CN206283429U - 一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，包括驱动系统、内棘轮机构系统、位移放大系统和基座，所述驱动系统包括固定于所述基座上的推动件和线圈，所述推动件由超磁致伸缩材料制成，所述位移放大系统位于所述推动件的伸长端与所述内棘轮机构系统之间，所述推动件的伸长端通过所述位移放大系统带动所述主动棘爪位移。在本实用新型中，通过由超磁致伸缩材料制成的推动件的伸缩效果、位移放大系统对应伸缩位移的放大，使其能推动内棘轮机构系统运动；当无磁场作用时，推动件恢复原来的长度，并且使得内棘轮机构系统中的主动棘爪复位，以此往复，实现自动式间歇传动，且其结构简单，占用空间体积小。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械传动技术领域，更具体地说设置一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构。
背景技术
焦尔在1840年就发现磁性体在被磁化的过程中其外型尺寸会发生变化，后来人们称之为磁致伸缩效应。磁致伸缩材料从一开始磁致伸缩系数只有40×10-6的Ni或者Co晶体发展到磁致伸缩系数达110×10-6的铁氧体材料。磁致伸缩材料的功能性使其发展十分迅猛，尤其是80年代美国、日本等国家争先对其性能、相结构和磁结构做了充分研究，并在此基础上开发了大量的实用器件。磁致伸缩材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强，在室温下机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单，性能更加优越于电磁振动器，如果用于计时装置，响应速度直接决定着该计时器的优越性。
另一方面，内棘轮机构以其结构简单、工作可靠等优点，在各类机械设备中广泛应用，多用于进给、转位或分度、制动、超越、计数等场合。目前，内棘轮机构的传动基本上都是由电机通过曲柄滑块机构带动的，普遍存在着体积较大，结构复杂等缺点。
有鉴于上述不足，有人申请了“一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构”，其包括驱动系统、位移放大系统、棘轮机构系统和基座；该驱动系统包括固定在基座上的超磁致伸缩材料和线圈；该棘轮机构系统包括棘轮及与棘轮配合的主动棘爪和止回棘爪，该棘轮通过销轴连接在基座上，该止回棘爪铰接在基座上；该位移放大系统设置在超磁致伸缩材料的伸长端与棘轮机构系统的主动棘爪之间，用以将超磁致伸缩材料的伸长量放大后带动主动棘爪位移。通过磁场实现超磁致伸缩材料的伸缩，并通过位移放大系统实现伸缩位移的放大，使其能够推动单个棘轮齿运动。
采用上述结构，能够克服现有的由电机通过曲柄滑块机构驱动棘轮机构的结构复杂、占用空间大等缺点，但是最后输出的转动角度效果不明显。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可由超磁致伸缩材料的位移放大和保持功能驱动内棘轮机构系统的间歇机构，以克服现有的由电机通过曲柄滑块机构驱动内棘轮机构系统的结构复杂、占用空间大的缺点，并且进一步放大输出的转动角度。
为解决上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，包括驱动系统、内棘轮机构系统、位移放大系统和基座，所述驱动系统包括固定于所述基座上的推动件和线圈，所述推动件由超磁致伸缩材料制成，所述内棘轮机构系统包括内棘轮、与所述内棘轮相配合的主动棘爪、设置于所述内棘轮的外周面的外齿和与所述外齿相啮合的小齿轮，所述位移放大系统设置于所述推动件的伸长端与所述主动棘爪之间，所述推动件的伸长端通过所述位移放大系统带动所述主动棘爪位移。
所述位移放大系统包括输入杆、输出杆和复位弹簧，所述输入杆和所述输出杆的一端均对应铰接于所述基座上；所述推动件的伸长端靠近所述输入杆和所述基座的铰接处并接触所述输入杆的相应位置，所述输入杆的自由端靠近所述输出杆和所述基座的铰接处并接触所述输出杆的相应位置；所述复位弹簧抵顶于所述输出杆上靠近其自由端的一侧上。
所述输出杆的自由端与一装设在所述内棘轮上的回转件铰接。
所述输入杆和所述输出杆均为L型支杆。
所述推动件的固定端的一侧设有用以调节所述推动件的初始伸长量的预紧螺栓。
所述回转件包括抵靠于所述内棘轮内周面的抵靠部和与所述抵靠部连接在一起并位于所述内棘轮的轴向端面一侧的回转部，所述抵靠部与所述内棘轮的内圈相适配。
采用上述结构后，本实用新型具有以下有益效果：当处于磁场中时，推动件伸长并通过位移放大系统实现伸缩位移的放大，使其推动内棘轮运动，且外齿跟随内棘轮转动，并通过外齿与小齿轮的传动进一步实现转动角度的放大，此时复位弹簧处于压缩状态；当无磁场作用时，推动件恢复原来的长度，并且通过复位弹簧使得内棘轮机构系统中的主动棘爪复位，以此往复，实现自动式间歇传动，且其结构简单，占用空间体积小。
附图说明
图1为本实用新型中驱动系统和位移放大系统的装配图。
图2为本实用新型中内棘轮机构系统的结构示意图。
图3为本实用新型的装配图。
图4为本实用新型中回转件的结构示意图。
图5为本实用新型的前进运动图。
图中：
1-驱动系统 11-推动杆；
12-线圈 13-预紧螺栓；
2-位移放大系统 21-输出杆；
22-输入杆 23-复位弹簧；
3-内棘轮系统 31-内棘轮；
32-主动棘爪 321-棘爪头；
322-套筒 33-外齿；
34-小齿轮 35-推顶弹簧；
36-定位销 37-预紧螺栓；
38-回转件 381-抵靠部；
382-回转部 383-通孔；
39-销轴 4-基座；
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
本实用新型一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，如图1-5所示，包括驱动系统1、位移放大系统2、内棘轮系统3和基座4。
具体的，如图1-2所示，驱动系统1包括推动杆11和线圈12，此推动杆11由超磁致伸缩材料制成，推动杆11的一端和线圈12均固定于基座4上，以推动杆的此端为其固定端，基座4上对应于推动杆11的固定端所在的位置开设有供预紧螺栓13穿设的安装孔，使得预紧螺栓13安装于此安装孔内并且预紧螺栓13的相应端抵顶于推动杆11的固定端，此预紧螺栓13用以调节推动杆11的初始伸长量，同时推动杆11的伸长端抵顶于位移放大系统2上。内棘轮系统3包括内棘轮31、与内棘轮31相配合的主动棘爪32、设置于此内棘轮31外周面的外齿33和与外齿33相啮合的小齿轮34，内棘轮31和外齿33一体成型，小齿轮34通过销轴39固定于基座4上。其中，推动杆11还可换成其他常见的由超磁致伸缩材料制成的推动部件。
如图1所示和如图3所示，所述位移放大系统2设置于推动杆11的伸长端与主动棘爪32之间，用以将推动杆11的伸长端放大后带动主动棘爪32转动，在本实施例中，此位移放大系统2为二级放大结构。具体的，位移放大系统2包括输入杆21、输出杆22和复位弹簧23，输入杆21和输出杆22均为L型支杆，此输入杆21和输出杆22的一端均对应铰接于所述基座4上，输入杆21的自由端靠近输出杆22和基座4的铰接处并与输出杆22的对应位置相接触，且推动杆的伸长端靠近输入杆21和基座4的铰接处并与输入杆21的对应位置相接触，输出杆22的自由端铰接于回转件38上，复位弹簧23的一端抵顶在输出杆22上靠近其自由端的一侧上，复位弹簧23的另一端设置于基座4的相应位置上。其中，推动杆11的伸长端抵顶于位移放大系统2中的输入杆21上。
进一步，如图2-4所示，主动棘爪32包括与内棘轮31的内棘齿相配合的棘爪头321和供一推顶弹簧35套入的套筒322，此套筒322的一端部连接棘爪头321，套筒322的另一端设置有预紧螺栓37，推顶弹簧35的对应端抵顶于预紧螺栓37上，在本实施例中棘爪头321与套筒322一体成型。
进一步，以内棘轮31对应于主动棘爪32所在的位置为内棘轮31的内圈，内棘轮31上安装有回转件38，此回转件38包括与内棘轮31的内圈相抵靠的抵靠部381和与抵靠部381连接在一起的回转部382，抵靠部381和回转部382的横向截面均为圆形，且回转部382的直径大于抵靠部381的直径，抵靠部381与内棘轮31的内圈相适配。当回转件38安装后，抵靠部381的外周面抵靠于内棘轮31的内周面，回转部382位于内棘轮31轴向端面的一侧，并且回转部382与所述输出杆22的自由端进行铰接。抵靠部381上开设有供套筒322套入的通孔383，当套筒322套入通孔383内后，此时棘爪头321凸出于通孔383的相应面并与内棘轮31的内棘齿相配合，预紧螺栓37与通孔383的另一面齐平，使得预紧螺栓37对应抵靠于内棘轮31的内周面上。其中，预紧螺栓37用来调节推顶弹簧35的压缩量，使得主动棘爪32通过简单操作即可安装于内棘轮31上；并且棘爪头321与推顶弹簧35之间设置有定位销36。较佳的，回转件38将内棘轮31的内圈遮盖住。
如图1-3所示和如图5所示，以图3所示的方位为参考方向，此间歇机构运动过程为：当线圈12得电产生磁场时，推动杆11的伸长端在磁场的作用下伸长，并且推动杆11的伸长端将推动输入杆21向下摆动，此为第一级位移放大，此时输入杆21的自由端向右移动，并带动输出杆22的自由端沿其铰接处向右上方摆动，此为第二级位移放大，通过位移放大系统2的一、二两级的放大后，输出杆22的自由端将带动回转件38逆时针转动，并使得主动棘爪32向右摆动，以驱动内棘轮31逆时针转动，同时外齿33也跟随内棘轮31逆时针转动，从而使外齿33与小齿轮34啮合传动，进一步将输出的转动角度放大，此时复位弹簧23呈压缩状态。在复位运动时，线圈12失电，使推动杆11处于无磁场状态中，推动杆11恢复原来长度，且复位弹簧23复位并在弹性力的作用下带动输出杆22向左摆动，此时输入杆21在输出杆22的作用下返回原位，为下一次的前进运动做准备，以此往复，实现自动式间歇传动。
与现有技术相比，本实用新型克服了现有的由电机通过曲柄滑块机构来驱动内棘轮机构系统存在的结构复杂、占用空间大的缺点，并且通过内棘轮系统可进一步放大输出的转动角度。
上述实施例和附图并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (4)
1.一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，其特征在于：包括驱动系统、内棘轮机构系统、位移放大系统和基座，所述驱动系统包括固定于所述基座上的推动件和线圈，所述推动件由超磁致伸缩材料制成，所述内棘轮机构系统包括内棘轮、与所述内棘轮相配合的主动棘爪、设置于所述内棘轮的外周面的外齿和与所述外齿相啮合的小齿轮，所述位移放大系统设置于所述推动件的伸长端与所述主动棘爪之间，所述推动件的伸长端通过所述位移放大系统带动所述主动棘爪位移；
所述主动棘爪包括与所述内棘轮相配合的棘爪头和供一推顶弹簧套入的套筒，所述套筒的一端部与所述棘爪头相连接，所述套筒的另一端设有预紧螺栓，所述推顶弹簧的对应端抵顶于所述预紧螺栓上；还包括回转件，所述回转件安装于所述内棘轮上，所述回转件包括抵靠于所述内棘轮内周面的抵靠部和与所述抵靠部连接在一起并位于所述内棘轮的轴向端面一侧的回转部，所述抵靠部与所述内棘轮的内圈相适配，所述回转部与所述位移放大系统中的输出杆的自由端相铰接，所述抵靠部上开设有供所述套筒套入的通孔，所述棘爪头凸出于所述通孔的相应面并与所述内棘轮的内棘齿相配合。
2.根据权利要求1所述的一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，其特征在于：所述位移放大系统包括输入杆、输出杆和复位弹簧，所述输入杆和所述输出杆的一端均对应铰接于所述基座上；所述推动件的伸长端靠近所述输入杆和所述基座的铰接处并接触所述输入杆的相应位置，所述输入杆的自由端靠近所述输出杆和所述基座的铰接处并接触所述输出杆的相应位置；所述复位弹簧抵顶于所述输出杆上靠近其自由端的一侧上。
3.根据权利要求2所述的一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，其特征在于：所述输入杆和所述输出杆均为L型支杆。
4.根据权利要求1所述的一种超磁致伸缩材料驱动的间歇机构，其特征在于：所述推动件的固定端的一侧设有用以调节所述推动件的初始伸长量的预紧螺栓。
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