CN217017114U

CN217017114U - 一种往复运动机构

Info

Publication number: CN217017114U
Application number: CN202121368804.9U
Authority: CN
Inventors: 陈卫兵
Original assignee: Shenzhen Rongde Robot Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Rongde Robot Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2031-06-18

Abstract

本申请涉及一种往复运动机构，其包括机架，机架固定设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上设置有摆动杆，摆动杆上滑移设置有第一滑块，第一滑块设置有滑移柱，机架设置有调节板，调节板设置有弧形滑移槽，滑移柱与弧形滑移槽滑移配合；弧形滑移槽具有换向段和匀速段，换向段的位置高于匀速段的位置；滑移柱转动设置有牵引滑杆，牵引滑杆滑移设置有第二滑块，第二滑块固定设置有第三滑块，机架设置有工作滑轨，第三滑块与工作滑轨滑移配合。摆动杆在驱动电机的作用下进行摆动，滑移柱沿着弧形滑移槽切线方向的运动分力与驱动电机驱动摆动杆的作用力之间的夹角更小，第一滑块带动第二滑块水平运动，驱动电机驱动第一滑块的驱动效率更高。

Description

一种往复运动机构

技术领域

本申请涉及机械传动技术领域，尤其是涉及一种往复运动机构。

背景技术

往复运动是机械传动中较为常见的一种运动，由于往复运动的运动主体在一段时间内呈周期性规律运动，因此，往复运动在很多领域内均有相关的应用。在喷涂领域，需要使用喷涂枪在待喷涂表面进行往复喷涂。为了保证喷涂效果的均匀性，往往需要保证喷涂枪匀速进行喷涂。

相关技术手段公开了一种喷涂机构，参照附图1和附图2，喷涂机构包括变功率驱动电机1’、驱动杆2’、工作滑轨3’、第一滑块4’、第二滑块5’以及喷涂枪，驱动杆2’的一端同轴固定于变功率驱动电机1’的输出轴上，驱动杆2’受变功率驱动电机1’驱动在竖直平面内摆动。第一滑块4’与驱动杆2’滑移配合，第二滑块5’与工作滑轨3’滑移配合，第一滑块4’与第二滑块5’转动连接，喷涂枪固定设置于第二滑块5’上。该机构为摇杆滑块机构，是往复运动机构的一种。喷涂枪在往复运动的过程中存在死点，死点的速度为零。为了保证喷涂枪在喷涂过程中能够尽快从死点位置加速到恒定速度V1，因此，在死点的位置，变功率驱动电机1’需要输出较大扭矩用于对驱动杆2’进行加速，以缩短加速时间t1。

针对上述技术手段，参照附图1可知，在死点位置，变功率驱动电机1’对驱动杆2’的驱动力F1存在两个方向的分力，分别是竖直方向上的F11和水平方向上的F12，其中，竖直分力F11被工作滑轨3’的抵挡力抵消，只有水平分力F12用于驱动喷涂枪进行加速，故变功率驱动电机1’存在利用效率不高的问题。

实用新型内容

为了提高变功率驱动电机的利用效率，本申请提供一种往复运动机构。

本申请提供的一种往复运动机构，采用如下的技术方案：

一种往复运动机构，包括机架，机架固定设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上同轴固定设置有摆动杆，摆动杆上滑移设置有第一滑块，第一滑块设置有滑移柱，机架设置有调节板，调节板设置有弧形滑移槽，滑移柱与弧形滑移槽滑移配合；

弧形滑移槽具有换向段和匀速段，换向段的位置高于匀速段的位置；

滑移柱转动设置有牵引滑杆，牵引滑杆滑移设置有第二滑块，第二滑块固定设置有用于固定喷涂枪或其他工作部件的第三滑块，机架设置有工作滑轨，第三滑块与工作滑轨滑移配合。

通过采用上述技术方案，摆动杆在驱动电机的作用下进行摆动，第一滑块与摆动杆滑移配合，滑移柱设置于第一滑块上，由于滑移柱与弧形滑移槽滑移配合，滑移柱从换向段滑移至匀速段的过程中，驱动电机驱动摆动杆的作用力与摆动杆垂直，换向段的高度高于匀速段的高度，因此，相较于将驱动电机驱动摆动杆的作用力直接向水平方向分解，滑移柱沿着弧形滑移槽切线方向的运动分力与驱动电机驱动摆动杆的作用力之间的夹角更小，第一滑块带动第二滑块水平运动，驱动电机驱动第一滑块的驱动效率更高。

可选的，第三滑块固定设置有工作固定杆。

通过采用上述技术方案，工作固定杆能够延长喷涂枪或其他工作部件的安装位置，相比于直接将喷涂枪或其他工作部件安装到第二滑块上，工作固定杆具有更长的安装位置，能够使得喷涂枪或其他工作部件的安装更加稳定。

可选的，滑移柱上转动设置有滚动轮，滚动轮的外周面与弧形滑移槽滚动配合。

通过采用上述技术方案，滚动轮能够将滑移柱与弧形滑移槽之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，从而减小滑移柱与弧形滑移槽之间的摩擦损耗，提高该运动机构的传动效率。

可选的，摆动杆的侧面设置有加强杆，加强杆与摆动杆固定连接。

通过采用上述技术方案，固定设置在摆动杆侧边的加强杆能够加强摆动杆的刚性，优化摆动杆在工作过程中的出现变形的问题，提高摆动杆的使用寿命。

可选的，驱动电机的输出轴上同轴固定设置有扭力转盘，扭力转盘与摆动杆以及加强杆固定连接。

通过采用上述技术方案，扭力转盘与摆动杆以及加强杆均固定连接，以使得驱动电机的转动扭矩能够充分传递到摆动杆上，提高驱动电机的驱动效率。

可选的，加强杆设置有连接板，连接板同时与摆动杆以及加强杆固定连接。

通过采用上述技术方案，连接板同时与摆动杆预计加强杆固定连接，以使得摆动杆与加强杆连成一体，在摆动杆摆动的过程中，加强杆起到辅助支撑的作用。

可选的，调节板与机架可拆卸连接，调节板设置有固定孔，机架上设置有安装孔，安装孔设置有锁紧手柄，锁紧手柄包括连接部与锁紧部，连接部与锁紧部转动配合，连接部与安装孔螺纹配合；锁紧部靠近连接部所在的一侧设置有锁紧凸轮，锁紧凸轮与调节板靠近连接部所在的一侧抵接。

通过采用上述技术方案，调节板与机架可拆卸连接，锁紧凸轮的连接部与机架的安装孔螺纹连接，通过控制锁紧凸轮压紧于调节板上，以使得调节板的安装非常方便。通过将锁紧手柄从安装孔内拆卸下来，即能够将调节板从机架上拆卸下来，方便对调节板进行维护与更换。

可选的，锁紧凸轮设置有卡紧槽，固定孔靠近连接部所在侧的开口端面具有卡紧部，卡紧部与卡紧槽卡接配合。

通过采用上述技术方案，卡紧槽与卡紧部卡接配合，以使得锁紧手柄在锁定过程中，具有一个明确的锁紧位置，并且，卡紧槽与卡紧部卡接配合，以使得锁紧手柄的锁紧部具有防松功能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.滑移柱从换向段滑移至匀速段的过程中，驱动电机驱动摆动杆的作用力与摆动杆垂直，换向段的高度高于匀速段的高度，相较于将驱动电机驱动摆动杆的作用力直接向水平方向分解，滑移柱沿着弧形滑移槽切线方向的运动分力与驱动电机驱动摆动杆的作用力之间的夹角更小，第一滑块带动第二滑块水平运动，驱动电机驱动第一滑块的驱动效率更高；

2.扭力转盘能够使得驱动电机的转动扭矩充分传递到摆动杆上，提高驱动电机的驱动效率；

3.锁紧凸轮的连接部与机架的安装孔螺纹连接，通过转动锁紧手柄的锁紧部，以使得锁紧手柄的安装过程非常方便，将锁紧手柄的连接部旋转到位后，控制锁紧凸轮压紧于调节板上。通过将锁紧手柄从安装孔内拆卸下来，即能够将调节板从机架上拆卸下来，方便对调节板进行维护与更换。卡紧槽与卡紧部卡接配合，以使得锁紧手柄在锁定过程中，具有一个明确的锁紧位置，并且，卡紧槽与卡紧部卡接配合，以使得锁紧手柄的锁紧部具有防松功能。

附图说明

图1是背景技术中喷涂机构的受力分析图；

图2是背景技术中变功率驱动电机驱动喷涂枪运动的速度与时间之间的关系图；

图3是本申请实施例中运动机构的整体结构示意图；

图4是本申请实施例中摆动组件的结构示意图；

图5是本申请实施例中牵引组件的连接结构示意图；

图6是本申请实施例中运动机构的受力分析图；

图7是本申请实施例中锁紧手柄的结构示意图。

附图标记说明：1’、变功率驱动电机；2’、驱动杆；3’、工作滑轨；4’、第一滑块；5’、第二滑块；、6’喷涂枪；

1、机架；11、上横梁；12、上纵梁；13、前竖梁；131、安装孔；14、后竖梁；15、下横梁；16、下纵梁；2、摆动组件；21、驱动电机；22、摆动杆；23、第一滑轨；24、第一滑块；25、加强杆；26、扭力转盘；27、连接板；3、牵引组件；31、滑移柱；311、滚动轮；32、调节板；321、弧形滑移槽；3211、换向段；3212、匀速段；322、固定孔；3221、卡紧部；33、牵引滑杆；34、牵引滑轨；4、工作组件；41、第二滑块；42、第三滑块；43、工作滑轨；44、工作固定杆；5、锁紧手柄；51、连接部；52、锁紧部；521、锁紧凸轮；5211、卡紧槽。

具体实施方式

以下结合附图3-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种往复运动机构。参照图3，一种往复运动机构包括机架1，机架1上设置有摆动组件2、牵引组件3以及工作组件4。

参照图3，机架1包括上横梁11、上纵梁12、前竖梁13、后竖梁14、下横梁15以及下纵梁16，其中，上纵梁12与下纵梁16平行，前竖梁13与后竖梁14固定安装于上纵梁12与下纵梁16之间。

参照图3和图4，摆动组件2包括驱动电机21，驱动电机21的输出轴上同轴固定设置有扭力转盘26，扭力转盘26上固定设置有摆动杆22，摆动杆22上固定安装有第一滑轨23，第一滑轨23上滑移设置有第一滑块24。在本实施例中，驱动电机21安装于上横梁11上，驱动电机21设置为变功率电机。

参照图3和图4，为了加强摆动杆22的刚性，优化摆动杆22在工作过程中的出现变形的问题，提高摆动杆22的使用寿命，在摆动杆22的两侧安装加强杆25，加强杆25与摆动杆22固定连接。在摆动杆22的表面安装连接板27，连接板27将摆动杆22与加强杆25固定连接，以使得摆动杆22与加强杆25连成一体，在摆动杆22摆动的过程中，加强杆25起到辅助支撑的作用。在本实施例中，摆动杆22以及加强杆25使用铝型材加工而成，摆动杆22以及加强杆25通过铝型材紧固件进行相互固定。

参照图3和图5，牵引组件3包括滑移柱31、调节板32、牵引滑杆33以及牵引滑轨34，滑移柱31固定安装于第一滑块24上，牵引滑杆33的一端转动安装于滑移柱31上，牵引滑杆33上固定安装有牵引滑轨34。调节板32固定安装于机架1的前竖梁13上，调节板32上设置有弧形滑移槽321，在本实施例中，弧形滑移槽321呈圆弧状设置。弧形滑移槽321具有换向段3211和匀速段3212，其中，换向段3211位于弧形滑移槽321长度方向的两侧，匀速段3212位于两个换向段3211之间，且换向段3211的高度高于匀速段3212的高度。

参照图3和图5，滑移柱31上转动设置有滚动轮311，滚动轮311的外周面与弧形滑移槽321滚动配合。滚动轮311能够将滑移柱31与弧形滑移槽321之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，从而减小滑移柱31与弧形滑移槽321之间的摩擦损耗，提高该运动机构的传动效率。

参照图3和图5，工作组件4包括第二滑块41、第三滑块42、工作滑轨43以及工作固定杆44，第二滑块41滑移设置于牵引滑轨34上，第三滑块42与第二滑块41通过螺栓固定连接。工作滑轨43固定于下横梁15上，在本实施例中，工作滑轨43水平设置。第三滑块42与工作滑轨43滑移连接，工作固定杆44固定安装于第三滑块42上，工作固定杆44能够延长喷涂枪或其他工作部件的安装位置，工作固定杆44具有更长的安装位置，能够使得喷涂枪或其他工作部件的安装更加稳定。

参照图5和图6，为了使得工作固定杆44从死点位置的零速度快速加速到恒定速度V1，则需要缩短加速时间t1，以使得喷涂枪的匀速喷涂时间更长，提高喷涂枪的喷涂质量。在死点位置，驱动电机21对摆动杆22输出同样的驱动力F1,由于滑移柱31沿着弧形滑移槽321进行移动，因此，第一滑块24在死点位置的运动方向为该死点位置沿着弧形滑移槽321的切线方向，驱动力F1沿着第一滑块24的运动方向的分力为F12。由于弧形滑移槽321的换向段3211高于匀速段3212，分力F12的方向为该死点位置沿着弧形滑移槽321的切线方向，相比于直接将驱动力F1进行水平分解，驱动力F1与分力F12之间的夹角更小，所以沿着弧形滑移槽321切线方向的分力F12更大。

参照图5和图6，由于第一滑块24通过牵引滑杆33驱动第二滑块41，第二滑块41与第三滑块42固定连接，工作固定杆44固定安装于第三滑块42上，第三滑块42沿着工作滑轨43水平运动，因此，第一滑轨23上的分力F12沿着水平方向分解为F122,分力F122驱动第一滑块24的运动加速度与第一滑块24驱动工作固定杆44的运动加速度相同。相比于直接将驱动力F1进行水平分解，分力F12与水平分力F122之间的夹角更小，所以水平分力F122更大，第一滑块24驱动工作固定杆44的运动加速度更大，工作固定杆44从死点位置的零速度快速加速到恒定速度V1所需要的加速时间t1更短，驱动电机21的利用效率更高。

值得一提的是，按照受力分解原理，在第一滑块24和工作固定杆44之间设置若干曲率依次增大的弧形滑移槽321和与弧形滑移槽321相对应的滑块，再通过滑轨将各个滑块进行水平传动连接，能够将驱动力F1向水平方向进行无限分解，以使得驱动力F1无限趋近于水平分力，从而使得驱动电机21的利用效率达到最高。但是，考虑到零件增多，随着运动副的增多，各运动副之间的摩擦力总和也会慢慢增大，因此，逐渐增大的摩擦力总和会损耗该运动机构的传动效率。

参照图3和图7，调节板32的两侧分别设置有固定孔322，前竖梁13上设置有安装孔131，安装孔131与固定孔322数量相同且一一对应。安装孔131上设置有锁紧手柄5，锁紧手柄5包括连接部51与锁紧部52，连接部51与锁紧部52转动配合。连接部51与安装孔131螺纹配合，锁紧部52靠近连接部51所在的一侧设置有锁紧凸轮521，锁紧凸轮521与调节板32靠近连接部51所在的一侧抵接，通过控制锁紧凸轮521压紧于调节板32上，以使得调节板32的安装非常方便。锁紧凸轮521设置有卡紧槽5211，固定孔322靠近连接部51所在侧的开口端面具有卡紧部3221，卡紧部3221与卡紧槽5211卡接配合，以使得锁紧手柄5的锁紧部52具有防松功能。

本申请实施例一种往复运动机构的实施原理为：在死点位置，驱动电机21对摆动杆22输出同样的驱动力F1,滑移柱31沿着弧形滑移槽321进行移动，第一滑块24在死点位置的运动方向为该死点位置沿着弧形滑移槽321的切线方向，驱动力F1沿着第一滑块24的运动方向的分力为F12。弧形滑移槽321的换向段3211高于匀速段3212，分力F12的方向为该死点位置沿着弧形滑移槽321的切线方向，相比于直接将驱动力F1进行水平分解，驱动力F1与分力F12之间的夹角更小，所以沿着弧形滑移槽321切线方向的分力F12更大。第一滑块24通过牵引滑杆33驱动第二滑块41，第二滑块41与第三滑块42固定连接，工作固定杆44固定安装于第三滑块42上，第三滑块42沿着工作滑轨43水平运动，第一滑轨23上的分力F12沿着水平方向分解为F122,分力F122驱动第一滑块24的运动加速度与第一滑块24驱动工作固定杆44的运动加速度相同。相比于直接将驱动力F1进行水平分解，分力F12与水平分力F122之间的夹角更小，水平分力F122更大，第一滑块24驱动工作固定杆44的运动加速度更大，工作固定杆44从死点位置的零速度快速加速到恒定速度V1所需要的加速时间t1更短，驱动电机21的利用效率更高。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围。其中，相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种往复运动机构，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)固定设置有驱动电机(21)，所述驱动电机(21)的输出轴上同轴固定设置有摆动杆(22)，所述摆动杆(22)上滑移设置有第一滑块(24)，所述第一滑块(24)设置有滑移柱(31)，所述机架(1)设置有调节板(32)，所述调节板(32)设置有弧形滑移槽(321)，所述滑移柱(31)与所述弧形滑移槽(321)滑移配合；

所述弧形滑移槽(321)具有换向段(3211)和匀速段(3212)，所述换向段(3211)的位置高于所述匀速段(3212)的位置；

所述滑移柱(31)转动设置有牵引滑杆(33)，所述牵引滑杆(33)滑移设置有第二滑块(41)，所述第二滑块(41)固定设置有用于固定喷涂枪或其他工作部件的第三滑块(42)，所述机架(1)设置有工作滑轨(43)，所述第三滑块(42)与所述工作滑轨(43)滑移配合。

2.根据权利要求1所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述第三滑块(42)固定设置有工作固定杆(44)。

3.根据权利要求1所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述滑移柱(31)转动设置有滚动轮(311)，所述滚动轮(311)的外周面与所述弧形滑移槽(321)滚动配合。

4.根据权利要求1所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述摆动杆(22)的侧面设置有加强杆(25)，所述加强杆(25)与所述摆动杆(22)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述驱动电机(21)的输出轴上同轴固定设置有扭力转盘(26)，所述扭力转盘(26)与所述摆动杆(22)以及所述加强杆(25)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述加强杆(25)设置有连接板(27)，所述连接板(27)同时与所述摆动杆(22)以及加强杆(25)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述调节板(32)与所述机架(1)可拆卸连接，所述调节板(32)设置有固定孔(322)，所述机架(1)上设置有安装孔(131)，所述安装孔(131)设置有锁紧手柄(5)，所述锁紧手柄(5)包括连接部(51)与锁紧部(52)，所述连接部(51)与所述锁紧部(52)转动配合，所述连接部(51)与所述安装孔(131)螺纹配合；所述锁紧部(52)靠近所述连接部(51)所在的一侧设置有锁紧凸轮(521)，所述锁紧凸轮(521)与所述调节板(32)靠近所述连接部(51)所在的一侧抵接。

8.根据权利要求7所述的一种往复运动机构，其特征在于，所述锁紧凸轮(521)设置有卡紧槽(5211)，所述固定孔(322)靠近所述连接部(51)所在侧的开口端面具有卡紧部(3221)，所述卡紧部(3221)与所述卡紧槽(5211)卡接配合。