CN217130071U - 一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构，其包括：基座支架、零件支架、主动连杆、传动杆和被动连杆。其中，基座支架上设有若干个第一铰接孔；零件支架上设有若干个第二铰接孔；主动连杆的首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，主动连杆的尾端通过传动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接，所述传动销轴穿过第一铰接孔而与动力输入装置连接；传动杆的首端与传动销轴连接，其尾端与主动连杆连接，所述传动销轴的转动带动传动杆的首端同步转动；被动连杆，其首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，并且/或者被动连杆的尾端通过对应的转动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接。

Description

一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构

技术领域

本实用新型涉及一种传动装置，尤其涉及一种多连杆机构。

背景技术

目前，在大多数汽车零部件开发过程中，若要进行技术方案的试验测试，一般都是经由设计人员专门设计和制作一套试验装置，基于这种特定需求所设计出的试验装置仅适用于特定项目、特定车型、特定零部件。

例如，在对全新设计的尾翼铰接机构技术方案进行验证时，就需要制作出对应的物理样机。由于，在制作样机之前，仅在电脑里进行过仿真分析，因此实际制作出来的铰接机构样件存在着运动不平顺、铰接处易松动、刚度不足等诸多问题。

当开发任务完成后，上述铰接机构样件基本就只能报废处理。这一过程显著增加了开发费用，不仅是铰接机构样件的制作成本，还有设计成本、时间周期成本、沟通协调成本、待报废件仓储成本等。

此外，在汽车零部件开发过程中，许多设计方案本来就存在多次更改调整的可能性，若采用的是一套不具备柔性化或柔性化程度比较低的装置，则在实际使用中，一定会带来诸多不便，费用投入也会持续增加。

因此，为了解决上述现有技术所存在的技术问题，本实用新型提出了一种能够自由组合变换的多连杆机构，其结构简单、制造成本较低、通用性高且拓展性好，能够模拟汽车上常见开合类零部件的铰接机构，从而帮助工程师在项目前期对新型铰接方案进行测试和验证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构，该多连杆机构的结构简单，制造成本低，体积小，重量轻，且坚固耐用，其采用模块化、柔性化设计，具有较好的通用性以及很强的拓展性。采用该多连杆机构能够模拟汽车上常见开合类零部件的铰接机构，从而帮助工程师在项目前期对新型铰接方案进行测试和验证。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构，其包括：

基座支架，其上设有若干个第一铰接孔；

零件支架，其上设有若干个第二铰接孔；

主动连杆，其首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，主动连杆的尾端通过传动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接，所述传动销轴穿过第一铰接孔而与动力输入装置连接；

传动杆，其首端与传动销轴连接，其尾端与主动连杆连接，所述传动销轴的转动带动传动杆的首端同步转动；

被动连杆，其首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，并且/或者被动连杆的尾端通过对应的转动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接。

在本实用新型的上述技术方案中，发明人合理地设计了一种能够自由组合变换的多连杆机构，其能够模拟汽车上常见开合类零部件的铰接机构，从而帮助工程师在项目前期对新型铰接方案进行测试和验证。

该多连杆机构的结构简单，制造成本低，体积小，重量轻，且坚固耐用，其通过模块化、柔性化设计，具有较好的通用性以及很强的拓展性。

在实际使用时，操作人员可以对主动连杆和被动连杆进行自由组合变换，进而可以模拟各种零部件的铰接机构，其变换过程简单易操作，具有良好的推广前景和应用价值。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述主动连杆上开设有若干个第三铰接孔；所述被动连杆的首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，其尾端与主动连杆上的若干个第三铰接孔中的一个铰接。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述主动连杆包括成对设置的两个第一连杆，该两个第一连杆分别设于基座支架的两侧，两个第一连杆之间通过螺栓连接。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述被动连杆包括成对设置的两个第二连杆，该两个第二连杆分别设于基座支架的两侧，两个第二连杆之间通过螺栓连接。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述传动销轴通过径向向外凸出的花键与传动杆的首端连接。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述传动杆的尾端通过螺栓与主动连杆连接。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，其还包括滑环，其设于主动连杆或被动连杆与基座支架或零件支架之间。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述滑环为聚四氟乙烯滑环。

在本实用新型中，滑环能够介于连杆(包括主动连杆和被动连杆)与基座支架和零件支架间，从而起到支撑和润滑的作用。为确保滑环的使用效果，制作滑环的材料需要具备一定的耐磨性，并具有自润滑的效果，例如聚四氟乙烯材料。

此外，滑环还能对本实用新型所述的多连杆机构提供一定的摩擦阻尼。当主动连杆和/或被动连杆包括成对设置的两个连杆，采用双连杆并列、夹紧的布置方式时，通过调整连接两个连杆的螺栓的预紧力，可以改变两个连杆对滑环、基座支架、零件支架之间的接触压力，进而能够调节对应的铰接区域的摩擦阻尼。这也意味着可以对铰接机构的摩擦阻尼进行模拟和测试，这也是本实用新型特色优势之一。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，其还包括轴承环，其设于第一铰接孔或第二铰接孔与转动销轴或传动销轴之间。

在本实用新型中，多连杆机构还可以进一步地设置轴承环，相比于基座支架和零件支架上的第一铰接孔或第二铰接孔，轴承环的硬度更高、精度更好，可以让多连杆机构转动更加平顺、稳定，使用寿命也更长。

进一步地，在本实用新型所述的多连杆机构中，所述转动销轴和/或传动销轴上设有卡环，以限制转动销轴和/或传动销轴的轴向位移。

在本实用新型中，卡环可以在转动销轴和/或传动销轴的轴向方向上成对地布置，转动销轴和/或传动销轴两端可以设有卡环槽，用以安装卡环，以限制转动销轴和/或传动销轴的轴向位移，避免其从一侧滑出。

相较于现有技术，本实用新型所述的一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构具有如下所述的优点和有益效果：

(1)在本实用新型所设计的多连杆机构中，基于主动连杆和被动连杆的调整，可自由组合出多种形态，其能够模拟汽车上常见开合类零件的铰接机构，包括单轴铰接、多连杆铰接。

(2)本实用新型所设计的多连杆机构的结构简单，形态变换过程易于操作，除少数零部件需要解决工具外，剩余操作均可以由操作人员徒手完成，且无需加工新零件，降低开发费用。

(3)本实用新型所设计的多连杆机构，采用了大量相同规格的零件，其经由简易结构的零件能够组合出复杂的功能。此外，采用该多连杆机构同时也显著降低了加工制造成本、后期维护成本、迭代升级成本。

(4)在本实用新型所设计的多连杆机构中，可以采用双连杆并列、夹紧的布置方式，其主动连杆可以包括成对设置的两个第一连杆，被动连杆同样可以包括成对设置的两个第二连杆。这种结构十分牢靠，不易松动，且连杆与支架铰接区域的阻尼可调，其能够通过螺栓拧紧力来调节，这也意味着可以对铰接机构的摩擦阻尼进行模拟和测试。

(5)本实用新型所设计的变速机构，大多数零部件都基于模块化、标准化的思路设计，其具备较高的通用性，可以重复使用。

综上，本实用新型设计了一种可自由组合变换的多连杆机构，该多连杆机构能够很方便地模拟汽车上常见开合类零部件的铰接机构，从而帮助工程师在前期对铰接机构方案进行模拟、验证、测试和优化。

附图说明

图1为本实用新型所述的多连杆机构在一种实施方式下的一种视角下的结构示意图。

图2为图1所示多连杆机构在另一种视角下的结构示意图。

图3示意性地显示了图1所示多连杆机构中的主动连杆、传动杆以及传动销轴的结构连接图。

图4为图1所示多连杆机构中的局部剖视图。

图5为图4所示剖视结构的局部放大图。

图6示意性地显示了在第一种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图7示意性地显示了在第二种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图8示意性地显示了在第三种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图9示意性地显示了在第四种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图10示意性地显示了在第五种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图11为本实用新型所述的多连杆机构在另一种实施方式下的结构示意图。

图12示意性地显示了在第六种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型所述的多连杆机构做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本实用新型的技术方案构成不当限定。

图1为本实用新型所述的多连杆机构在一种实施方式下的一种视角下的结构示意图。

图2为图1所示多连杆机构在另一种视角下的结构示意图。

如图1和图2所示，在本实施方式中，本实用新型所述的多连杆机构包括：基座支架1、零件支架9、主动连杆10、传动杆3以及被动连杆5。其中，基座支架1上设置有多个第一铰接孔101；零件支架9设置有多个第二铰接孔901。

在本实用新型中，基座支架1能够安装在试验平台上，零件支架9能够用于连接目标零件。同时，基座支架1也是本实用新型所述多连杆机构的其余零部件的安装基础，在设计时，该基座支架1可以设计成对称结构。

此外，进一步参阅图1和图2可以看出，在本实施方式中，主动连杆10的首端通过对应的转动销轴4能够与第二铰接孔901中的一个铰接，主动连杆10的尾端通过传动销轴2能够与第一铰接孔101中的一个铰接，且该传动销轴2能够穿过第一铰接孔101，并与动力输入装置进行连接。

相应地，在本实施方式中，传动杆3的首端能够与传动销轴2连接，其尾端与主动连杆10连接。通过这种设置，可以在动力输入装置带动传动销轴2绕自身轴心转动时，确保带动传动杆3的首端也能同步转动。

为了进一步剖析主动连杆10、传动杆3以及传动销轴2三者间的连接结构，发明人隐去了基座支架1，并给出了三者之间的具体结构配合关系，其结构示意图如下述图3所示。

图3示意性地显示了图1所示多连杆机构中的主动连杆、传动杆以及传动销轴的结构连接图。

如图3所示，在本实施方式中，为了确保传动杆3与传动销轴2实现同步转动，在传动销轴2上还包括一段径向向外凸出的花键201，利用该花键201可以实现传动销轴2与传动杆3的首端连接，进而有效传递动力。

由此，在本实用新型中，传动销轴2主要起到两个作用：一是作为圆柱副连接基座支架1和主动连杆10，以使主动连杆10的尾端能够与基座支架1上的一个第一铰接孔101铰接；二是外接动力输入装置的动力输出轴，把驱动力传递给传动杆3。

此外，需要注意的是，在该实施方式中，在传动杆3的尾端上还开设有螺栓孔301，通过该螺栓孔301，利用螺栓连接可以实现传动杆3尾端与主动连杆10的连接紧固，并利用螺栓传递动力至主动连杆10。

相应地，进一步参阅图1和图2可以看出，在本实施方式中，多连杆机构中的被动连杆5首端能够利用对应的转动销轴4与零件支架9上的第二铰接孔901中的一个铰接，并且被动连杆5的尾端能够利用对应的转动销轴4与基座支架1上的第一铰接孔101中的一个铰接。

为了便于观察被动连杆5与基座支架1和零件支架9的连接配合方式，发明人对本实用新型所述的多连杆机构进行了剖析，进而得到了下述图4所示的局部剖视图。

图4为图1所示多连杆机构中的局部剖视图。

图5为图4所示剖视结构的局部放大图。

结合参阅图4和图5可以看出，与传动销轴2不同，本实用新型所采用的转动销轴4并没有花键，且其长度更短；利用转动销轴4可以通过转动副连接，将被动连杆5与零件支架9和基座支架1上设有的铰接孔进行铰接。

此外，进一步参阅图4和图5可以看出，在本实施方式中，本实用新型所述的多连杆机构还包括有：滑环6、轴承环7和卡环8。

需要说明的是，在本实施方式中，滑环6能够安装于转动销轴4和传动销轴2上，其能够介于连杆(包括主动连杆10和被动连杆5)与基座支架1和零件支架9之间，从而起到支撑和润滑的作用。制作滑环6的材料需要具备一定的耐磨性，并具有自润滑的效果，例如特氟龙(聚四氟乙烯)材料。

相应地，如图4所示，在本实施方式中，轴承环7能够设于第一铰接孔101或第二铰接孔901与转动销轴4或传动销轴2之间。相比于基座支架1和零件支架9上的第一铰接孔101或第二铰接孔901，轴承环7的硬度更高、精度更好，可以让多连杆机构转动更加平顺、稳定，使用寿命也更长。

同时，在本实用新型中，转动销轴4两端设有卡环槽，用以安装卡环8。当然，传动销轴2上也可以设有卡环槽，以安装卡环8。左右成对布置的卡环8可以限制转动销轴4和传动销轴2的轴向位移，避免其从一侧滑出。

另外，结合参阅图1、图2、图3、图4和图5不难看出，在本实施方式中，采用了双连杆并列、夹紧的布置方式，其被动连杆5具有成对设置的两个第二连杆501，这两个第二连杆501能够分别设于基座支架1的两侧，且两个第二连杆501之间可以通过螺栓502(如图4所示)实现连接。

由于滑环6也能对多连杆机构提供一定的摩擦阻尼。基于图4和图5所示的这种双连杆并列、夹紧的布置方式，通过调整螺栓502的预紧力，可以改变内外侧两个第二连杆501对滑环6、基座支架1、零件支架9之间的接触压力，进而能够调节对应铰接区域的摩擦阻尼。这也意味着采用本实用新型所述的多连杆机构还可以对铰接机构的摩擦阻尼进行模拟和测试，这也是本实用新型的特色优势之一。

相应地，主动连杆10也包括成对设置的两个第一连杆1001，这两个第一连杆1001同样分别设于基座支架1的两侧，且两个第一连杆1001之间同样可以通过螺栓实现连接。

需要说明的是，基于这种双连杆并列、夹紧的布置方式，可以确保结构牢靠，不易松动。在实际采用本实用新型所述的多连杆机构时，连杆长度根据需要可以有多种规格，但连杆其余结构和尺寸是一致的，确保了不同长度的连杆都能安装到本多连杆机构中。

不同长度的连杆，以及与基座支架1和/或零件支架9之间不同的铰接方式，可以模拟出不同的铰链形式，例如车门使用的转动副铰链，或某些前盖使用的四连杆铰链，甚至还可以模拟汽车多连杆悬架。

当采用本实用新型所述的多连杆机构对铰接零部件技术方案进行验证时，试验人员可以根据需要左右成对布置多个多连杆机构，这时可以使用控制各多连杆机构中的各类零件选用同一型零件。

当然，本案的特色就是组合变换，本实用新型所述的多连杆机构在沿用大多数部件的情况下，通过改变主动连杆10和被动连杆5的铰接位置，或更换不同尺寸的连杆，就可以实现对汽车上活动部件常见的铰链形式进行模拟。

为了便于理解，发明人列举了下述图6、图7、图8、图9、图10、图12所示的六种不同情况下的主动连杆10、被动连杆5与基座支架1和零件支架9的组合模拟。当然，在实际应用时，本实用新型所述的多连杆机构并不仅限于这六种组合模拟情况。

图6示意性地显示了在第一种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图7示意性地显示了在第二种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图8示意性地显示了在第三种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

如图6-8所示，上述图7-图9示意性地显示了在三种不同情况下主动连杆10、被动连杆5与基座支架1和零件支架9的组合模拟。

在本实用新型中，主动连杆10、被动连杆5均可以包括成对设置的两个连杆，通过改变主动连杆10和被动连杆5在基座支架1和零件支架9上的铰接位置，可以模拟多种四连杆机构，从而实现多种铰链运动特性。

图9示意性地显示了在第四种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

图10示意性地显示了在第五种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

如图9和图10所示，在这两种组合模拟中，将主动连杆10和被动连杆5的一端铰接在基座支架1上的同一个第一铰接孔101上，其可以模拟出汽车上常见的转动副铰链，而上述第一铰接孔101的轴线即旋转中心线，通过调整主动连杆10和被动连杆5的铰接位置，更换不同长度的连杆，可以很自由、便捷地调整铰链旋转中心线的位置。

这种将主动连杆10和被动连杆5的一端铰接在基座支架1上的同一个第一铰接孔101组合得到的多连杆机构的具体结构可以参阅下述图11。图11为本实用新型所述的多连杆机构在另一种实施方式下的结构示意图。

图12示意性地显示了在第六种情况下的主动连杆、被动连杆与基座支架和零件支架的组合模拟图。

如图12所示，在这种组合模拟下，主动连杆10两端分别与基座支架1和零件支架9上的铰接孔分别铰接。

此外，如上述图11所示的主动连杆10，在该种组合模拟下，在主动连杆10上还进一步地设置有若干个第三铰接孔1002。

在图12所示的组合方式中，主动连杆10的一端与基座支架1上的一个第一铰接孔101铰接，其另一端与零件支架9上的一个第二铰接孔901铰接。而被动连杆5的首端能够与一个第二铰接孔901铰接，其尾端与主动连杆10上的一个第三铰接孔1002铰接。通过这样的设置，可以使本实用新型所述的多连杆机构组合变换形式更加多样，进而获得更好的通用性和更强的拓展性。

在实际使用时，本实用新型所述的多连杆机构既可以用于汽车后备箱后盖电动开关技术方案的验证，也可以用于汽车车门电动开关技术方案的验证，还可以汽车后盖尾翼电动升降技术方案的验证，其具有良好的应用前景。

需要说明的是，本实用新型保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本实用新型的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本实用新型的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本实用新型具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于铰接零部件技术方案验证的多连杆机构，其特征在于，包括：

基座支架，其上设有若干个第一铰接孔；

零件支架，其上设有若干个第二铰接孔；

主动连杆，其首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，主动连杆的尾端通过传动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接，所述传动销轴穿过第一铰接孔而与动力输入装置连接；

传动杆，其首端与传动销轴连接，其尾端与主动连杆连接，所述传动销轴的转动带动传动杆的首端同步转动；

被动连杆，其首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，并且/或者被动连杆的尾端通过对应的转动销轴与若干个第一铰接孔中的一个铰接。

2.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述主动连杆上开设有若干个第三铰接孔；所述被动连杆的首端通过对应的转动销轴与若干个第二铰接孔中的一个铰接，其尾端与主动连杆上的若干个第三铰接孔中的一个铰接。

3.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述主动连杆包括成对设置的两个第一连杆，该两个第一连杆分别设于基座支架的两侧，两个第一连杆之间通过螺栓连接。

4.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述被动连杆包括成对设置的两个第二连杆，该两个第二连杆分别设于基座支架的两侧，两个第二连杆之间通过螺栓连接。

5.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述传动销轴通过径向向外凸出的花键与传动杆的首端连接。

6.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述传动杆的尾端通过螺栓与主动连杆连接。

7.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，其还包括滑环，其设于主动连杆或被动连杆与基座支架或零件支架之间。

8.如权利要求7所述的多连杆机构，其特征在于，所述滑环为聚四氟乙烯滑环。

9.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，其还包括轴承环，其设于第一铰接孔或第二铰接孔与转动销轴或传动销轴之间。

10.如权利要求1所述的多连杆机构，其特征在于，所述转动销轴和/或传动销轴上设有卡环，以限制转动销轴和/或传动销轴的轴向位移。

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