CN218503991U - 一种空间连杆机构及卧式钥匙机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种空间连杆机构及卧式钥匙机，涉及运动转化技术领域，空间连杆机构包括机架，以及旋转轴、移动轴和活动连杆。旋转轴的一端倾斜设置有连接轴。移动轴的一端安装有U型叉，U型叉的开口处铰接有连接块，连接块上开设有一圆形滑孔，圆形滑孔的轴线与移动轴的轴线相交。活动连杆的一端设置有轴承安装环，轴承安装环通过第一轴承安装在连接轴上；活动连杆的轴线垂直于轴承安装环的轴线；活动连杆的另一端与圆形滑孔活动连接。卧式钥匙机包括上述的空间连杆。本申请能够将旋转轴的旋转运动转化为移动轴的往复直线运动，并且旋转轴的轴线与移动轴的轴线平行，安装在钥匙机上能够减少旋转轴的手柄与夹钳组件发生干涉的可能。

Description

一种空间连杆机构及卧式钥匙机

技术领域

本实用新型涉及运动转化技术领域，尤其涉及一种空间连杆机构及卧式钥匙机。

背景技术

现有的卧式钥匙机需要控制夹钳组件进行直线往返运动，以完成钥匙齿的加工。目前，卧式钥匙机实现夹钳组件进行直线往返运动的机构主要包括杠杆机构，以及将旋转运动转化为直线往复运动的机构。使用杠杆机构的卧式钥匙机对操作者的要求较高，并且加工精度低。

将旋转运动转化为直线往复运动的机构包括曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮齿条机构和传送带机构等，这些结构占用空间较大，且旋转运动的轴线垂直于直线往复运动的方向，容易与夹钳组件产生干涉。现有的机构中螺旋传动机构能够将旋转运动转化为直线往复运动，且旋转运动的轴线与直线往复运动的方向平行，然而螺旋传动机构的磨损较大，且传动效率低。

实用新型内容

为解决背景技术中的问题，本实用新型提供了以下技术方案：

一种空间连杆机构包括机架，以及，

旋转轴，旋转轴通过转动副与机架连接，旋转轴的一端倾斜设置有连接轴。

移动轴，移动轴通过移动副与机架连接，移动轴的轴线平行于旋转轴的轴线；移动轴的一端安装有U型叉，U型叉的开口处铰接有连接块，连接块上开设有一圆形滑孔，圆形滑孔的轴线与移动轴的轴线相交。

活动连杆，用于连接所述连接轴和连接块，活动连杆的一端设置有轴承安装环，轴承安装环通过第一轴承安装在连接轴上；活动连杆为圆柱形，其轴线垂直于轴承安装环的轴线；活动连杆的另一端设置在圆形滑孔中，与圆形滑孔活动连接。

一种卧式钥匙机，包括上述技术方案中的空间连杆机构。

本实用新型通过空间连杆机构，能够将旋转轴的旋转运动转化为移动轴的往复直线运动，并且旋转轴的轴线与移动轴的轴线平行，安装在钥匙机上能够减少旋转轴的手柄与夹钳组件发生干涉的可能。空间连杆机构磨损小，传动效率高，能够提高钥匙机的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中空间连杆机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中活动连杆在旋转轴上的安装示意图；

图3为本实用新型实施例1中活动连杆在连接块中的安装剖面图；

图4为本实用新型实施例2中旋转轴和移动轴的连接示意图；

图5为本实用新型实施例2中活动连杆的运动示意图；

图6为本实用新型实施例3中卧式钥匙机的结构示意图；

图7为本实用新型实施例3中夹钳组件与控制手柄的侧视关系图。

其中，1：旋转轴；2：连接轴；3：移动轴；4：U型叉；5：连接块；6：活动连杆；7：轴承安装环；8：第一轴承；9：钥匙机壳体；10：夹钳组件；11：控制手柄。

具体实施方式

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。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例提供了一种空间连杆机构，如图1所示，为本实施例中空间连杆机构的结构示意图，本实施例中提供的空间连杆机构包括机架，以及，旋转轴1，移动轴3，活动连杆6。其中，旋转轴1为主动轴，移动轴3为被动轴，本实施例将旋转轴1的旋转运动转化为移动轴3的直线往复运动。可以通过手动驱动旋转轴1绕其轴线旋转，也可以使用电机等电动装置驱动旋转轴1做旋转运动。活动连杆6设置在旋转轴1和移动轴3之间，用于转化和传递运动。旋转轴1通过转动副与机架连接，旋转轴1的一端倾斜设置有连接轴2。

其中，旋转轴1通过转动副与机架连接，能够绕其轴线旋转。优选地，旋转轴1通过轴承安装在机架上。连接轴2和旋转轴1可以一体成型，连接轴2和旋转轴1的轴线共面，连接轴2与旋转轴1之间的夹角为两者轴线的夹角，该夹角优选地为45度。

移动轴3通过移动副与机架连接，移动轴3的轴线平行于旋转轴1的轴线；移动轴3的一端安装有U型叉4，U型叉4的开口处铰接有连接块5，连接块5上开设有一圆形滑孔，圆形滑孔的轴线与移动轴3的轴线相交。

其中，移动轴3通过移动副与机架连接，能够沿其轴线方向移动，优选地，移动轴3滑动安装在机架上。旋转轴1和移动轴3均安装在机架上，旋转轴1和移动轴3的轴线平行可以通过机架实现。连接块5铰接在U型叉4的两臂之间，能够绕铰接点旋转。圆形滑孔的轴线与移动轴3的轴线相交，形成一平面，圆形滑孔在该平面上受到的力能够高效的向移动轴3传递。优选地，连接块5绕铰接点的旋转方向平行于该平面。

U型叉4和连接块5能够抵消活动连杆6端部传递的部分运动，如活动连杆6绕其自身轴线的转动、活动连杆6绕连接块5的铰接点的转动，以及活动连杆6端部相对连接块5的移动。仅将活动连杆6的端部沿移动轴3轴向的移动传递给移动轴3，从而驱动移动轴3做往复直线运动。

如图2和图3所示，图2为活动连杆在旋转轴上的安装示意图，图3为活动连杆在连接块中的安装剖面图。活动连杆6用于连接所述连接轴2和连接块5，活动连杆6的一端设置有轴承安装环7，轴承安装环7通过第一轴承8安装在连接轴2上。活动连杆6为圆柱形，其轴线垂直于轴承安装环7的轴线。活动连杆6的另一端设置在圆形滑孔中，与圆形滑孔活动连接。

其中，轴承安装环7为环状结构，用于套设在第一轴承8的外圈。活动连杆6的轴线与轴承安装环7的轴线垂直，因此活动连杆6在运动过程中，其轴线能够保持与连接轴2的轴线垂直。

本实施例提供的空间连杆机构用于将旋转轴1的转动转化为移动轴3的移动，其中旋转轴1和移动轴3通过机架平行安装，旋转轴1和移动轴3的轴线所在的平面为传动平面。活动连杆6的一端能通过第一轴承8绕连接轴2转动，而活动连杆6的另一端被圆形滑孔限制，只能沿圆形滑孔的轴线进行相对移动和绕圆形滑孔的轴线转动，因此活动连杆6被限制在旋转轴1和移动轴3之间，用于在旋转轴1和移动轴3之间转化并传递运动。旋转轴1带动连接轴2绕旋转轴1的轴线转动时，连接轴2在传动平面上的投影与旋转轴1的夹角产生变化。活动连杆6的轴线垂直于连接轴2，随着连接轴2的转动，活动连杆6在传动平面上的投影也与旋转轴1的夹角产生变化。即在传动平面上，活动连杆6与圆形滑块连接的端部能够在旋转轴1的轴线方向上产生位置差，即能够推动连接块5沿移动轴3的轴线移动。连接块5通过铰接点以及圆形滑孔的作用，仅将活动连杆6端部沿移动轴3的轴线方向的移动传递至移动轴3，从而实现移动轴3沿其轴线方向的移动。活动连杆6在传动平面上的投影与旋转轴1的夹角变化具有周期性，因此移动轴3能够完成直线往复运动。

本实施例通过空间连杆机构，能够将旋转轴的旋转运动转化为移动轴的往复直线运动，并且旋转轴的轴线与移动轴的轴线平行，安装在钥匙机上能够减少旋转轴的手柄与夹钳组件发生干涉的可能。空间连杆机构磨损小，传动效率高，能够提高钥匙机的使用寿命。

实施例2

本实施例提供了一种空间连杆机构，是对实施例1的进一步优化。活动连杆6的另一端与圆形滑孔间隙配合，用于在圆形滑孔中旋转和移动；连接块5绕铰接点的旋转方向同时平行于圆形滑孔的轴线和移动轴3的轴线。

其中，活动连杆6是圆柱形，圆形滑孔也是圆柱形孔，通过间隙配合可以认为活动连杆6和圆形滑孔同轴，活动连杆6能够在圆形滑孔中绕轴线旋转和沿轴线移动。通过活动连杆6与圆形滑孔的配合，能在向移动轴3传递运动时，吸收活动连杆6绕自身轴线的旋转运动，以及活动连杆6相对连接块5的移动，使上述两种运动不向移动轴3传递。活动连杆6和圆形滑孔同轴，能够与移动轴3形成一平面，在该平面内，活动连杆6与移动轴3之间的角度变化能够通过连接块5绕铰接点的旋转而抵消，仅将活动连杆6沿移动轴3轴线方向的移动传递给移动轴3，从而实现移动轴3沿其轴线方向的移动。

旋转轴1的一端倾斜延伸出一安装平台，旋转轴1的轴线穿过安装平台所在的平面，连接轴2垂直安装在安装平台上。其中，安装平台可以与旋转轴1一体成型，然后在安装平台上固定安装连接轴2，加工更加方便，且便于调节连接轴2的位置。

连接轴2的轴线与旋转轴1的轴线相交于第一交点。能够使旋转轴1在转动时，连接轴2绕第一交点旋转，防止连接轴2做偏心旋转，提高连接轴2的运动稳定性。优选地，活动连杆6的轴线过第一交点，即活动连杆6的轴线、旋转轴1的轴线以及连接轴2的轴线交于一点。

如图4所述，为旋转轴和移动轴的连接示意图，旋转轴1和移动轴3的轴线所在的平面为传动平面，第一交点在旋转轴1的轴线上，即第一交点在传动平面上。圆形滑孔的轴线与旋转轴1的轴线相交于第二交点，即第二交点也在传动平面上，而圆形滑孔与活动连杆6的轴线同轴，因此活动连杆6在传动平面上运动。活动连杆6在传动平面上转化和传递旋转轴1的运动，可以使活动连杆6的运动简单，防止活动连杆6在运动过程中出现速度突变的问题。并且能够使U型叉4和连接块5的受力均匀，提高U型叉4和连接块5的使用寿命。

如图5所示，为活动连杆的运动示意图，为了方便描述活动连杆6的运动，图5所在的平面为旋转轴1和移动轴3的轴线所在的平面，即传动平面，并省略了移动轴3、U型叉4和连接块5。活动连杆6在传动平面内的运动相当于绕第一交点的转动，如图5所示，在（a）中活动连杆6的端部在一个位置极点，当旋转轴1转动90度后，活动连杆6随之绕第一交点转动，使活动连杆6的端部从（a）中的位置极点运动至（b）中的位置中点，当旋转轴1再转动90度后，活动连杆6继续绕第一交点转动，使活动连杆6的端部从（b）中的位置中点运动至（c）中另一个位置极点，从而驱动移动轴3完成一次直线运动。当旋转轴1继续旋转或逆向旋转，均能够驱动移动轴3进行直线往复运动。其中，旋转轴1旋转180度即能使移动轴3完成在两个位置极点之间的移动，极大的提高了旋转轴1的传动效率。

连接轴2的轴线与旋转轴1的轴线相交形成的夹角度数为30°-60°。其中，该夹角为连接轴2的轴线和旋转轴1的轴线形成的锐角，当夹角过小时，移动轴3的行程过小。当夹角过大时，移动轴3的行程过大，需要更长的活动连杆6，并且活动连杆6容易卡死无法绕连接轴2旋转，造成连杆机构的失效。夹角度数在30°-60°的范围时，移动轴3的行程较大，并且活动连杆6长度适中，运动稳定。进一步优选地，夹角度数为45°。

本实施例提供的空间连杆机构需要安装在各种装置中，实现将旋转运动转化为直线往复运动的作用。机架上平行设置有第一安装孔和第二安装孔，旋转轴1通过第二轴承安装在第一安装孔中；移动轴3滑动安装在第二安装孔中。

其中，旋转轴1通过第二轴承安装在第一安装孔中，实现绕轴旋转，旋转轴1可以通过轴肩与机架配合对旋转轴1进行限位，限制旋转轴1在轴向的运动。旋转轴1的端部可以连接有与旋转轴1的轴线垂直的手柄，驱动旋转轴1绕轴转动。移动轴3与第二安装孔滑动配合，实现移动轴3沿其轴线方向的移动。

本实施例提供的空间连杆机构，能够将旋转轴1的旋转运动转化为移动轴3的往复直线运动，并且旋转轴1的轴线与移动轴3的轴线平行，能够适用多种使用情境。空间连杆机构磨损小，传动效率高，能够提高使用寿命。

实施例3

本实施例提供了一种卧式钥匙机，包括上述实施例中任意一种空间连杆机构。如图6所示，为本实施例中卧式钥匙机的结构示意图，本实施例提供的卧式钥匙机还包括钥匙机壳体9和夹钳组件10，空间连杆机构安装在钥匙机壳体9中。旋转轴1通过轴承安装在钥匙机壳体9的一侧，移动轴3平行于旋转轴1安装在钥匙机壳体9内部对应的安装孔中，通过该安装孔限制移动轴3的移动方向。移动轴3与夹钳组件10连接，用于驱动夹钳组件10与移动轴3同时进行横向移动。

其中，夹钳组件10用于安装钥匙模和钥匙胚，通过夹钳组件10的横向移动对钥匙模的齿形仿形，并在钥匙胚上加工出相同的齿形。一般需要夹钳组件10能够横向移动50mm左右。

本实施例中钥匙机壳体9起到机架的作用，旋转轴1连接有控制手柄11，控制手柄11设置在钥匙机壳体9的一侧。如图7所示，为夹钳组件与控制手柄的侧视关系图，夹钳组件10沿移动轴3的轴线横向移动，当控制手柄11转动时不会与夹钳组件10发生干涉。控制手柄11转动角度在110度就能够驱动夹钳组件10完成50mm行程的横向移动，提高了传动效率。

本实施例中，控制手柄11能够在较小的转动角度内实现夹钳组件10横向移动，传动效率高，工作人员在操作时更加方便，操作体验感好。空间连杆机构磨损小，传动效率高，能够提高钥匙机的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种空间连杆机构，其特征在于，包括机架，以及，

旋转轴（1），所述旋转轴（1）通过转动副与所述机架连接，所述旋转轴（1）的一端倾斜设置有连接轴（2）；

移动轴（3），所述移动轴（3）通过移动副与所述机架连接，所述移动轴（3）的轴线平行于所述旋转轴（1）的轴线；所述移动轴（3）的一端安装有U型叉（4），所述U型叉（4）的开口处铰接有连接块（5），所述连接块（5）上开设有一圆形滑孔，所述圆形滑孔的轴线与所述移动轴（3）的轴线相交；

活动连杆（6），用于连接所述连接轴（2）和所述连接块（5），所述活动连杆（6）的一端设置有轴承安装环（7），所述轴承安装环（7）通过第一轴承（8）安装在所述连接轴（2）上；所述活动连杆（6）为圆柱形，其轴线垂直于所述轴承安装环（7）的轴线；所述活动连杆（6）的另一端设置在所述圆形滑孔中，与所述圆形滑孔活动连接。

2.根据权利要求1所述的空间连杆机构，其特征在于，所述活动连杆（6）的另一端与所述圆形滑孔间隙配合，用于在所述圆形滑孔中旋转和移动；所述连接块（5）绕铰接点的旋转方向同时平行于所述圆形滑孔的轴线和所述移动轴（3）的轴线。

3.根据权利要求1所述的空间连杆机构，其特征在于，所述旋转轴（1）的一端倾斜延伸出一安装平台，所述旋转轴（1）的轴线穿过所述安装平台所在的平面，所述连接轴（2）垂直安装在所述安装平台上。

4.根据权利要求3所述的空间连杆机构，其特征在于，所述连接轴（2）的轴线与所述旋转轴（1）的轴线相交于第一交点。

5.根据权利要求4所述的空间连杆机构，其特征在于，所述轴线相交形成的夹角度数为30°-60°。

6.根据权利要求4所述的空间连杆机构，其特征在于，所述活动连杆（6）的轴线过所述第一交点。

7.根据权利要求1所述的空间连杆机构，其特征在于，所述机架上平行设置有第一安装孔和第二安装孔，所述旋转轴（1）通过第二轴承安装在所述第一安装孔中；所述移动轴（3）滑动安装在所述第二安装孔中。

8.根据权利要求7所述的空间连杆机构，其特征在于，所述旋转轴（1）上设置有与所述机架抵触的轴肩，用于固定所述旋转轴（1）与所述机架的轴向位置。

9.根据权利要求7所述的空间连杆机构，其特征在于，所述旋转轴（1）连接有与所述旋转轴（1）的轴线垂直的手柄。

10.一种卧式钥匙机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述空间连杆机构。

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