關節式直線運動機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械工程及工業自動化領域，具體地說是一種關節式直線運動機構。
【背景技術】
[0002]在工業生產中，為提高制造過程的自動化程度，通常需要用到物料搬運機械裝置。而直線運動往往是物料搬運機械裝置必不可少的運動功能。
[0003]現有實現直線運動機構主要包括絲杠螺母機構，液壓、氣壓傳動動機構，以及帶輪、鏈輪、帶輪、鋼帶傳動。其中絲杠螺母機構傳動精度高，氣壓傳動機構成本低，帶輪傳動吸振能力強，液壓機構、鏈輪、帶輪及鋼帶傳動都可稱承受較大的負載。然而這些機構也存在同樣的缺點，因結構上的限制，這些機構自身的機構本體在直線運動方向上占有較大的空間。
[0004]而在某些工作環境中，物料搬運的行程是多變的，而這些機構不能根據變化的需求形成調節自身機械結構的占地空間，不利于車間空間資源的靈活運用。
[0005]因此，亟需一種新型的直線運動機構，可隨著工作行程的變化靈活的改變自身機械機構的占用空間，以實現車間空間資源的靈活運用。
【實用新型內容】
[0006]針對上述問題，本實用新型的目的在于提出一種關節式直線運動機構。該機構使直線運動機構可靈活的改變機構本體的占地空間。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種關節式直線運動機構，包括基座、驅動軸、連桿A、傳動軸A、連桿B、傳動軸B及端拾器，其中驅動軸水平安裝在基座上、并可轉動，所述傳動軸A和傳動軸B與所述驅動軸平行，所述連桿A的一端與所述驅動軸固連，另一端與所述傳動軸A轉動連接，所述連桿B的一端與所述傳動軸A固連，另一端與所述傳動軸B轉動連接，所述端拾器與所述傳動軸B固連。
[0009]所述關節式直線運動機構進一步包括用于所述連桿A和連桿B水平展開的第一帶輪傳動機構，所述第一帶輪傳動機構與所述基座和傳動軸A連接、并帶動所述傳動軸A旋轉。
[0010]所述第一帶輪傳動機構包括帶輪A、同步帶A及帶輪B，其中帶輪A固設于所述基座上，所述帶輪B套設于所述傳動軸A上、并與所述傳動軸A固連，所述帶輪A和帶輪B通過所述同步帶A連接。
[0011]所述帶輪A上沿軸線設有中心孔，所述驅動軸插設于該中心孔內、并與該中心孔之間留有間隙。
[0012]所述第一帶輪傳動機構的傳動比是1: 2。
[0013]所述關節式直線運動機構進一步包括第二帶輪傳動機構，所述第二帶輪傳動機構與所述連桿A的另一端和連桿B的另一端連接，所述第二帶輪傳動機構使所述端拾器相對與水平面的姿態保持不變。
[0014]所述第二帶輪傳動機構包括帶輪C、同步帶B及帶輪D，其中帶輪C與連桿A的另一端固連，所述帶輪D套設于所述傳動軸B上、并與所述傳動軸B固連，所述帶輪C和帶輪D通過所述同步帶B連接。
[0015]所述帶輪C套設于所述傳動軸A上、并與傳動軸A之間留有間隙。
[0016]所述第二帶輪傳動機構的傳動比是2: 1。
[0017]本實用新型的優點及有益效果是:
[0018]本實用新型由三根轉軸、兩根連桿及兩組同步帶傳動機構組成，其中兩組同步帶的傳動比分別為1: 2和2: 1。當輸入驅動力使驅動軸轉動時，通過第一組帶輪傳動保證了兩根連桿水平展開；通過第二組帶輪傳動保證了輸出軸相對于水平面的姿態保持不變。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的運動狀態示意圖；
[0021]圖3a_3c為本實用新型的運動過程示意圖。
[0022]其中:1為基座，2為驅動軸，3為帶輪A，4為同步帶A，5為連桿A，6為傳動軸A，7為帶輪B，8為帶輪C，9為同步帶B，10為連桿B，11為帶輪D，12為傳動軸B，13為端拾器。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0024]如圖1所示，本實用新型提供的一種關節式直線運動機構，包括基座1、驅動軸2、連桿A5、傳動軸A6、連桿B10、傳動軸B12及端拾器13，其中驅動軸2通過軸承轉動安裝在基座1上、并水平設置，所述傳動軸A6和傳動軸B12與所述驅動軸2平行，所述連桿A5的一端與所述驅動軸2固連(如通過鍵連接)，所述連桿A5的另一端與所述傳動軸A6通過軸承轉動連接。所述連桿B10的一端與所述傳動軸A6固定連接(如通過鍵連接)，另一端通過軸承與所述傳動軸B12轉動連接，所述端拾器13與所述傳動軸B12固連。
[0025]所述關節式直線運動機構進一步包括用于所述連桿A5和連桿B10水平展開的第一帶輪傳動機構，所述第一帶輪傳動機構與所述基座1和傳動軸A6連接、并帶動所述傳動軸A6旋轉。
[0026]所述第一帶輪傳動機構包括帶輪A3、同步帶A4及帶輪B7，其中帶輪A固定安裝在所述基座1上，所述帶輪B7套設于所述傳動軸A6上、并與所述傳動軸A6固定連接(如通過鍵連接)，所述帶輪A3和帶輪B7通過所述同步帶A4連接。
[0027]進一步的，所述帶輪A上沿軸線設有中心孔，所述驅動軸2插設于該中心孔內、并與該中心孔之間留有間隙，即所述帶輪A與所述驅動軸2不連接。所述帶輪B7與帶輪A3的齒數比為1: 2，即第一帶輪傳動機構的傳動比是1: 2。
[0028]所述關節式直線運動機構進一步包括第二帶輪傳動機構，所述第二帶輪傳動機構與所述連桿A5的另一端和連桿B10的另一端連接，所述第二帶輪傳動機構使所述端拾器13相對與水平面的姿態保持不變。
[0029]所述第二帶輪傳動機構包括帶輪C8、同步帶B9及帶輪D11，其中帶輪C8與連桿A5的另一端固連，所述帶輪D11套設于所述傳動軸B12上、并與所述傳動軸B12固連，所述帶輪C8和帶輪D11通過所述同步帶B9連接。
[0030]所述帶輪C8套設于所述傳動軸A6上、并與傳動軸A6之間留有間隙，即所述帶輪C8與所述傳動軸A6不連接。所述帶輪C8與連桿A5剛性固定連接，不能相對轉動，與同步帶B9嚙合，所述帶輪D11與帶輪C8的齒數比為2: 1，與同步帶B9嚙合，所述第二帶輪傳動機構的傳動比是2:1。
[0031]本實用新型的工作原理是
[0032]工作時，如圖2所示，通過動力讓驅動軸2以角速度W1轉動，驅動軸2剛性帶動連桿A5轉動，而在帶輪A3固定不轉動的情況下，隨著連桿A5的轉動，同步帶A4被動做嚙合運動，帶動帶輪B7以角速度W2轉動，其中W 2= -2W i，帶輪B7通過鍵連接帶動傳動軸A6和連桿B10運動；故此時連桿B10相對于基座1的角速度即為1+￥2= -Wp即實現了傳動軸B12的軸心沿水平方向移動。隨著連桿B10的轉動，同步帶B9被動做嚙合運動，帶動帶輪D11以角速度W3轉動，其中W 3= -1/2W 2= W 帶輪D11通過鍵連接帶動傳動軸B12及端拾器13運動，故此時端拾器13相對于基座1的角速度即為K+WdWs: 0，即實現了傳動軸B12及端拾器13在直線運動過程中姿態保持不變。
[0033]如圖3a_3c所示，為本實用新型在運動過程中的典型位置狀態。當機構處于圖3a狀態時，所述驅動軸2以角速度W1逆時針轉動時，帶輪B7以角速度W2順時針轉動，傳動軸B12以角速度W3逆時針轉動，使得端拾器13以不變的姿態向左進行平移運動。圖3b為端拾器13移動過程中的一點，圖3c為端拾器13繼續移動至基座1另一側后的一點。
[0034]當輸入驅動力使所述驅動軸2轉動時，通過第一組帶輪傳動保證了兩根連桿(連桿A5和連桿B10)水平展開；通過第二組帶輪傳動保證了輸出軸(傳動軸B12)相對于水平面的姿態保持不變。本實用新型使直線運動機構可靈活的改變機構本體的占地空間。
【主權項】
1.一種關節式直線運動機構，其特征在于，包括基座(1)、驅動軸(2)、連桿A(5)、傳動軸A (6)、連桿B (10)、傳動軸B (12)及端拾器(13)，其中驅動軸(2)水平安裝在基座(1)上、并可轉動，所述傳動軸A(6)和傳動軸B(12)與所述驅動軸(2)平行，所述連桿A(5)的一端與所述驅動軸⑵固連，另一端與所述傳動軸A (6)轉動連接，所述連桿B (10)的一端與所述傳動軸A (6)固連，另一端與所述傳動軸B (12)轉動連接，所述端拾器(13)與所述傳動軸B(12)固連。2.按權利要求1所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述關節式直線運動機構進一步包括用于所述連桿A(5)和連桿B(10)水平展開的第一帶輪傳動機構，所述第一帶輪傳動機構與所述基座(1)和傳動軸A(6)連接、并帶動所述傳動軸A(6)旋轉。3.按權利要求2所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述第一帶輪傳動機構包括帶輪A (3)、同步帶A (4)及帶輪B (7)，其中帶輪A固設于所述基座(1)上，所述帶輪B (7)套設于所述傳動軸A(6)上、并與所述傳動軸A(6)固連，所述帶輪A(3)和帶輪B(7)通過所述同步帶A (4)連接。4.按權利要求3所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述帶輪A(3)上沿軸線設有中心孔，所述驅動軸(2)插設于該中心孔內、并與該中心孔之間留有間隙。5.按權利要求3所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述第一帶輪傳動機構的傳動比是1:2。6.按權利要求1-5任一項所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述關節式直線運動機構進一步包括第二帶輪傳動機構，所述第二帶輪傳動機構與所述連桿A(5)的另一端和連桿B(10)的另一端連接，所述第二帶輪傳動機構使所述端拾器(13)相對與水平面的姿態保持不變。7.按權利要求6所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述第二帶輪傳動機構包括帶輪C(8)、同步帶B(9)及帶輪D(ll)，其中帶輪C(8)與連桿A(5)的另一端固連，所述帶輪D(ll)套設于所述傳動軸B(12)上、并與所述傳動軸B(12)固連，所述帶輪C(8)和帶輪D(ll)通過所述同步帶B(9)連接。8.按權利要求7所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述帶輪C(8)套設于所述傳動軸A(6)上、并與傳動軸A(6)之間留有間隙。9.按權利要求7所述的關節式直線運動機構，其特征在于，所述第二帶輪傳動機構的傳動比是2:1。
【專利摘要】本實用新型涉及機械工程及工業自動化領域，具體地說是一種關節式直線運動機構。包括基座、驅動軸、連桿A、傳動軸A、連桿B、傳動軸B、第一帶輪傳動機構、第二帶輪傳動機構及端拾器，其中驅動軸沿水平方向轉動安裝在基座上，所述傳動軸A和傳動軸B與所述驅動軸平行，所述連桿A的一端與所述驅動軸固連，另一端與所述傳動軸A轉動連接，所述連桿B的一端與所述傳動軸A固連，另一端與所述傳動軸B轉動連接，所述端拾器與所述傳動軸B固連。所述第一帶輪傳動機構與所述基座和傳動軸A連接、并帶動所述傳動軸A旋轉，所述第二帶輪傳動機構與所述連桿A和連桿B的另一端連接。本實用新型使直線運動機構可靈活的改變機構本體的占地空間。
【IPC分類】F16H37/12
【公開號】CN205001466
【申請號】CN201520781387
【發明人】谷侃鋒, 張曉揚, 孫元, 高英美, 趙明揚
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月10日