專利名稱：能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種主要用于大中直徑轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，其適宜的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍小于90度。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)適用于大中直徑轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)有技術(shù)中的大中直徑構(gòu)件的有限角度的轉(zhuǎn)動(dòng)一般采用蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)方式，渦輪可以呈整體形態(tài)，也可以制成略大于轉(zhuǎn)動(dòng)角度的扇形齒圈，通過(guò)渦輪幅驅(qū)動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。也可以用齒輪齒條機(jī)構(gòu)或銷齒傳動(dòng)代替渦輪傳動(dòng)。其缺點(diǎn)是大中直徑高精度渦輪幅或齒輪造價(jià) 昂貴，如果采用扇形齒圈由于不是完整的輪體，容易產(chǎn)生變形。齒輪齒條機(jī)構(gòu)或銷齒傳動(dòng)應(yīng)用較少，其造價(jià)相對(duì)于渦輪副會(huì)有所降低。本實(shí)用新型造價(jià)預(yù)計(jì)比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)降低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、性能穩(wěn)定的能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的主題設(shè)計(jì)思路是采用直線運(yùn)動(dòng)幅沿轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件準(zhǔn)切線方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿與構(gòu)件連接，連桿一端的方位將由直線運(yùn)動(dòng)位置確定，另一端位置則和構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)位置共同確定，屬于一種基于幾何邊界約束條件協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型中的構(gòu)件是機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)，只有一維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度。它可以由中心軸系約束，也可以由環(huán)狀導(dǎo)軌約束。具體講，本實(shí)用新型的能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由絲杠、安裝在絲杠上的絲母、以及設(shè)置在絲杠兩端的支撐件組成的直線運(yùn)動(dòng)幅，由直線運(yùn)動(dòng)幅驅(qū)動(dòng)的一端與直線運(yùn)動(dòng)幅上的絲母連接、另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合的連桿。本實(shí)用新型中所述的組成直線運(yùn)動(dòng)副中的絲杠一般采用滾珠絲杠，由于連桿的約束，絲母無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，絲母只能沿絲杠做直線運(yùn)動(dòng)。如果考慮到機(jī)構(gòu)的剛性，絲母也可以固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上。絲母的位置與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)角是一一對(duì)應(yīng)的，但是轉(zhuǎn)角與位移量的關(guān)系是非線性的，由于沿準(zhǔn)切向布置，其關(guān)系應(yīng)該是近似線性的。連桿一端與絲母連接，另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合，連桿表面上呈多自由度狀態(tài)。連桿與絲母連接的一端位置由絲母位移所決定，可以繞該點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合，所以該點(diǎn)的位置必為連桿端點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上連接點(diǎn)的半徑的交點(diǎn)。其轉(zhuǎn)動(dòng)角度也就由此決定，也就是說(shuō)，是由機(jī)構(gòu)的幾何邊界條件決定了轉(zhuǎn)角位移。當(dāng)直線運(yùn)動(dòng)幅上的絲母帶動(dòng)連桿一端至某一規(guī)定位置，另一端點(diǎn)的位置必為連桿端點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上連接點(diǎn)的半徑的交點(diǎn)，該端點(diǎn)將移動(dòng)至構(gòu)件圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，即通過(guò)直線幅的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型的工作原理以及有益效果如下[0013]由于連桿一端與絲母連接，另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合，連桿表面上呈多自由度狀態(tài)。連桿與絲母鉸接的一端位置由絲母位移所決定，可以繞該點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合，所以該點(diǎn)的位置必為連桿端點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上連接點(diǎn)的半徑的交點(diǎn)。其轉(zhuǎn)動(dòng)角度也就由此決定，是由機(jī)構(gòu)的幾何邊界條件決定了轉(zhuǎn)角位移。也就是說(shuō)，通過(guò)直線幅的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。其有益效果表現(xiàn)在代替現(xiàn)有技術(shù)中扇形蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)方式、齒輪齒條傳動(dòng)或銷齒傳動(dòng)方式。大中直徑高精度渦輪幅、齒輪和銷齒傳動(dòng)造價(jià)昂貴，同時(shí)由于扇形齒圈不是完整的輪體，容易產(chǎn)生變形。而本實(shí)用新型造價(jià)預(yù)計(jì)比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)顯著降低，同時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖的主視圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型以下將結(jié)合實(shí)例(附圖)作進(jìn)一步描述。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型的能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)幅I、一端與直線運(yùn)動(dòng)幅I上的絲母4連接、另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件3結(jié)合的連桿2 ;轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件3作為驅(qū)動(dòng)目標(biāo)，在約束條件下，只有一維轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這樣直線運(yùn)動(dòng)幅上的絲母驅(qū)動(dòng)連桿一端至某一規(guī)定位置，另一端點(diǎn)的位置必為連桿端點(diǎn)與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上連接點(diǎn)的半徑的交點(diǎn)，該端點(diǎn)將移動(dòng)至構(gòu)件圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。結(jié)合圖例，即直線運(yùn)動(dòng)幅位于Al點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件某點(diǎn)位于BI點(diǎn)；直線運(yùn)動(dòng)幅位于A2點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件某點(diǎn)位于B2點(diǎn)；直線運(yùn)動(dòng)幅位于A3點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件某點(diǎn)位于B3點(diǎn)，即通過(guò)直線幅的直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的從BI點(diǎn)到B3點(diǎn)一定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)副I是由安裝在滾珠絲杠上的絲母組成，絲母只能做直線運(yùn)動(dòng)，考慮到機(jī)構(gòu)的剛性，絲母也可以固定在直線導(dǎo)軌的滑塊5上。
權(quán)利要求1.一種能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由絲杠、安裝在絲杠上的絲母、以及設(shè)置在絲杠兩端的支撐件組成的直線運(yùn)動(dòng)幅，由直線運(yùn)動(dòng)幅驅(qū)動(dòng)的一端與直線運(yùn)動(dòng)幅上的絲母連接、另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合的連桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的組成直線運(yùn)動(dòng)副中的絲杠為滾珠絲杠。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的組成直線運(yùn)動(dòng)副中的絲母固定在直線導(dǎo)軌的滑塊上。
專利摘要一種能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有限角度轉(zhuǎn)動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由絲杠、安裝在絲杠上的絲母、以及設(shè)置在絲杠兩端的支撐件組成的直線運(yùn)動(dòng)幅，由直線運(yùn)動(dòng)幅驅(qū)動(dòng)的一端與直線運(yùn)動(dòng)幅上的絲母連接、另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)合的連桿。目標(biāo)構(gòu)件在約束條件下，只有一維轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
文檔編號(hào)F16H25/22GK202659832SQ20122034826
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者葛靜, 游廣飛, 張磊樂(lè), 薄悅, 喬永強(qiáng), 張偉偉, 陳超, 盧志輝, 孫志楊 申請(qǐng)人:鄭州機(jī)械研究所