專利名稱：一種讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的方法和它的機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械運(yùn)動合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
架空導(dǎo)、地線在線路運(yùn)行時，由于外界環(huán)境的影響，例如風(fēng)力、積雪與覆冰。由于風(fēng)力作用而使架空線產(chǎn)生振動，當(dāng)覆蓋在架空線上的積雪或覆冰脫落時，則架空線會引起舞動。架空線的舞動幅值很大，其橫截面的軌跡呈橢圓形。導(dǎo)體在嚴(yán)重的舞動下會使其斷股、整根導(dǎo)線斷裂，甚至使線路的桿塔倒塌。總之，舞動會給線路造成嚴(yán)重的危害。
為摸擬導(dǎo)線在線路架設(shè)狀態(tài)下運(yùn)行時，導(dǎo)線能經(jīng)受多少次舞動的能力而設(shè)計的一種導(dǎo)線舞動試驗(yàn)機(jī)。舞動試驗(yàn)機(jī)的核心技術(shù)是激振器，激振器使導(dǎo)線舞動時其橫截面的軌跡呈橢圓形，橢圓的長短軸隨外界環(huán)境可能會有不同，是變化的且長軸的中心線還會隨外力不同會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，與坐標(biāo)y軸的夾角可以從0°～90°。外界的環(huán)境的變化也使導(dǎo)線的舞動頻率變化，一般在1～4Hz之間。
迄今用作導(dǎo)線振動及舞動的試驗(yàn)機(jī)只能使導(dǎo)線在試驗(yàn)機(jī)激振處的橫截面軌跡為一直線，即導(dǎo)線只能上下運(yùn)動。為獲得這種運(yùn)動軌跡和所需的頻率、拉力，其激振器采用如下方式電磁，液壓或機(jī)械的方式激振。
電磁激振器有足夠推力，頻率可控易調(diào)。一般頻率在20～60Hz，易使導(dǎo)線調(diào)整至所需頻率下起振，常用作微風(fēng)振動試驗(yàn)機(jī)用的激振器。
液壓激振器有足夠推力，頻率及振幅可控，較適合于頻率偏低時激振，加工制造較難，也常用作微風(fēng)振動試驗(yàn)機(jī)的激振器。
機(jī)械激振器結(jié)構(gòu)簡單，有足夠推力，頻率及振幅可控，一般使用頻率低，如1～10Hz，能制作成導(dǎo)線橫截面的運(yùn)動軌跡為直線，上下運(yùn)動的簡易式舞動試驗(yàn)機(jī)用激振器。
不管采用上述激振器中的任何一種，它都不能滿足導(dǎo)線舞動時其橫截面的運(yùn)動呈橢圓形軌跡的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的方法和使架空線橫截面產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的舞動試驗(yàn)機(jī)。
讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的方法和采取的技術(shù)方案是為使架空線的橫截面是橢圓的軌跡運(yùn)動，其舞動試驗(yàn)機(jī)的激振器頂桿就應(yīng)呈橢圓運(yùn)動軌跡。橢圓運(yùn)動軌跡，由水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動軌跡合成而得，因此舞動試驗(yàn)機(jī)應(yīng)具有使激振器頂桿作水平和垂直運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。
一只馬達(dá)軸輸出動力，拖動曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成橢圓運(yùn)動軌跡一個軸的運(yùn)動水平運(yùn)動；并通過動力傳遞系統(tǒng)拖動第二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)作同方向旋轉(zhuǎn)，完成橢圓運(yùn)動軌跡另一個軸的運(yùn)動垂直運(yùn)動；同時，通過連接二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)的元件，使水平與垂直的二個運(yùn)動軌跡合成為橢圓運(yùn)動的軌跡。
讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的舞動試驗(yàn)機(jī)所采取的技術(shù)方案是用一個動力輸出軸，分別與一個帶有曲柄連桿的轉(zhuǎn)軸和四連桿機(jī)構(gòu)的進(jìn)軸齒輪嚙合，四連桿機(jī)構(gòu)的出軸齒輪與第二個曲柄連桿的轉(zhuǎn)軸齒輪嚙合，第二個曲柄連桿的圓輪安置在可左、右移動的底座上，底座與第一個曲柄連桿再通過連桿活絡(luò)連接。
曲柄連桿是由通過可旋轉(zhuǎn)的圓輪中心的滑槽上有一個可在其上移動的固定滑塊，滑塊上有一可活絡(luò)連接連桿的支點(diǎn)。
四連桿機(jī)構(gòu)是安裝有可旋轉(zhuǎn)的并依次直線嚙合三個齒輪的橫桿，其兩端分別裝有可旋轉(zhuǎn)的并與裝在橫桿端部齒輪嚙合的齒輪。
另一種四連桿機(jī)構(gòu)是由四桿連接成夾角可隨意變化的菱形框架，在四角轉(zhuǎn)軸上分別裝有被封閉的齒形皮帶封裹的可旋轉(zhuǎn)的四只齒輪。
實(shí)施本發(fā)明后由一個馬達(dá)出軸拖動一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)，并通過四連桿機(jī)構(gòu)傳遞動力去驅(qū)動另一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)作同方向圓周運(yùn)動，通過連桿又將二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡組合在一起，得到了機(jī)械運(yùn)動橢圓運(yùn)動軌跡。


圖1，為省略動力傳遞系統(tǒng)后的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2，為發(fā)明中動力傳遞系統(tǒng)關(guān)系示意圖。
圖3，用于本發(fā)明的一種動力傳遞系統(tǒng)，一種四連桿機(jī)構(gòu)。
圖4，用于本發(fā)明的第二種動力傳遞系統(tǒng)，另一種四連桿機(jī)構(gòu)。
圖5，用于本發(fā)明的第三種動力傳遞系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
馬達(dá)M輸出軸1，分別與帶有曲柄連桿B的轉(zhuǎn)軸2和四連桿機(jī)構(gòu)C的進(jìn)軸齒輪3嚙合，四連桿機(jī)構(gòu)C的出軸齒輪4與曲柄連桿A的轉(zhuǎn)軸5嚙合，曲柄連桿A的圓輪安置在可左、右移動的底座D上，底座D與曲柄連桿B的連桿B9活絡(luò)連接于6。
曲柄連桿A是由通過可旋轉(zhuǎn)的圓輪a中心的滑槽A7上有一個可在其上移動的固定滑塊A8，滑塊上有一活絡(luò)連接連桿A9的支點(diǎn)A10。
曲柄連桿B是由通過可旋轉(zhuǎn)的圓輪b中心的滑槽B7上有一個可在其上移動的固定滑塊B8，滑塊上有一活絡(luò)連桿B9的支點(diǎn)B10。
可有三種動力傳遞系統(tǒng)第一種動力傳遞系統(tǒng)是四連桿機(jī)構(gòu)C是安裝有可旋轉(zhuǎn)的并依次直線嚙合的三個齒輪12，13，14的橫桿17，兩端分別與桿16、桿18轉(zhuǎn)軸連接，桿16裝有可旋轉(zhuǎn)的并與齒輪12嚙合的齒輪11；桿18裝有可旋轉(zhuǎn)的并與齒輪14嚙合的齒輪15。
第二種動力傳遞系統(tǒng)是四連桿機(jī)構(gòu)C是由四根連桿19，20，21，22連接成夾角可隨意變化的菱形框架，在四角轉(zhuǎn)軸上，分別裝有被封閉的齒形皮帶27封裹的旋轉(zhuǎn)齒輪23，24，25，26傳遞動力。
四連桿機(jī)構(gòu)C的進(jìn)軸齒輪3是齒輪11，或齒輪23，出軸齒輪4是齒輪15或齒輪25。
第三種動力傳遞系統(tǒng)是轉(zhuǎn)軸2與其上的錐齒輪26連接，且二錐齒輪26，27嚙合，聯(lián)接在錐齒輪27的花鍵28與錐齒輪29嚙合，安裝在底座D上的二個錐齒輪29，30嚙合，錐齒輪30與曲柄連桿A的轉(zhuǎn)軸5連接。
調(diào)節(jié)二滑塊可以改變橢圓形狀與橢圓夾角，具體辦法是當(dāng)調(diào)節(jié)滑塊A8的中心與轉(zhuǎn)輪a中心O1的距離，便能改變最終形成的橢圓長軸a大??；當(dāng)調(diào)節(jié)滑塊B8的中心與轉(zhuǎn)輪b中心O2的距離，便能改變最終形成的橢圓短軸b大小；橢圓軌跡因其長、短的調(diào)節(jié)，能形成長短軸具有任何比例的橢圓當(dāng)短軸長度為零時，橢圓只有長軸方向，即舞動機(jī)頂桿作上下運(yùn)動；當(dāng)長軸長度為零時，橢圓只有短軸方向，即舞動機(jī)頂桿作左右運(yùn)動；當(dāng)長、短軸等長時，橢圓的軌跡呈圓形；不同的長、短軸比例，使橢圓軌跡呈胖瘦之分。
轉(zhuǎn)輪a的滑槽A7，中心線與轉(zhuǎn)輪b的滑槽B7的中心線呈90°布置，當(dāng)調(diào)節(jié)其中一個中心線位置，使兩中心線的夾角為0°～90°之間時，則機(jī)構(gòu)所形成的橢圓軌跡，其a將與被測試的架空線的中心線不互相垂直，而形成一個0°～90°的夾角，即形成一個斜的橢圓形軌跡。
權(quán)利要求
1.一種讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的方法，其特征是一只馬達(dá)出軸輸出動力，拖動曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成橢圓運(yùn)動軌跡一個軸X軸，并通過動力傳遞系統(tǒng)拖動第二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)作同方向旋轉(zhuǎn)，完成橢圓運(yùn)動軌跡另一個軸Y軸，同時通過連接二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)的元件，合成為橢圓運(yùn)動的軌跡，當(dāng)變動二套曲柄機(jī)構(gòu)連桿的相對角度時，便能使合成的橢圓軌跡長軸傾斜一個角度。具體步驟是1)馬達(dá)出軸輸出動力；2)驅(qū)動曲柄連桿機(jī)構(gòu)作圓周運(yùn)動，與滑塊連接的連桿端頭作水平運(yùn)動；3)通過動力傳遞系統(tǒng)使第二套曲柄連桿系統(tǒng)作同方向圓周運(yùn)動，其連接在滑塊上的連桿端頭作垂直運(yùn)動；4)第二套曲柄連桿系統(tǒng)安置于可左右移動的底座上；5)由連桿連接底座上第一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)連在一起，當(dāng)作圓周運(yùn)動時合成為橢圓運(yùn)動軌跡；6)調(diào)整第二套曲柄連桿機(jī)構(gòu)與第一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)的相對角度，便使所形成的橢圓軌跡長軸傾斜一個角度。
2.一種讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的機(jī)構(gòu)，其特征是只有一個動力輸出軸(1)，分別與帶有曲柄連桿(B)的轉(zhuǎn)軸(2)和四連桿機(jī)構(gòu)(C)的進(jìn)軸齒輪(3)連接，四連桿機(jī)構(gòu)(C)的出軸齒輪(4)與曲柄連桿(A)的轉(zhuǎn)軸齒輪(5)連接；曲柄連桿(A)的圓輪，安置在可左右移動的底座(D)上，底座(D)與曲柄連桿(B)的連桿(B9)活絡(luò)連接于(6)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的曲柄連桿(A)是由通過可旋轉(zhuǎn)的圓輪(a)中心的滑槽(A7)上有一個可在其上移動的固定滑塊(A8)，滑塊上有一活絡(luò)連接連桿(A9)的支點(diǎn)(A10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的曲柄連桿(B)是由通過可旋轉(zhuǎn)的圓輪(b)中心的滑槽(B7)上有一個可在其上移動的固定滑塊B8，滑塊上有一活絡(luò)連接連桿(B9)的支點(diǎn)(B10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的四連桿機(jī)構(gòu)(C)是裝有可旋轉(zhuǎn)并依次直線嚙合的三齒輪(12)，(13)，(14)的橫桿(17)兩端分別與桿(16)，桿(18)轉(zhuǎn)軸連接，桿(16)裝有可旋轉(zhuǎn)的并與齒輪(12)嚙合的齒輪(11)，桿(18)裝有可旋轉(zhuǎn)的并與齒輪(14)嚙合的齒輪(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的四連桿機(jī)構(gòu)(C)是由四根桿(19)，(20)，(21)，(22)連接成夾角可隨意變化的菱形框架，在四角轉(zhuǎn)軸上分別裝有被齒形皮帶(27)封裹的旋轉(zhuǎn)齒輪(23)，(24)，(25)，(26)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的四連桿機(jī)構(gòu)(C)的進(jìn)軸齒輪(3)是齒輪(11)，或齒輪(23)；所述的出軸齒輪(4)是齒輪(15)或齒輪(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)構(gòu)，其特征是所述的轉(zhuǎn)軸(2)，它與其上的錐齒輪(26)連接，且二錐齒輪(26)(27)嚙合，聯(lián)接在錐齒輪(27)的花鍵(28)，與錐齒輪(29)嚙合，安裝在底座(D)上的兩個錐齒輪(29)，(30)嚙合，錐齒輪(30)與曲柄連桿(A)的轉(zhuǎn)軸(5)連接。
全文摘要
一種讓架空線產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡的方法和它的機(jī)構(gòu)，屬機(jī)械運(yùn)動合成技術(shù)領(lǐng)域，其特征是，由一只馬達(dá)出軸輸出動力，拖動曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成橢圓運(yùn)動軌跡的一套軸的運(yùn)動，并通過動力傳遞系統(tǒng)拖動第二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)作同方向旋轉(zhuǎn)，完成橢圓運(yùn)動軌跡另一套軸的運(yùn)動，并通過連接二個曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，合成為橢圓運(yùn)動的軌跡，調(diào)節(jié)二套曲柄連桿機(jī)構(gòu)的相對角度時，能使橢圓運(yùn)動的軌跡傾斜，本機(jī)構(gòu)是用機(jī)械運(yùn)動的方法產(chǎn)生橢圓運(yùn)動軌跡，用它可以模擬架空線的實(shí)際運(yùn)行情況，為深入研究大跨越架空線在覆冰后產(chǎn)生舞動時的性能創(chuàng)造條件，是一個很有實(shí)用價值的發(fā)明。
文檔編號H02G1/02GK1645698SQ20041008461
公開日2005年7月27日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者黃豪士, 季世澤, 陸盛葉, 黃國飛, 徐睿, 劉斌 申請人:上海電纜研究所