CN205940978U - 位移直角变向装置及凸轮测量实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于教学设备领域，提供了一种位移直角变向装置及使用该位移直角变向装置的凸轮测量实验台。该位移直角变向装置包括用于与圆柱凸轮相连的随动机构、变向板和支撑座，支撑座上设有用于引导变向板滑动的轨道，轨道沿圆柱凸轮的轴向设置，变向板的一侧设有倾斜于轨道的变向面。通过设置变向板，在变向板上设置变向面，当圆柱凸轮带动随动机构沿圆柱凸轮轴向移动时，同时可以带动变向板沿轨道滑动，从而变向板上的变向面也随之移动，则可以实现通过该变向面的推动随动件沿圆柱凸轮径向移动；则当凸轮测量实验台使用该位移直角变向装置时，在测量圆柱凸轮与盘状凸轮切换时，可以直接测量，使用方便，安装性高。

Description

位移直角变向装置及凸轮测量实验台

技术领域

本实用新型属于教学设备领域，尤其涉及一种位移直角变向装置及使用该位移直角变向装置的凸轮测量实验台。

背景技术

在工业设备中，凸轮被广泛应用。凸轮主要包括圆柱凸轮和盘状凸轮，圆柱凸轮为在圆柱表面开设凹槽，用于带动随动件沿圆柱轴向移动；而盘状凸轮则设置呈盘状结构，用于带动随动件沿盘状凸轮的径向移动。有关技术人员需要掌握各类凸轮廓线、凸轮转动与随动件运动的测试分析技能，了解从设计、加工、测试到质量控制的实际工作过程。

凸轮测量实验台一般是凸轮转动带动随动件移动，通过直线光栅传感器测量随动件的线位移(即在主动件的径向或轴向的行程)，同时通过圆光栅传感器测量凸轮(主动件)转动的角位移，从而获得凸轮各转角位置对应的线位移，进而分析凸轮特性和随动件运动规律。

教学中，一般涉及圆柱凸轮和盘状凸轮，对应的教学设备需要对圆柱凸轮和盘状凸轮进行测量，因而会将圆柱凸轮和盘状凸轮安装在同一主轴上。由于圆柱凸轮是带动随动件沿轴向移动，盘状凸轮带动随动件沿径向移动，所以测量过程中切换圆柱凸轮与盘状凸轮时，需要将随动件与直线光栅传感器构成的测量机构转向90度。测量机构的形体笨重并且包含精密光电部件，转向后需要重新调节校准和准确定位，费时费力，存在安全风险，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种位移直角变向装置，旨在解决现有凸轮测量实验台在测量圆柱凸轮与盘状凸轮切换时，费时费力，存在安全风险，使用不方便的问题。

本实用新型是这样实现的，一种位移直角变向装置，包括用于与圆柱凸轮相连的随动机构、用于将所述随动机构沿所述圆柱凸轮轴向移动变换为沿该圆柱凸轮径向移动的变向板和支撑所述变向板的支撑座，所述随动机构安装于所述变向板上，所述变向板滑动安装于所述支撑座上，所述支撑座上设有用于引导所述变向板滑动的轨道，所述轨道沿所述圆柱凸轮的轴向设置，所述变向板远离所述随动机构的一侧设有倾斜于所述轨道的变向面。

进一步地，所述变向面位于所述变向板的一端面。

进一步地，所述随动机构包括用于配合伸入所述圆柱凸轮的凹槽中的接触件和支撑所述接触件的支架，所述支架与所述变向板相连。

进一步地，还包括滑动安装于所述轨道上的滑块，所述滑块与所述变向板固定相连。

进一步地，所述支撑座上安装有用于防止所述变向板脱落的两个挡板，两个所述挡板分别位于所述轨道两端对应的位置。

进一步地，所述支撑座包括立板、固定于所述立板一侧的底板和连接所述立板与所述底板的肋板，所述轨道设于所述立板远离所述底板的一侧面。

本实用新型通过设置变向板，在变向板上设置变向面，当圆柱凸轮带动随动机构沿圆柱凸轮轴向移动时，同时可以带动变向板沿轨道滑动，从而变向板上的变向面也随之移动，则可以实现通过该变向面的推动随动件沿圆柱凸轮径向移动；则当凸轮测量实验台使用该位移直角变向装置时，在测量圆柱凸轮和盘状凸轮时，可以直接切换测量，无需将测量机构转向，使用方便，安装性高。

本实用新型的另一目的在于提供凸轮测量实验台，包括用于支撑盘状凸轮与圆柱凸轮的主轴、支撑所述主轴的支座和用于测量所述盘状凸轮及所述圆柱凸轮的测量机构；还包括如上所述的位移直角变向装置，所述位移直角变向装置的随动机构与所述圆柱凸轮相连，所述测量机构包括用于配合连接所述盘状凸轮的第一随动件、用于配合抵顶所述位移直角变向装置的所述变向面的第二随动件和用于测量所述第一随动件与所述第二随动件的直线位移传感器。

进一步地，所述测量机构还包括将所述第一随动件与所述第二随动件的位移传递至所述直线位移传感器的传动组件，所述第一随动件与所述第二随动件与所述传动组件相连。

进一步地，所述传动组件包括支撑所述第一随动件与所述第二随动件的支撑板、支撑所述支撑板的弹性伸缩杆和用于供所述直线位移传感器测量的检测杆，所述检测杆与所述支撑板固定相连。

进一步地，还包括驱动所述主轴转动的驱动电机。

本实用新型的凸轮测量实验台使用了上述位移直角变向装置，可以测量圆柱凸轮和盘状凸轮，并且在测量圆柱凸轮与盘状凸轮切换时，无需对测量机构进行转向，使用方便，安装性高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种凸轮测量实验台的俯视结构示意图；

图2是图1的凸轮测量实验台中位移直角变向装置的立体结构示意图；

图3是图2中位移直角变向装置的另一角度的立体结构示意图；

图4是图1的凸轮测量实验台测量盘状凸轮的结构示意图；

图5是图1的凸轮测量实验台测量圆柱凸轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1-图5，本实用新型实施例提供的一种凸轮测量实验台100，包括主轴12、支座11、测量机构20和位移直角变向装置40，主轴12用于安装与支撑盘状凸轮18和圆柱凸轮19，以便带动盘状凸轮18和圆柱凸轮19转动，方便对盘状凸轮18或圆柱凸轮19进行测量。主轴12安装在支座11上，通过支座11来支撑主轴12。测量机构20用来测量盘状凸轮18和圆柱凸轮19。位移直角变向装置40用于将圆柱凸轮19引起的沿主轴12的轴向移动转变为沿主轴12的径向移动。测量机构20包括第一随动件21、第二随动件22和直线位移传感器24；第一随动件21用于配合连接盘状凸轮18，使盘状凸轮18转动时，可以带动第一随动件21移动，以方便直线位移传感器24测量；第二随动件22用于配合连接位移直角变向装置40，当圆柱凸轮19转动时，通过位移直角变向装置40变向，带动第二随动件22沿主轴12径向移动，以方便直线位移传感器24测量。

该位移直角变向装置40，包括随动机构43、变向板41和支撑座42；随动机构43安装于变向板41上，并且随动机构43用于与圆柱凸轮19相连，以便圆柱凸轮19可以带动随动机构43沿该圆柱凸轮19的轴向移动，进而带动变向板41沿该圆柱凸轮19的轴向移动。支撑座42用来支撑变向板41，而变向板41滑动安装于支撑座42上，支撑座42上设有轨道44，轨道44沿圆柱凸轮19的轴向设置。设置轨道44，用于引导变向板41滑动，以便支撑变向板41，同时保证变向板41稳定滑动。变向板41远离随动机构43的一侧设有倾斜于轨道44的变向面413。在变向板41上设置变向面413，从而当变向板41沿轨道44移动时，可以通过变向面413来抵压随动件，使随动件沿圆柱凸轮19的径向移动，从而使用变向板41，实现将随动机构43沿圆柱凸轮19轴向移动变换为沿该圆柱凸轮19径向移动。具体本实施例中，通过变向面413抵压第二随动件22移动。

通过设置变向板41，在变向板41上设置变向面413，当圆柱凸轮19带动随动机构43沿圆柱凸轮19轴向移动时，同时可以带动变向板41沿轨道44滑动，从而变向板41上的变向面413也随之移动，则可以实现通过该变向面413推动随动件沿圆柱凸轮19径向移动；则当凸轮测量实验台100使用该位移直角变向装置40时，可以测量圆柱凸轮19和盘状凸轮18，并且在测量圆柱凸轮19与盘状凸轮18切换时，无需对测量机构20进行转向，使用方便，安装性高。

请参阅图1、图2和图3，进一步地，变向面413位于变向板41的一端面。将变向面413设置在变向板41的一端面，即可以方便加工制作，又减少占用空间。具体地，本实施例中，变向板41可以包括直角等腰三角板形的头部411和长条板形的尾部412，该头部411与尾部412的界面位于所述头部411的第一直角边侧面的中间部位，该尾部412的长度方向平行于轨道44。

进一步地，本实施例中，变向面413与轨道44的倾角为45度，则变向板41的变向面413抵压接触件，使接触件移动的位移与变向板41沿轨道44移动的位移相等，以更方便确认圆柱凸轮19的特性。在其它实施例中，变向面413与轨道44的倾角也可以为30度、15度等等角度。

进一步地，本实施例中，随动机构43包括接触件431和支架432，接触件431用于配合伸入圆柱凸轮19的凹槽191中，支架432用于支撑接触件431，支架432与变向板41相连。则圆柱凸轮19的转动可以带动支架432及变向板41沿圆柱凸轮19轴向移动。进一步地，可以在圆柱凸轮19的凹槽191中进行润滑，以减小摩擦力。本实施例中，接触件431为滚轮，以减小圆柱凸轮19与接触件431间的摩擦力，以便圆柱凸轮19更灵活的带动支架432移动。在其它实施例中，接触件431也可以为滚球。在其它实施例中，也可以直接使用滑杆，通过将滑杆的一端插入圆柱凸轮19的凹槽191中，而另一端与变向板41相连，以通过圆柱凸轮19带动滑杆移动，以带动变向板41移动。

进一步地，本实施例中，支架432呈L型，接触件431枢接在支架432的L型的一段上，而支架432的L型的另一段的自由端与变向板41固定相连。该结构可以稳定的支撑住接触件431。在其它实施例中，支架432也可以使用其它形状，如直杆状，将接触件431安装在直杆状支架432的一端。

本实施例中，支架432可以通过螺栓433固定在变向板41上，而接触件431可以通过螺栓安装在支架432上。其它实施例中，支架432也可以通过其它方式固定在变向板41上，如焊接、铆接、粘接等方式。

进一步地，该位移直角变向装置40还包括滑动安装于轨道44上的滑块45，滑块45与变向板41固定相连。设置滑块45，以更好的将变向板41安装在支撑座42上，将变向板41滑动安装在轨道44上。本实施例中，轨道44为固定在支撑座42上的导轨。在其它实施例中，轨道44也可以为开设在支撑座42上的滑槽。

进一步地，支撑座42上安装有用于防止变向板41脱落的两个挡板46，两个挡板46分别位于轨道44两端对应的位置。设置挡板46，可以通过挡板46防止变向板41从轨道44上滑落。

进一步地，支撑座42包括立板421、固定于立板421一侧的底板422和连接立板421与底板422的肋板423，轨道44设于立板421远离底板422的一侧面。使用立板421来支撑住轨道44，进而支撑住变向板41，可以将变向板41制作相对较窄。而在立板421的一侧设置底板422，并设置肋板423连接底板422与立板421，可以稳定的支撑住立体，增加支撑座42的强度和牢固性。

进一步地，底板422上开设有安装孔4221，以方便将该支撑座42进行安装固定。

请参阅图1、图4和图5，进一步地，该支座11上安装有轴承13，轴承13套装在主轴12上，以便主轴12可以更灵活的转动。进一步地，支座11上还安装有圆光栅传感器(图中未标出)，用以测量盘状凸轮18和圆柱凸轮19的转动角度。

进一步地，该凸轮测量实验台100还包括驱动主轴12转动的驱动电机31。通过驱动电机31来带动主轴12转动，进而带动圆柱凸轮19和盘状凸轮18的转动。

进一步地，主轴12的一端安装有飞轮14，以便可以保护主轴12的平衡，使主轴12可以更平稳的带动圆柱凸轮19和盘状凸轮18的转动，减小振动。进一步地，当支座11上安装有圆光栅传感器，可以通过圆光栅传感器来测量飞轮14的转动角度，即可以测量盘状凸轮18和圆柱凸轮19的转动角度。

进一步地，该凸轮测量实验台100还包括传动机构32，通过传动机构32实现驱动电机31带动主轴12转动。本实施例中，传动机构32为齿带传动机构32。在其它实施例中，传动机构32也可以为链轮传动机构或齿轮传动机构等。

进一步地，测量机构20还包括传动组件23，第一随动件21与第二随动件22与传动组件23相连，传动组件23用于将第一随动件21与第二随动件22的位移传递至直线位移传感器24。设置传动组件23，直线位移传感器24可以直接测量传动组件23，并且通过传动组件23来支撑住第一随动件21和第二随动件22，从而可以将测量机构20制作更为小巧。在其它实施例中，也可以设置两个直线位移传感器24，通过两个直线位移传感器24来分别测量第一随动件21和第二随动件22。进一步地，可以将第一随动件21与传动组件23可拆卸相连。将第二随动件22与传动组件23可拆卸相连。

进一步地，可以在盘状凸轮18上进行润滑，以减小第一随动件21与盘状凸轮18间的摩擦力。同理，可以在圆柱凸轮19的凹槽191中进行润滑，以减小第二随动件22与圆柱凸轮19间的摩擦力。

进一步地，本实施例中，传动组件23包括支撑板231、弹性伸缩杆232和检测杆233，检测杆233与支撑板231固定相连。设置弹性伸缩杆232，以通过弹性伸缩杆232来支撑住支撑板231，而支撑板231用来支撑第一随动件21与第二随动件22，将第一随动件21与第二随动件22安装在支撑板231上。设置弹性伸缩杆232，可以使支撑板231自动复位，进而使第一随动件21和第二随动件22实现自动复位，以便第一随动件21可以抵住盘状凸轮18(即力封闭)，第二随动件22可以抵住位移直角变向装置40的变向面413(即力封闭)。本实施例中，设置两个弹性伸缩杆232分别支撑住支撑板231的两端，以更平稳的支撑住支撑板231，保证支撑板231平稳移动。在其它实施例中，可以通过两套传动组件23分别支撑第一随动件21与第二随动件22。

进一步地，本实施例中，直线位移传感器24为直线光栅传感器，通过直线光栅传感器测量检测杆233的位置，以保证测量精度。在其它实施例中，也可以使用其它直线位移传感器24，如红外线传感器测量支撑板231的位置等。

进一步地，该凸轮测量实验台100还包括安装板25，传动组件23和直线位移传感器24安装在安装板25上，设置安装板25，以方便固定传动组件23和直线位移传感器24。

本实施例的凸轮测量实验台100在使用时，当测量盘状凸轮18时，可以拆卸上述位移直角变向装置40、或位移直角变向装置40的随动机构43(图4)、或第二随动件22。而在测量圆柱凸轮19时，可以拆卸第一随动件21(图5)。在还有一些实施例中，也可以在测量盘状凸轮18时，拆卸圆柱凸轮19；而在测量圆柱凸轮19时，拆卸盘状凸轮18。

请参阅图1、图2和图3，进一步地，该凸轮测量实验台100应用于教学时，其轨道44需要严格水平安置并且需要润滑。用于教学实验时，采用常规油脂润滑轨道44和滑块45即可满足测量精度要求；用于精密测量时，采用高压气体悬浮滑块45以减少负载引起的偏差。

进一步地，位移直角变向装置40的各部件可以使用金属制作，第一随动件21和第二随动件22为金属制作，并具有相当大的质量，从而其弹性形变相对于其位移可以忽略，以提高精度要求。

本实施例的凸轮测量实验台100测量盘状凸轮18时(图4)，可以通过计算机控制驱动电机31。在计算机控制下，驱动电机31驱动盘状凸轮18转动，主轴12之上安装的圆光栅传感器测量盘状凸轮18转动的角位移，直线光栅传感器测量第一随动件21的线位移；测量信号经过转换和计算机处理，获得盘状凸轮18各转角位置对应的径向位移；以此为基础，分析盘状凸轮18的特性与第一随动件21的运动规律。

本实施例的凸轮测量实验台100测量圆柱凸轮19时(图5)，也可以通过计算机控制驱动电机31。在计算机控制下，驱动电机31驱动圆柱凸轮19转动，主轴12之上安装的圆光栅传感器测量圆柱凸轮19转动的角位移，直线光栅传感器测量第二随动件22的线位移；测量信号经过转换和计算机处理，获得圆柱凸轮19各转角位置对应的轴向位移；以此为基础，分析圆柱凸轮19的特性和第二随动件22的运动规律。而直角位移转向装置能够把圆柱凸轮19所引起的轴向位移进行直角转向并传递到第二随动件22，并且直角位移转向装置引入的偏差，利用能够现有技术条件控制到可忽略的程度，所以第二随动件22的运动规律与接触件431的运动规律等同或存在确定的换算关系。进而可以分析圆柱凸轮19的特性与第二随动件22的运动规律。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种位移直角变向装置，其特征在于，包括用于与圆柱凸轮相连的随动机构、用于将所述随动机构沿所述圆柱凸轮轴向移动变换为沿该圆柱凸轮径向移动的变向板和支撑所述变向板的支撑座，所述随动机构安装于所述变向板上，所述变向板滑动安装于所述支撑座上，所述支撑座上设有用于引导所述变向板滑动的轨道，所述轨道沿所述圆柱凸轮的轴向设置，所述变向板远离所述随动机构的一侧设有倾斜于所述轨道的变向面。

2.如权利要求1所述的位移直角变向装置，其特征在于，所述变向面位于所述变向板的一端面。

3.如权利要求1所述的位移直角变向装置，其特征在于，所述随动机构包括用于配合伸入所述圆柱凸轮的凹槽中的接触件和支撑所述接触件的支架，所述支架与所述变向板相连。

4.如权利要求1-3任一项所述的位移直角变向装置，其特征在于，还包括滑动安装于所述轨道上的滑块，所述滑块与所述变向板固定相连。

5.如权利要求1-3任一项所述的位移直角变向装置，其特征在于，所述支撑座上安装有用于防止所述变向板脱落的两个挡板，两个所述挡板分别位于所述轨道两端对应的位置。

6.如权利要求1-3任一项所述的位移直角变向装置，其特征在于，所述支撑座包括立板、固定于所述立板一侧的底板和连接所述立板与所述底板的肋板，所述轨道设于所述立板远离所述底板的一侧面。

7.一种凸轮测量实验台，包括用于支撑盘状凸轮与圆柱凸轮的主轴、支撑所述主轴的支座和用于测量所述盘状凸轮及所述圆柱凸轮的测量机构；其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的位移直角变向装置，所述位移直角变向装置的随动机构与所述圆柱凸轮相连，所述测量机构包括用于配合连接所述盘状凸轮的第一随动件、用于配合抵顶所述位移直角变向装置的所述变向面的第二随动件和用于测量所述第一随动件与所述第二随动件的直线位移传感器。

8.如权利要求7所述的凸轮测量实验台，其特征在于，所述测量机构还包括将所述第一随动件与所述第二随动件的位移传递至所述直线位移传感器的传动组件，所述第一随动件与所述第二随动件与所述传动组件相连。

9.如权利要求8所述的凸轮测量实验台，其特征在于，所述传动组件包括支撑所述第一随动件与所述第二随动件的支撑板、支撑所述支撑板的弹性伸缩杆和用于供所述直线位移传感器测量的检测杆，所述检测杆与所述支撑板固定相连。

10.如权利要求7-9任一项所述的凸轮测量实验台，其特征在于，还包括驱动所述主轴转动的驱动电机。