一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及機械傳動【技術領域】，具體地說是一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，包括機架、驅動組件、連桿組件和搖擺組件，所述驅動組件包括曲柄驅動軸、曲柄和曲柄連桿連接軸，所述連桿組件萬向節組件、連接組件、鉚釘和連桿調節組件，所述搖擺組件包括螺紋搖桿、刻度螺母、定位螺釘、搖桿鎖緊螺母和搖桿滑套，所述曲柄驅動軸安裝在機架上并插入曲柄，所述曲柄通過曲柄連桿連接軸與萬向節組件連接，進而與連桿組件連接，所述連桿組件通過萬向節組件與螺紋連桿連接，進而與搖擺組件連接，搖擺組件軸承安裝在機架上。本實用新型結構簡單、調節方便、精度高、適應性強，能根據需要自由、精確地調整搖擺的角度和方向。
【專利說明】一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種空間曲柄搖桿機構，具體涉及一種可精確調節搖擺角度和方 向的空間曲柄搖桿機構，屬于機械傳動【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 如今生活中，搖擺結構主要用在探照燈、風扇、風門、攪拌器和角度定向輸送裝置 上；在一些精密傳動領域，搖擺機構主要用于雷達天線、汽車轉向、周期性擺角等裝置上。目 前，此類裝置可以周期性的在某一角度范圍內來回擺動，但是擺動的角度范圍值一般是固 定不變的，而且對于實際安裝過程中的各種誤差也難以適應。對于一些在工作過程中需要 改變擺角的裝置，一般需選用合適擺角范圍的機構，這就必然造成裝置參數規格較多，通用 性差，給使用者帶來使用不便和經濟負擔。雖然在上述裝置中，也出現了一些搖擺角度可 調的曲柄搖桿結構，但是，這些曲柄搖桿機構大都只是通過改變搖桿的尺寸來實現擺角范 圍的調節，這種調節機構不僅大多數都是只適用于平面范圍內，而且結構復雜、調節靈活性 差，不能實現任意搖擺角度和方向的調節，同時，還存在精確度較低、調節范圍有限等缺點， 所以，在使用的過程中仍然存在較大的不便和限制。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的在于：提供一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機 構，克服上述裝置中的曲柄搖桿機構所存在的缺陷。本實用新型能夠根據需要自由、精確地 調節搖桿的搖擺角度和方向，而且結構簡單、操作方便、調節精度高、適用性強、不受平面范 圍的限制。
[0004] 為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型所采用的技術方案是：一 種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，包括機架、驅動組件、連桿組件和搖擺 組件，所述驅動組件包括曲柄驅動軸、曲柄和曲柄連桿連接軸，所述連桿組件包括萬向節組 件、連接組件、鉚釘和連桿調節組件，所述搖擺組件包括螺紋搖桿、刻度螺母、定位螺釘、搖 桿鎖緊螺母和搖桿滑套。
[0005] 進一步的，所述萬向節組件包括萬向節內叉、萬向節軸和萬向節外叉，所述萬向節 內叉與萬向節外叉通過萬向節軸鉸接，具有相互轉動的自由度，所述連接組件包括萬向節 連接件和連桿連接件，二者之間通過螺紋連接，所述連桿調節組件包括刻度套筒、螺紋連桿 和連桿鎖緊螺母，所述刻度套筒和連桿鎖緊螺母通過螺紋配合與螺紋連桿安裝在一起。
[0006] 進一步的，所述萬向節組件與連接組件之間通過螺紋配合連接在一起，所述連接 組件與連桿調節組件通過鉚釘鉸接在一起，刻度套筒具有繞其鉸接點轉動的自由度，所述 連桿調節組件與萬向節組件之間通過螺紋配合連接在一起。
[0007] 進一步的，所述螺紋搖桿插入搖桿滑套，具有沿搖桿滑套滑動的自由度，所述定位 螺釘通過螺紋配合安裝在搖桿滑套上，并通過搖桿上的凹槽限制螺紋搖桿的周向轉動，所 述刻度螺母和搖桿鎖緊螺母通過螺紋配合與螺紋搖桿安裝在一起。
[0008] 進一步的，所述曲柄驅動軸通過軸承安裝在機架上并插入曲柄，具有轉動的自由 度，所述曲柄通過曲柄連桿連接軸與萬向節組件連接，通過墊片和螺母限位，進而與連桿組 件連接，且具有相互轉動的自由度，所述連桿組件通過萬向節組件與螺紋連桿連接，通過墊 片和螺母限位，進而與搖擺組件連接，且具有相互轉動的自由度，所述搖擺組件通過搖桿滑 套與軸承配合并安裝在機架上，具有左右擺動的自由度。
[0009] 本實用新型的工作原理是：當搖桿的搖擺角度和方向不符合預期的效果時，松退 搖桿鎖緊螺母，將刻度螺母轉動一定的圈數，使得螺紋搖桿沿搖桿滑套滑動一定的距離，從 而改變搖桿的長度，實現搖擺角度大小的調節；松退連桿鎖緊螺母，將刻度套筒轉動一定的 圈數，從而改變連桿的長度，實現搖擺角度方向的調節。通過二者的交替調節可以將搖桿的 搖擺角度調節到滿意合適的大小和方向，擰緊搖桿鎖緊螺母和連桿鎖緊螺母，完成搖擺角 度的調節。由于螺紋搖桿和螺紋連桿都采用螺距為〇. 5mm的螺紋，刻度螺母和刻度套筒上 均勻分布20條刻度線，連桿連接件和搖桿滑套上刻有標記線，故可實現精度為0. 5/20mm的 精密調節。
[0010] 本實用新型的有益效果是：本實用新型能根據需要自由、精確地調整搖桿搖擺的 角度和方向，使其在需要的范圍內工作。本實用新型一種可精確調節搖擺角度和方向的空 間曲柄搖桿機構，具有結構簡單、調節方便、調節精度高、空間適應性和實用性強的優點，有 效地克服了上述裝置中曲柄搖桿機構所存在的調節機構復雜、靈活性差、調節精度低、調節 范圍有限、使用不便、受平面范圍限制等缺點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當 限定。
[0012] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0013] 圖1是本實用新型的結構原理圖。
[0014] 圖2是本實用新型的結構示意圖：（a)是右視圖，（b)是俯視圖。
[0015] 圖3是圖2的A- A剖視圖。
[0016] 圖4是本實用新型的安裝示意圖。其結構為一種以重力勢能驅動的具有方向控制 功能的自行小車，可自動交錯繞過賽道上設置的等間距障礙物，通過簡單調節結構參數，還 可適應障礙物的間距變化。
[0017] 圖中標號說明：1、機架，2、曲柄驅動軸，3、曲柄，4、曲柄連桿連接軸，5、萬向節組 件，501、萬向節內叉，502、萬向節軸，503、萬向節外叉，6、連接組件，601、萬向節連接件， 602、連桿連接件，7、鉚釘，8、連桿調節組件，801、刻度套筒，802、螺紋連桿，803、連桿鎖緊螺 母，9、螺紋搖桿，10、搖桿滑套，11、墊片，12、螺母，13、刻度螺母，14、定位螺釘，15、搖桿鎖緊 螺母，16、軸承。
【具體實施方式】
[0018] 下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0019] 參照圖1、圖2和圖3所示，一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構， 包括機架（1)、驅動組件（2、3、4)、連桿組件（5、6、7、8)和搖擺組件（9、10、13、14、15)，所述 驅動組件包括曲柄驅動軸（2)、曲柄（3)和曲柄連桿連接軸（4)，所述連桿組件包括萬向節 組件（5)、連接組件（6)、鉚釘（7)和連桿調節組件（8)，所述搖擺組件包括螺紋搖桿（9)、刻 度螺母（13)、定位螺釘（14)、搖桿鎖緊螺母（15)和搖桿滑套（10)。
[0020] 進一步的，所述萬向節組件（5)包括萬向節內叉（501)、萬向節軸（502)和萬向節 外叉（503)，所述萬向節內叉（501)與萬向節外叉（503)通過萬向節軸（502)鉸接，具有相 互轉動的自由度，所述連接組件（6)包括萬向節連接（601)件和連桿連接件（602)，二者之 間通過螺紋連接，所述連桿調節組件（8)包括刻度套筒（801)、螺紋連桿（802)和連桿鎖緊 螺母（803)，所述刻度套筒（801)和連桿鎖緊螺母（803)通過螺紋配合與螺紋連桿（802)安 裝在一起。
[0021] 進一步的，所述萬向節組件（5)與連接組件（6)之間通過螺紋配合連接在一起，所 述連接組件（6)與連桿調節組件（8)通過鉚釘（7)鉸接在一起，刻度套筒（801)具有繞其 鉸接點轉動的自由度，所述連桿調節組件（8)與萬向節組件（5)之間通過螺紋配合連接在 一起。
[0022] 進一步的，所述螺紋搖桿（9)插入搖桿滑套（10)，具有沿搖桿滑套（10)滑動的自 由度，所述定位螺釘（14)通過螺紋配合安裝在搖桿滑套（10)上，并通過搖桿（9)上的凹槽 限制螺紋搖桿的周向轉動，所述刻度螺母（13)和搖桿鎖緊螺母（15)通過螺紋配合與螺紋 搖桿（9)安裝在一起。
[0023] 進一步的，所述曲柄驅動軸（2)通過軸承（16)安裝在機架（1)上并插入曲柄（3)， 具有轉動的自由度，所述曲柄（3)通過曲柄連桿連接軸（4)與萬向節組件（5)連接，通過墊 片（11)和螺母（12)限位，進而與連桿組件（5、6、7、8)連接，且具有相互轉動的自由度，所 述連桿組件（5、6、7、8)通過萬向節組件（5)與螺紋連桿（9)連接，通過墊片（11)和螺母 (12)限位，進而與搖擺組件（9、10、13、14、15)連接，且具有相互轉動的自由度，所述搖擺組 件（9、10、13、14、15)通過搖桿滑套（10)與軸承（16)配合并安裝在機架（1)上，具有左右 擺動的自由度。
[0024] 如圖4所示，本實施例的工作原理是：當所需要的搖擺角度不符合預期的效果時， 松退搖桿鎖緊螺母（15)，將刻度螺母（13)轉動一定的圈數，使得螺紋搖桿（9)沿搖桿滑套 (10)滑動一定的距離，從而改變搖桿的長度，實現搖擺角度大小的調節；松退連桿鎖緊螺 母（803)，將刻度套筒（801)轉動一定的圈數，從而改變連桿的長度，實現搖擺角度方向的 調節。通過二者的交替調節可以將搖桿的搖擺角度調節到滿意合適的大小和方向，擰緊搖 桿鎖緊螺母（15)和連桿鎖緊螺母（803)，完成搖擺角度的調節。由于螺紋搖桿（9)和螺紋 連桿（802)都采用螺距為0. 5mm的螺紋，刻度螺母（13)和刻度套筒（801)上均勻分布20 條刻度線，連桿連接件（6)和搖桿滑套（10)上刻有標記線，故可實現精度為0.5/20mm的精 密調節。
[0025] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，其特征在于：包括機架（1)、 驅動組件（2、3、4)、連桿組件（5、6、7、8)和搖擺組件（9、10、13、14、15)，所述驅動組件包括 曲柄驅動軸（2)、曲柄（3)和曲柄連桿連接軸（4)，所述連桿組件包括萬向節組件（5)、連接 組件（6)、鉚釘（7)和連桿調節組件（8)，所述搖擺組件包括螺紋搖桿（9)、刻度螺母（13)、 定位螺釘（14)、搖桿鎖緊螺母（15)和搖桿滑套（10)，所述機架（1)與驅動組件（2、3、4)通 過軸承配合連接，所述驅動組件（2、3、4)與連桿組件（5、6、7、8)通過軸承配合連接，所述連 桿組件（5、6、7、8)與搖擺組件（9、10、13、14、15)通過軸承配合連接。
2. 根據權利要求1所述的一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，其特 征在于：所述萬向節組件（5)包括萬向節內叉（501)、萬向節軸（502)和萬向節外叉（503)， 所述萬向節內叉（501)與萬向節外叉（503)通過萬向節軸（502)鉸接，具有相互轉動的自 由度，所述連接組件（6)包括萬向節連接（601)件和連桿連接件（602)，二者之間通過螺紋 連接，所述連桿調節組件（8)包括刻度套筒（801)、螺紋連桿（802)和連桿鎖緊螺母（803)， 所述刻度套筒（801)和連桿鎖緊螺母（803)通過螺紋配合與螺紋連桿（802)安裝在一起。
3. 根據權利要求1所述的一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，其特 征在于：所述萬向節組件（5)與連接組件（6)之間通過螺紋配合連接在一起，所述連接組件 (6)與連桿調節組件（8)通過鉚釘（7)鉸接在一起，刻度套筒（801)具有繞其鉸接點轉動的 自由度，所述連桿調節組件（8)與萬向節組件（5)之間通過螺紋配合連接在一起。
4. 根據權利要求1所述的一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，其特 征在于：所述螺紋搖桿（9)插入搖桿滑套（10)，具有沿搖桿滑套（10)滑動的自由度，所述 定位螺釘（14)通過螺紋配合安裝在搖桿滑套（10)上，并通過搖桿（9)上的凹槽限制螺紋 搖桿的周向轉動，所述刻度螺母（13)和搖桿鎖緊螺母（15)通過螺紋配合與螺紋搖桿（9) 安裝在一起。
5. 根據權利要求1所述的一種可精確調節搖擺角度和方向的空間曲柄搖桿機構，其特 征在于：所述曲柄驅動軸（2)通過軸承（16)安裝在機架（1)上并插入曲柄（3)，具有轉動 的自由度，所述曲柄（3)通過曲柄連桿連接軸（4)與萬向節組件（5)連接，進而與連桿組件 (5、6、7、8)連接，且具有相互轉動的自由度，所述連桿組件（5、6、7、8)通過萬向節組件（5) 與螺紋連桿（9)連接，進而與搖擺組件（9、10、13、14、15)連接，且具有相互轉動的自由度， 所述搖擺組件（9、10、13、14、15)通過搖桿滑套（10)與軸承（16)配合并安裝在機架（1)上， 具有左右擺動的自由度。
【文檔編號】F16H21/52GK203906693SQ201320729918
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】張旋, 馬樹奇, 靳松, 謝登軒, 付鐵, 周凱, 王曉穎 申請人:北京理工大學