1与辊子22₃形成的轮廓线3相交的产物。

平板凸轮14b的山-谷状区域17的轮廓线具有一个由轮廓线2至4所构成的外形，它是辊子22₂形成的轮廓线2与辊子22₄形成的轮廓线4相交的产物。

除了上述的根据辊子中心的轨迹确定凸轮轮廓的方法之外，也可以直接根据一个矢量→[P6]的尖端的轨迹确定凸轮轮廓，如图24所示。

参见图24，当方程式（9）被T微分时，得出方程式（37）：

(d)/(dT) [→[P₄]]＝ (d)/(dT) [→[B₂]]+ (d)/(dT) [→[L₃]]

＝ (d)/(dT) [b₂e^jτ0e^-jτ]+ (d)/(dT) [x_hT]

＝-jb₂e^jτ0e^-jτ(dτ)/(dT) +x_h

＝-jb₂e^{（τ0-jτ）}(dτ)/(dT) +x_h

＝b₂(dτ)/(dT) sin（τ₀-τ）+x_h-jb₂(dτ)/(dT) cos（τ₀-τ） …（37）

式中dτ/dT＝d（τ_hS）/dT＝τ_hV成立，而V代表凸轮曲线的无量纲的速度。

辊子中心轨迹的斜度角φ相当于这样一个角-即该角相对于实轴方向做了一个→[P₄]被T微分的微分，而且，通过使用方程式（37）的一个实数部分和一个虚数部分而用方程式（38）表示为：

tanφ＝- (b₂［dc/dT］cos(c₀-c))/(b₂［dc/dT]sin(c₀-c)+x_h) …（38）

而对于六个辊子以相等的角间隔相互隔开布置的情况来说，方程式（38）中的因数给出如下：

t₀= (th)/(Gm) (Gn-3), Gn=1,2……，Gm+1 …（39）

对于八个辊子以相等的角间隔相互隔开布置的情况来说，方程式（38）中的因数给出如下：

t₀= (t_h)/(G_m) (Gn-3.5), Gn=1,2……，Gm+1 …（40）

现在再返回图24，由于表示凸轮轮廓的矢量→[P₆]是用表示辊子中心的矢量→[P₄]和表示与凸轮相接触的辊子的半径的矢量→[B₅]的“和”表达的，所以，下列方程式（41）成立：

→[P₆]＝→[P₄]+→[B₅] …[41]

式中→[P₄]已经根据方程式（15）～（17）而求得，→[B₅]（它是一个长度等于辊子的半径（＝d/2）且指向把辊子中心轨迹的斜度角φ顺时针旋转π/2所得到的那个方向的矢量）可以用下列方程式（42）表示：

→[B₅]＝ (d)/2 e^jφe^-jπ/2

＝-j (d)/2 e^jφ

＝ (d)/2 sinφ-j (d)/2 cosφ …（42）

根据上述关系，凸轮轮廓的坐标→[P₆]＝（X′，Y′）可以用方程式（43）和（44）表达：

X′＝X+（d/2）sinφ

＝x₀+b₂cos（τ₀-τ）+x+（d/2）sinφ …（43）

Y′＝Y-（d/2）cosφ

＝y₀+b₂sin（τ₀-τ）-（d/2）cosφ …（44）

（实施例2）

正如从图25看到的那样，实施例2是针对转动架2的转位角为45°、山-谷状区域17加工成这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条呈变形的正弦曲线的旋转运动曲线且辊子的数量是8个这样一种情况的。

（实施例3）

正如从图26看到的那样，实施例3是针对转动架2的转位角为60°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的正弦曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是6个这样一种情况的。

（实施例4）

正如从图27看到的那样，实施例4是针对转动架2的转位角为90°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的正弦曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是8这样一种情况的。

（实施例5）

正如从图28看到的那样，实施例5是针对转动架2的转位角为135°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的正弦曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是8这样一种情况的。

（实施例6）

正如从图29看到的那样，实施例6是针对转动架2的转位角为180°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是6这样一种情况的。在这里，变形的匀速曲线是指具有图36所示形状的用于双停顿运动的凸轮曲线。

（实施例7）

正如从图30看到的那样，实施例7是针对转动架2的转位角为225°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是8这样一种情况的。

（实施例8）

正如从图31看到的那样，实施例8是针对转动架2的转位角为240°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是6这样一种情况的。

（实施例9）

正如从图32看到的那样，实施例9是针对转动架2的转位角为270°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是8这样一种情况的。

（实施例10）

正如从图33看到的那样，实施例10是针对转动架2的转位角为300°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是6这样一种情况的。

（实施例11）

正如从图34看到的那样，实施例11是针对转动架2的转位角为315°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是8这样一种情况的。

（实施例12）

正如从图35看到的那样，实施例12是针对转动架2的转位角为360°、山-谷状区域17具有这样一种形状-即使得转动架2有可能画出一条为一变形的匀速曲线的旋转运动曲线、并且辊子数是6个这样一种情况的。

上面的实施例1，3，6，8，10和12可以这样概述-即：转动架2的与由活塞6的伸长运动所导致的滑板8的直线运动相一致的转位角τ_h是：

60°≤τ_h≤360°（其中τ_h＝60n，n为自然数）;滑板8的凸轮部分12的山-谷加工成具有这样一种形状-即当τ_h≤135°和τ_h≥180°时，使得转动架2有可能画出一条为一变形的正弦曲线或变形的匀速曲线的旋转运动曲线;以及，转动架2的辊子22的数量是6。

上面的实施例2，4，5，7，9和11可以这样概述-即：转动架2的与由活塞8的伸长运动所导致的滑板8的直线运动相一致的转位角τ_h是：

45°≤τ_h≤315°（其中τ_h＝45n，n为自然数）;滑板8的凸轮部分12的山-谷加工成具有这样一种形状-即使得当τ_h≤135°和τ_h≥180°时，转动架2有可能画出一条为一变形的正弦曲线或变形的匀速曲线的旋转运动曲线;以及，转动架2的辊子22的数量是8。

实施例2-12能够达到与实施例1类似的作用和效果。

在迄今为止所陈述的凸轮装置1中，每个平板凸轮14f和14b的两端的平坦区段16和中间的凸轮部分12形成了一个有关双停顿运动的凸轮曲线，并且，山-谷状区域17从整体上看呈波浪形，它是根据凸轮曲线导出的。变形的正弦曲线，变形的梯形曲线或者变形的匀速曲线都可以用作凸轮曲线。当转动架2的转位角比较小的时候，最好是使用变形的正弦曲线，当转动架的转位角比较大的时候，可以优先使用变形的匀速曲线。

在实施例1中，当使用图17所示的变形正弦曲线，并且，在无量纲时间T（0～1）被分为20等份的情况下，根据方程式（16），（17），（43）和（44）确定辊子中心轨迹（x，y）和凸轮轮廓（x′，y′）时，所得结果如表2所示。不难理解，由无量纲时间T（0～1）所表示的范围相应于凸轮配给长度X_h的范围，而在凸轮行程的相对应的两端的停顿区段是不包括的。

Claims

1、一种凸轮装置，包括：

一个作为从动件的可转动的转动架；

一个作为驱动件的、用以把动力施加给转动架的往复式发动机；以及，

一个与往复式发动机的活塞相连的、用以把活塞的伸缩运动转换成转动架的回转运动并能够与活塞一起相对于转动架运动的滑板，

其中，滑板被制成在该滑板的运动方向上的相对应的两端部具有平坦部分，而在其中部具有一加工成山-谷状的凸轮部分，所说的转动架具有若干个布置在转动架的圆周周缘上的、且与滑板相接触以便随着滑板的移动而滚动的辊子，因此，当滑板的平坦部分因活塞的伸缩运动而处于同转动架相遇的位置时，这些辊子阻止转动架的转动，但当滑板的凸轮部分因活塞的伸缩运动而移动到一个该凸轮部分同转动架上的辊子相接触的位置时，这些辊子的转动与滑板的行进以及凸轮部分的山-谷形状相协作，使得转动架在一个与活塞的伸缩运动一致的转动方向上转动，而且，在往复式发动机的启动区内或在接触停止时，该转动架只与滑板的平坦部分相遇。

2、根据权利要求1的凸轮装置，其特征是，所说的往复式发动机是一工作缸。

3、根据权利要求2的凸轮装置，其特征是，工作缸的启动区由一个移动距离（l）确定，在所说的启动区里，转动架相遇滑板的平坦部分，移动距离（l）包括一个作为因数的活塞加速时间（t）和活塞的平衡运行速度（v），活塞的加速时间（t），平衡运行速度（v）和移动距离（l）分别由下列方程式确定：

v = 1.91 (S_{2} / A_{2}) \cdot 10^{4} \sqrt{273 / Te}

t = 6.59 \sqrt{WL / (A_{1} P_{1} - R)} \cdot 10^{- 2}

l = 0.5 vt

上面方程式中的因数S₂，A₂，T，W，L，A₁，P₁和R如下：

S₂：工作缸的操作回路中所用的速度控制阀的出口侧的总的有效面积

A₂：工作缸的活塞的出口侧的横截面积

T：绝对温度

W：安装在活塞末端的一物体的重量

L：安装在活塞末端的该物体的移动行程

A₁：工作缸的活塞的入口侧的横截面积

P₁：在工作缸的入口侧的内压力

R：工作缸上的负载

4、根据权利要求3的凸轮装置，其特征是，上述转动架的、与由活塞的伸缩运动所导致的滑板直线性运动相符合的转位角τ_h是60°≤τ_h≤360°（其中τ_h＝60n，n：自然数），滑板的凸轮部分的山-谷加工成具有这样一种形状-即使得所说的转动架能画出一条为一用于双停顿运动的凸轮曲线的旋转运动曲线，而且，转动架的辊子数为6。

5、根据权利要求3的凸轮装置，其特征是，上述转动架的、与由活塞的伸缩运动所导致的滑板直线性运动相符合的转位角τ_h是

45°≤τ_h≤315°（其中τ_h=45n，n：自然数），滑板的凸轮部分的山-谷加工成具有这样一种形状-即使得所说的转动架能画出一条为一用于双停顿运动的凸轮曲线的旋转运动曲线，而且，转动架的辊子数为8。

6、一个凸轮装置，包括一个作为从动件的且具有若干个辊子的可转动的转动架，一个能够在与转动架的辊子发生接触的同时进行往复直线运动的直线运动凸轮，以及一个作为操纵件的、用以驱动该直线运动凸轮的往复式发动机，该凸轮装置是运行的，以便把往复式发动机的往复运动转化成旋转运动，

其中，所说的若干个辊子它们的半径是彼此相等的，而且它们以相等的角度间隔布置在一个中心在转动架的回转轴上的圆的周边上，以便交替地分处在转动架的中心平面的右侧和左侧;

所说的直线运动凸轮由两个平行于往复运动方向而设置的且彼此相连的平板凸轮构成，每一个平板凸轮均制成在该平板凸轮的运动方向上的相对应的两端部具有平坦部分，而在中部则具有一山-谷状凸轮部分;

在所说的平板凸轮的凸轮部分处，位于一侧的多个辊子中的至少一个与平板凸轮中之一的上升行程相接触，而位于另一侧的多个辊子中的至少一个与另一个平板凸轮的下落行程相接触;以及

这些辊子的转动与由往复运动所导致的直线运动凸轮的行进和凸轮部分的山-谷形状相配合，使得转动架在与往复运动相对应的一个回转方向上转动。

7、一种凸轮装置，其特征是，当采用一个其-X方向与直线运动凸轮的行进方向重合且XY平面与转动架的回转平面平行的XY坐标系时，无量纲的时间T和无量纲的位移S由下列方程式（45）和（46）确定：

T＝t/t_h…[45]

S＝S（T），0≤T≤1，0≤S≤1 …[46]

式中

t：（实际需要的）时间（秒）

t_h：达到最大位移所需的时间（秒），

然后，确定τ。

τ_o＝τ_h（Gn-3）/Gm …[47]

式中

τ_o：连接各个辊子的中心与转动架的中心的一个线段与+X方向的夹角

Gn：分配给参与转动架的运转的辊子的数字（Gn＝1，2，…Gm+2）

τ_h：转位角（在一次运转中转动架的旋转角度）

Gm：在多个辊子当中，分配给那些影响滑板的辊子的数字（自然数），

然后，确定Gm

Gm＝Nr/n …[48]

式中

Nr：辊子总数（安装在转动架上的辊子数）

n：等分数（用360°/τ_h表示的数），

然后确定τ

τ＝τ_hS …[49]

式中τ：转动架的位移角度，

然后确定x

x＝x_hT …[50]

式中

x：凸轮的移动量

x_h：凸轮配给长度，

然后确定φ

式中

φ：辊子中心轨迹相对于+X方向而成的斜度角

τ′：τ被T的微分

然后确定τ′

τ′＝ (dτ)/(dT)

＝ (d)/(dT) （τ_h×S）

＝τ_hV …[52]

式中

V：凸轮曲线的无量纲速度，

最后，利用辊子中心轨迹的坐标（X，Y），按照下列方程式（53）和（54）确定凸轮的轮廓坐标（X′，Y′）：

X′＝X+（d/2）sinφ

＝x₀+b₂cos（τ₀-τ）+x+（d/2）sinφ …[53]

Y′＝Y-（d/2）cosφ

＝y₀+b₂sin（τ₀-τ）-（d/2）cosφ …[54]

式中

（x_O，y_O）：在无量纲时间T＝0时，在XY坐标系中相对于坐标原点的中心坐标

b：从动半径的长度（转动架中心和辊子中心之间的长度）。