CN203703041U - 凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，包括凸轮、分别铰支在机架上的两根揉搓杠杆、设于揉搓杠杆上的导向件，其中在凸轮的轴侧端部上开设封闭状的凸轮槽，将导向件间隙配合地设于凸轮槽中。当凸轮在外部动力驱动下绕自身轴心线旋转时，导向件便可带动揉搓杠杆绕其在机架上的铰支点摆动，使得揉搓杠杆的摆动输出端输出类似于人的双手揉搓的往复摆动。在两个揉搓杠杆的摆动输出端上固定不同功能的揉搓工具，便可形成各种功能不同的双手揉搓仿生机构。该仿生机构的结构极为简单，造价特别低廉，工作可靠性高，能够满足不同行业对双手揉搓仿生机构的要求。

Description

凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构

技术领域

本实用新型涉及一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构。

背景技术

目前在工业、医疗、农业等生产生活领域，迫切需要简单、实用、造价低廉的双手揉搓机构。例如，工业生产中粉状与块状物料揉搓搅拌、医疗器械中的双手按摩、农业生产中的揉搓茶叶（主要是碧螺春）、食品生产中的揉面等等。  

然而在机构创新设计中，单纯依靠机构自身的运动，来实现模仿人手揉搓的动作，是极其困难的。因为人手揉搓的动作，是一个直线运动与摆动复合而成的运动。采用数控技术实现模仿人手揉搓的动作，是最容易想到的技术方案。但是，采用数控技术模仿一只手揉搓的运动，至少需要两个伺服电机，并采用两轴联动数控系统编程驱动；模仿双手揉搓的运动，则至少需要四个伺服电机，并通过多轴联动数控系统控制来实现。这不仅造成整个装置极其庞大复杂，而且造价极其高昂。如中国专利文献CN 102940566 A公开的揉搓按摩器，不仅结构极其复杂，而且未能给出仿生运动的轨迹；再如中国专利文献CN 103252709 A公开的数控揉搓式研磨机床，则采用了3个伺服电机，以及极其复杂的机械传动系统，体积庞大，造价昂贵。从运动学的角度，目前尚未检索到实质性的双手揉搓仿生机构。从运动学的角度来看，利用凸轮机构可以任意设置位移、速度、加速度的优势，可以说设计出基于凸轮机构的双手揉搓仿生机构比较理想。但目前尚未检索到实质性的基于凸轮机构的双手揉搓仿生机构。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单且可方便加工的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，从而以极低的造价来满足各类相应产品对双手揉搓机构的需求。

为达到上述目的，本实用新型采用的第一技术方案是：一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，设于机架上，所述双手揉搓仿生机构包括可绕轴心线旋转地设于所述机架上的凸轮、可摆动地设于所述机架上的一对揉搓杠杆，所述凸轮的一轴侧端部上开设有呈封闭状的凸轮槽，所述揉搓杠杆的一端铰接在所述机架上，所述揉搓杠杆的中部设有导向件，所述导向件中心固定地设于所述揉搓机构杠杆上，所述导向件间隙配合地设于所述凸轮槽中。

本实用新型采用的第二技术方案是：一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，设于机架上，所述双手揉搓仿生机构包括可绕轴心线旋转地设于所述机架上的凸轮、可摆动地设于所述机架上的一对揉搓杠杆，所述凸轮的一轴侧端部上开设有呈封闭状的凸轮槽，所述揉搓杠杆的中部铰接在所述机架上，所述揉搓杠杆的一端设有导向件，所述导向件中心固定地设于所述揉搓机构杠杆上，所述导向件间隙配合地设于所述凸轮槽中。

上述两种技术方案中，优选地，两个所述揉搓杠杆上的两个所述导向件分别位于所述凸轮的轴心线的两侧。

上述两种技术方案中，优选地，所述凸轮槽呈椭圆环状。

上述两种技术方案中，优选地，所述导向件为圆柱端头、球头端头、圆柱滚子、球面滚子中的一种。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，其中仅利用非常简单的凸轮—揉搓杠杆—导向件，在外部动力驱动凸轮绕自身轴心线旋转时便可使得揉搓杠杆往复摆动，从而使得揉搓杠杆的摆动输出端输出类似双手揉搓的平面运动，在两个揉搓杠杆的摆动输出端上固定不同功能的揉搓工具，便可形成各种功能不同的双手揉搓仿生机构。该仿生机构的结构极为简单，造价特别低廉，工作可靠性高，能够满足不同行业对双手揉搓仿生机构的要求。这与现有的那些结构庞大复杂、造价极其高昂的仿生装置形成了非常鲜明的对照。

附图说明

附图1为本实用新型的第一实施例的结构示意图；

附图2为本实用新型的第二实施例的结构示意图。

其中：1、凸轮；2、凸轮槽；3、揉搓杠杆；4、导向件。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

实施例1：

参见图1所示的凸轮杠杆式双手揉搓机构，包括凸轮1和两个揉搓杠杆3，凸轮1可绕自身轴心线旋转地设置在机架上，凸轮1的其中一轴侧端部上开设有凸轮槽2，该凸轮槽2绕凸轮1的轴心线环设呈封闭状，凸轮槽2沿凸轮的径向方向上至少有一段与凸轮1轴心线之间的距离为非恒定值，此处该凸轮槽2设置为椭圆环状，这样凸轮槽2沿凸轮1的径向方向与凸轮1的轴心线之间的距离沿凸轮槽2的周向可不断变化。

两根揉搓杠杆3的上端分别铰接在机架上，每根揉搓杠杆3的中部均设有导向件4，导向件4中心固定地设置在揉搓杠杆3上，使得导向件4与揉搓杠杆3在机架上的铰支点之间的距离恒定。导向件4间隙配合地设于凸轮槽2中而使得导向件4可沿凸轮槽2的延伸方向滑动或滚动，两个揉搓杠杆3上两导向件4分别位于凸轮1轴心线的两侧，这样可保证两揉搓杠杆3在摆动时不会产生干涉。

这样，当凸轮1在外部动力驱动下绕自身轴心线旋转时，在凸轮槽2的作用下，导向件4沿凸轮槽2的延伸方向运动，由于凸轮槽2与凸轮1轴心线之间的径向距离在不断变化，导向件4带动揉搓杠杆3绕其上端的铰支中心摆动，揉搓杠杆3的下端则输出类似于人的双手揉搓的往复摆动。在两个揉搓杠杆3的下端固定上不同功能的揉搓工具，便可形成各种功能不同的双手揉搓仿生机构。

实施例2：

参见图2所示的凸轮杠杆式双手揉搓机构，该实施例中与实施例1的区别在于揉搓杠杆3的设置方式以及凸轮槽2的形状。本实施例中，揉搓杠杆3的中部铰接在机架上，导向件4设置在揉搓杠杆3的上端并间隙配合地设于凸轮槽2中，其下端作为摆动的输出端。当凸轮1在外部动力驱动下绕自身轴心线旋转时，在凸轮槽2的作用下，导向件4沿凸轮槽2的延伸方向运动，导向件4带动揉搓杠杆3绕其中部的铰支中心摆动，揉搓杠杆3的下端即可输出类似于人的双手揉搓的往复摆动。

上述两实施例中，凸轮1上凸轮槽2的曲线可以根据需要而设计，从而使得揉搓杠杆3下端输出的角位移、速度及加速度等满足设计要求，使得双手揉搓机构适用于不同的揉搓对象。

此外，根据负载以及使用寿命等不同需求，导向件4可设置为圆柱端头、球头端头、圆柱滚子、球面滚子中的一种，当导向件4为圆柱端头或球头端头时，其结构较为简单，但由于该导向件4与凸轮槽2之间在相对滑动时为滑动摩擦，其使用寿命较短；采用圆柱滚子或球面滚子作为导向件4，导向件4在凸轮槽2中可相对凸轮槽2滚动，两者之间为滚动摩擦，因而可显著地提高其使用寿命。

综上，本实用新型的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，包括凸轮1、分别铰支在机架上的两根揉搓杠杆3、设于揉搓杠杆3上的导向件4，其中在凸轮1的轴侧端部上开设封闭状的凸轮槽2并使得凸轮槽2沿凸轮1的径向方向与凸轮1轴心线之间的距离为非恒定值，将导向件4间隙配合地设于凸轮槽2中。当凸轮1在外部动力驱动下绕自身轴心线旋转时，导向件4便可带动揉搓杠杆3绕其在机架上的铰支点摆动，使得揉搓杠杆3的摆动输出端输出类似双手揉搓的往复摆动。在两个揉搓杠杆3的摆动输出端上固定不同功能的揉搓工具，便可形成各种功能不同的双手揉搓仿生机构。

如何以较少或更少的运动构件来创新设计出模仿双手揉搓的机构，始终是机构学领域的一个技术难题。因为作为一个机构来说，运动构件少不仅意味着结构简单，制造成本低，更重要的是意味着工作可靠性高。本实用新型的双手揉搓机构中，其中仅利用非常简单的凸轮1—揉搓杠杆3—导向件4，针对同一侧的摆动输出，仅包含凸轮1和揉搓杠杆3这两个实质性的运动构件，这样便实现了复杂的模仿双手揉搓的平面运动，这对于传统的机构学也是一种贡献。

本实用新型的双手揉搓机构的技术经济指标方面的突出优势在于，其结构极为简单，造价特别低廉，工作可靠性高，能够满足不同行业对双手揉搓仿生机构的要求。这与现有的那些结构庞大复杂、造价极其高昂的仿生装置形成了非常鲜明的对照。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，设于机架上，其特征在于：所述双手揉搓仿生机构包括可绕轴心线旋转地设于所述机架上的凸轮、可摆动地设于所述机架上的一对揉搓杠杆，所述凸轮的一轴侧端部上开设有呈封闭状的凸轮槽，所述揉搓杠杆的一端铰接在所述机架上，所述揉搓杠杆的中部设有导向件，所述导向件中心固定地设于所述揉搓机构杠杆上，所述导向件间隙配合地设于所述凸轮槽中。

2.一种凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，设于机架上，其特征在于：所述双手揉搓仿生机构包括可绕轴心线旋转地设于所述机架上的凸轮、可摆动地设于所述机架上的一对揉搓杠杆，所述凸轮的一轴侧端部上开设有呈封闭状的凸轮槽，所述揉搓杠杆的中部铰接在所述机架上，所述揉搓杠杆的一端设有导向件，所述导向件中心固定地设于所述揉搓机构杠杆上，所述导向件间隙配合地设于所述凸轮槽中。

3.根据权利要求1或2所述的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，其特征在于：两个所述揉搓杠杆上的两个所述导向件分别位于所述凸轮的轴心线的两侧。

4.根据权利要求1或2所述的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，其特征在于：所述凸轮槽呈椭圆环状。

5.根据权利要求1或2所述的凸轮杠杆式双手揉搓仿生机构，其特征在于：所述导向件为圆柱端头、球头端头、圆柱滚子、球面滚子中的一种。