CN101984273A - 液压式间歇运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压式间歇运动机构，在转动平台(1)上加工若干个锥销孔，转动平台(1)和转动立柱(2)紧固连接后安装在机架(8)上，转动平台(1)和转动立柱(2)与机架(8)有相对运动，插销液压缸(7)固定在摆杆(3)上，摆杆(3)的另一端与连杆(4)铰接，摆杆(3)与机架(8)构成移动副以保证摆杆在插销液压缸作用下的刚度，连杆(4)的另一端与滑块(6)铰接，滑块(6)安装在机架(8)上并在机架上滑动，滑块(6)与主动液压缸(5)的活塞杆固结，主动液压缸(5)的缸体和机架(8)固结。本发明的间歇机构将滑块摆杆和液压传动有机结合，实现摆杆与转动平台的相连接和失连接，从而达成转动平台的间歇圆周运动，解决常用间歇机构不能适应的重载问题，满足自动化生产需求。

Description

液压式间歇运动机构

技术领域

本发明涉及运动机构，具体涉及液压式间歇运动机构。

背景技术

常用的间歇圆周运动机构有棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等，这些间歇圆周运动机构在具体应用上有各自的特点，但都存在一定的缺点；如棘轮机构、槽轮机构工作时有较大的冲击和噪音，运动平稳性较差，所以常应用于速度较低，载荷不大，运动精度要求不高的场合；不完全齿轮机构的从动轮在进入和脱离啮合时有较大冲击，动力学特性较差，故仅适用于低速轻载场合。在工程实际中，当间歇圆周运动需要驱动大载荷时，上述几种常用机构显然不能满足其使用要求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种液压式间歇运动机构，间歇机构将滑块摆杆和液压传动有机结合，用液压缸驱动滑块，以滑块为主动件，摆杆摆动设定的角度，通过安装在摆杆上的插销液压缸的插销和拔销，实现摆杆与转动平台的相连接和失连接，从而达成转动平台的间歇圆周运动，解决常用间歇机构不能适应的重载问题，并通过液压传动控制***对该机构实现自动控制，满足自动化生产需求。

本发明的技术解决方案是：该间歇运动机构由机械运动装置和液压传动装置两部份联接组成；所述的机械运动装置包括转动平台、转动立柱、摆杆、连杆、主动液压缸、滑块和插销液压缸，根据实际情况在转动平台上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，转动平台和转动立柱紧固联接后安装在机架上，转动平台和转动立柱与机架有相对运动，摆杆的一端联接转动立柱构成转动副，插销液压缸固定在摆杆上，摆杆的另一端与连杆铰接并与机架构成移动副以保证摆杆在插销液压缸作用下的刚度，连杆的另一端与滑块铰接，滑块安装在机架上并在机架上滑动，滑块与主动液压缸的活塞杆固结，主动液压缸的缸体和机架固结；所述的液压传动装置包括油箱、液压泵、减压阀、电磁换向阀、单向节流阀、液控单向阀、插销液压缸和主动液压缸，油箱连接液压泵，液压泵的油路由两路分别连接插销液压缸和主动液压缸，其中一路经减压阀、电磁换向阀后由单向节流阀、液控单向阀分别接插销液压缸的上腔和下腔，另一路经电磁换向阀后由压力继电器、单向节流阀分别接主动液压缸的左腔和右腔。

其中，根据实际情况在转动平台上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，为防尘和保持美观，该锥销孔应为盲孔。

其中，插销液压缸的活塞杆端部固结锥形销，保证在一定误差范围内锥形销容易导入锥销孔中。

其中，在滑块的两个极限位置设置止挡铁。

其中，插销液压缸的下腔油路连接压力继电器。

其中，主动液压缸的左、右两腔油路连接压力继电器。

其中，液压泵出口油路上连接先导型溢流阀，先导型溢流阀的远程控口连接电磁换向阀。

工作时，插销液压缸使摆杆与转动平台的相连接和失连接是实现间歇圆周运动的关键；当转动平台需要转动时，通过插销液压缸的插销动作把摆杆与转动平台相连接，摆杆的转动即可驱动转动平台的转动；当转动平台需要停止时，插销液压缸的拔销动作使摆杆与转动平台失连接，摆杆的回摆动作与转动平台无关，即可实现转动平台的停止；其工作原理为：当转动平台需要转动时，插销液压缸在液压油作用下，活塞杆伸出***转动平台的锥销孔；主动液压缸在压力油作用下，活塞杆伸出推动与之固结的滑块作直线运动，带动连杆使摆杆产生转动，插销液压缸随摆杆而产生转动，此时转动平台由插销液压缸与摆杆相连接而产生转动；滑块到达设置的行程终点时，转动平台就转动到了设定角度位置，转动平台转动角度的设定可通过设置滑块行程来实现，即只要改变滑块的行程设置即可改变转动平台的转动角度；当转动平台需要停止时，插销液压缸在压力油作用下活塞杆缩回完成拔销动作，转动平台与摆杆失连接，转动平台停留在转动后的位置不动，而主动液压缸在压力油作用下活塞杆缩回使与之固结的滑块返回到设定的起始点并带动连杆、摆杆返回到原位，完成一个工作循环；在含插销液压缸的机械运动装置返回原位后，重复上次动作，可实现下一个工作循环。

本发明具有以下优点：

1、摆杆、连杆、滑块是较常见的平面四杆机构，以摆杆为主动件将输入的圆周运动转化为滑块的直线运动，或以滑块为主动件将输入的往复直线运动转化为摆杆的圆周运动，机械运动装置均为低副，低副的运动副元素为面接触，压力较小，可承受较大的载荷，有利于润滑，磨损较小，运动副元素几何形状简单，便于加工制造，成本低，当主动件的运动规律不变，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。

2、在机械运动装置中，当以滑块为主动件时，调节滑块的行程可将输入的往复直线运动转化为摆杆在一定角度范围内的摆动，控制滑块的行程即可控制摆杆的摆动角度。

3、用主动液压缸驱动机械运动装置，并通过插销液压缸实现摆杆和转动平台的相连接和失连接，机械运动装置与液压传动装置有机结合，具有平面四杆和液压传动的双重优点，液压传动的冲击小、无噪音、运动平稳性好，并可根据具体使用情况无极调节摆杆的转动角速度和调节输出载荷的大小，特别适合低速重载场合。

4、根据用液压***控制间歇圆周运动的工作需求，液压***的两只液压缸要求按照一定的顺序动作，该液压***主要由顺序动作回路构成，且因为插销液压缸在插销时必须和转动平台上的锥销孔能较精确地定位，为此以压力控制的顺序动作回路构成该液压***的核心，在滑块的两个极限位置设置止挡铁，由压力继电器控制插销液压缸的插销和拔销动作，从而保证插销位置准确。

5、插销液压缸仅起到将摆杆和转动平台的连接与否，插销时并不需要大的压力，故插销液压缸的控制回路采用减压回路，为防止插销液压缸的插销因某种原因脱落，在减压回路中加入锁紧装置。

6、对主动液压缸的控制直接影响转动平台的转动角速度，当转动平台转动时速度应为可控，故主动液压缸的控制回路采用进油节流调速回路，为了在转动平台间歇时减少功率损耗，采用先导型溢流阀卸荷的卸荷回路。

7、用液压***控制的间歇圆周运动机构用插销液压缸使摆杆与转动平台相连接和失连接；当转动平台需要转动时，通过插销液压缸的插销动作把摆杆与转动平台相连接，摆杆的转动即可驱动转动平台的转动；当转动平台需要停止时，插销液压缸的拔销动作使摆杆与转动平台失连接，摆杆的回摆动作与转动平台无关，即可实现转动平台的停止；该机构具有平面四杆机构和液压传动的双重优点，不但具备了平面四杆机构的承载大、磨损小、易加工制造、成本低的优点，而且具有液压传动的冲击小、无噪音、运动平稳性好，无极调节摆杆的转动角速度和调节输出载荷的大小等优点；用液压***控制的间歇圆周运动机构特别适合低速重载场合，并通过液压***对该机构实现自动控制，可满足自动化生产需求，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的液压传动原理图

图中：1转动平台，2转动立柱，3摆杆，4连杆，5主动液压缸，6滑块，7插销液压缸，8机架，9油箱，10液压泵，11减压阀，12、13电磁换向阀，14、15单向节流阀，16液控单向阀，17-19压力继电器，20先导型溢流阀，21电磁换向阀。

具体实施方式

如图1所示，该间歇运动机构由机械运动装置和液压传动装置两部份联接组成，所述的机械运动装置包括转动平台1、转动立柱2、摆杆3、连杆4、主动液压缸5、滑块6和插销液压缸7、机架8，根据实际情况在转动平台1上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，转动平台1和转动立柱2紧固联接后安装在机架8上，转动平台1和转动立柱2与机架8有相对运动，摆杆3的一端联接转动立柱2构成转动副，插销液压缸7固定在摆杆3上，摆杆3的另一端与连杆4铰接，摆杆3与机架8构成移动副以保证摆杆在插销液压缸作用下的刚度，连杆4的另一端与滑块6铰接，滑块6安装在机架8上并在机架上滑动，滑块6与主动液压缸5的活塞杆固结，主动液压缸5的缸体和机架8固结；所述的液压传动装置包括油箱9、液压泵10、减压阀11、电磁换向阀12、13、单向节流阀14、15、液控单向阀16、插销液压缸7和主动液压缸5，油箱9连接液压泵10，液压泵10的油路由两路分别连接插销液压缸7和主动液压缸5，其中一路经减压阀11、电磁换向阀12后由单向节流阀14、液控单向阀16分别接插销液压缸7的上腔和下腔，另一路经电磁换向阀13后由压力继电器18、单向节流阀15分别接主动液压缸5的左腔和右腔。

其中，根据实际情况在转动平台1上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，为防尘和保持美观，该锥销孔应为盲孔。

其中，插销液压缸7的活塞杆端部固结锥形销，保证在一定误差范围内锥形销容易导入锥销孔中。

其中，在滑块6的两个极限位置设置止挡铁。

其中，插销液压缸7的下腔油路上连接压力继电器17。

其中，主动液压缸5的左腔油路上连接压力继电器18。

其中，主动液压缸5的右腔油路上连接压力继电器19。

其中，液压泵10出口油路上连接先导型溢流阀20。

其中，先导型溢流阀20的远程控口上连接电磁换向阀21。

工作时，插销液压缸7使摆杆3与转动平台1的相连接和失连接是实现间歇圆周运动的关键；当转动平台1需要转动时，通过插销液压缸7的插销动作把摆杆3与转动平台1相连接，摆杆3的转动即可驱动转动平台1的转动；当转动平台1需要停止时，插销液压缸7的拔销动作使摆杆3与转动平台1失连接，摆杆3的回摆动作与转动平台1无关，即可实现转动平台1的停止；其工作原理为：当转动平台1需要转动时，插销液压缸7在液压油作用下，活塞杆伸出***转动平台1的锥销孔；主动液压缸5在压力油作用下，活塞杆伸出推动与之固结的滑块6作直线运动，带动连杆4使摆杆3产生转动，插销液压缸7随摆杆3而产生转动，此时转动平台1由插销液压缸7与摆杆3相连接产生转动；滑块6到达设置的行程终点时，转动平台1就转动到了设定角度位置，转动平台转动角度的设定可通过设置滑块行程来实现，即只要改变滑块的行程设置即可改变转动平台的转动角度；当转动平台1需要停止时，插销液压缸7在压力油作用下活塞杆缩回完成拔销动作，转动平台1与摆杆3失连接，转动平台1停留在转动后的位置不动，而主动液压缸5在压力油作用下活塞杆缩回使与之固结的滑块6返回到设定的起始点并带动连杆4、摆杆3返回到原位，完成一个工作循环；在含插销液压缸的机械运动装置返回原位后，重复上次动作，可实现下一个工作循环。

如图2所示，两液压缸的动作顺序为：插销液压缸7活塞杆伸出→主动液压缸5活塞杆伸出→插销液压缸7活塞杆缩回→主动液压缸5活塞杆缩回；其工作原理为：

(1)插销液压缸7活塞杆伸出(上行)

按下启动按钮使电磁换向阀门12的1YA得电，液压泵10供给的液压油经减压阀11减压后由电磁换向阀12右位经液控单向阀16进入插销液压缸7的下腔使其活塞杆上行并将插销***转动平台1的锥销孔中，插销液压缸7的上腔油液经单向节流阀14、电磁换向阀12回油箱9，此时即完成插销液压缸7的插销动作，使转动平台1经插销液压缸7与摆杆3相连接，插销速度由节流阀调节。

进油路：液压泵10→减压阀11→电磁换向阀12(右位)→液控单向阀16→插销液压缸7下腔。

回油路：插销液压缸7上腔→单向节流阀14→电磁换向阀12(右位)→油箱9。

(2)主动液压缸5活塞杆伸出(左行)

当插销液压缸7的插销动作完成时，插销液压缸7下腔油压达到压力继电器17的调定压力，则压力继电器发信号使电磁换向阀门12的1YA失电，则电磁换向阀2复位(中位)，3YA得电，电磁换向阀13左位接入，液压油经单向节流阀15进入主动液压缸5的右腔推动活塞杆左行，驱动滑块6、连杆4以及摆杆3运动，从而使转动平台1产生转动，主动液压缸5的左腔油液经电磁换向阀13回油箱9。***压力由先导型溢流阀20调定。

进油路：液压泵10→电磁换向阀13(左位)→单向节流阀15→主动液压缸5右腔。

回油路：主动液压缸5左腔→电磁换向阀13(左位)→油箱9。

(3)插销液压缸7活塞杆缩回(下行)

当转动平台1在摆杆3作用下转动一定角度，滑块6到达设定位置时止挡铁停留，主动液压缸5的活塞停止运动，主动液压缸5的右腔油压立即升高到压力继电器19的调定压力，则压力继电器19发信号使电磁换向阀13的3YA失电，则电磁换向阀13复位(中位)，电磁换向阀12的2YA得电，电磁换向阀12左位接入，液压油经单向节流阀14进入插销液压缸7上腔，活塞杆缩回而拔销，拔销动作完成后，摆杆3与转动平台1失连接，插销液压缸7下腔的液压油经液控单向阀16和电磁换向阀12回油箱9，由于液控单向阀16的存在构成了锁紧回路，拔销动作必须上腔进油才能实现，具有较大的可靠性。

进油路：液压泵10→减压阀11→电磁换向阀12(左位)→单向节流阀14→插销液压缸7上腔。

回油路：插销液压缸7下腔→液控单向阀16→电磁换向阀12(左位)→油箱9。

(4)主动液压缸5活塞杆缩回(右行)

当插销液压缸7的活塞杆缩回碰到行程开关SA时，SA发信号使电磁换向阀12的2YA失电，电磁换向阀12复位(中位)，电磁换向阀13的4YA得电，电磁换向阀13右位接入，液压油经电磁换向阀13右位进入主动液压缸5的左腔，活塞杆缩回，从而带动滑块6、连杆4以及摆杆3回到起始位置，而转动平台1因与摆杆3失连接停留在转动后的位置保持静止状态，主动液压缸5右腔经单向节流阀15和电磁换向阀13右位回油箱9。

进油路：液压泵10→电磁换向阀13(右位)→主动液压缸5左腔。

回油路：主动液压缸5右腔→单向节流阀15→电磁换向阀13(右位)→油箱9。

当主动液压缸5的活塞杆缩回到起始位置时，即滑块6到达设定位置止挡铁停留，其左腔压力迅速升高到压力继电器18的调定压力，则压力继电器18发信号使电磁换向阀13的3YA失电并发信号给时间继电器延时，间歇运动的时间间隔可由时间继电器调定，同时压力继电器18发信号使电磁换向阀21的5YA得电，使液压泵10卸荷，当到达设定的间歇时间时，时间继电器发信号使电磁换向阀12的1YA得电、电磁换向阀21的5YA失电，进入下一个动作循环。

Claims (7)

1.液压式间歇运动机构，其特征在于：该间歇运动机构由机械运动装置和液压传动装置两部份联接组成，所述的机械运动装置包括转动平台(1)、转动立柱(2)、摆杆(3)、连杆(4)、主动液压缸(5)、滑块(6)和插销液压缸(7)，根据实际情况在转动平台(1)上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，转动平台(1)和转动立柱(2)紧固联接后安装在机架(8)上，转动平台(1)和转动立柱(2)与机架(8)有相对运动，摆杆(3)的一端联接转动立柱(2)构成转动副，插销液压缸(7)固定在摆杆(3)上，摆杆(3)的另一端与连杆(4)铰接，摆杆(3)与机架(8)构成移动副以保证摆杆在插销液压缸作用下的刚度，连杆(4)的另一端与滑块(6)铰接，滑块(6)安装在机架(8)上并在机架上滑动，滑块(6)与主动液压缸(5)的活塞杆固结，主动液压缸(5)的缸体和机架(8)固结；所述的液压传动装置包括油箱(9)、液压泵(10)、减压阀(11)、电磁换向阀(12、13)、单向节流阀(14、15)、液控单向阀(16)、插销液压缸(7)和主动液压缸(5)，油箱(9)连接液压泵(10)，液压泵(10)的油路由两路分别连接插销液压缸(7)和主动液压缸(5)，其中一路经减压阀(11)、电磁换向阀(12)后由单向节流阀(14)、液控单向阀(16)分别接插销液压缸(7)的上腔和下腔，另一路经电磁换向阀(13)后由压力继电器(18)、单向节流阀(15)分别接主动液压缸(5)的上腔和下腔。

2.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，根据实际情况在转动平台(1)上加工出按具体转动角度设置的若干个锥销孔，为防尘和保持美观，该锥销孔应为盲孔。

3.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，插销液压缸(7)的活塞杆端部固结锥形销，保证在一定误差范围内锥形销容易导入锥销孔中。

4.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，在滑块(6)的两个极限位置设置止挡铁。

5.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，插销液压缸(7)的下腔油路上连接压力继电器(17)。

6.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，主动液压缸(5)的左、右两腔油路上分别连接压力继电器(18、19)。

7.根据权利要求1所述的液压式间歇运动机构，其特征在于：其中，液压泵(10)的出口油路上连接先导型溢流阀(20)，先导型溢流阀(20)的远程控口油路上连接电磁换向阀(21)。