CN105090400A - 一种正弦摆动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种正弦摆动机构,属于机械传动领域。一种正弦摆动机构,其特征在于,包括可沿水平方向往复滑动的齿条和与之相啮合的齿扇;齿条的前方设有电机,该电机的输出轴与齿条的前侧面垂直;齿条的右端部固连有竖直的滑竿,滑竿的中间设有竖直且前后贯通的滑槽,滑槽内设有滑块;在电机的输出轴和滑块之间通过连杆连接,连杆的两端分别与电机和滑块形成转动副。本发明仅通过电机和机械结构,就可实现正弦规律的摆动,结构简单,制造方便,且运动过程中,接触应力小,不易磨损。
Description
技术领域
本发明涉及一种摆动机构,特别涉及一种正弦摆动机构。
背景技术
目前,实现摆动的方式主要有两种:
一种主要是通过机械结构实现,如连杆机构、凸轮机构等。连杆机构的各个构件是由低副联接起来的,因此,又称为低副机构。连杆机构中的曲柄摇杆机构、双摇杆机构、摆动导杆滑块机构,均可输出往复摆动。其中,曲柄摇杆机构共有两个连架杆,一个为曲柄,另一个为摇杆;双摇杆机构的两连架杆均为摇杆;摆动导杆滑块机构为平面四杆机构的演变形式,共含有两个移动副和两个转动副。这些机构仅能控制执行部件特定时刻的运动参数,无法对整个运动过程进行精确控制,且设计方法较为复杂。凸轮机构由机架、凸轮、从动件三部分组成。凸轮作定速转动,从动件在凸轮外廓的约束下,按预定规律运动。因此,从动件的运动精度大部分取决于凸轮的制造精度,若要实现较高的运动精度,则其制造成本会大幅提高,且凸轮机构属于高副机构,接触应力大,在高速、大载荷***中,凸轮的磨损较为严重。
另一种是通过控制***控制执行部件的摆动,例如生产线上的机械手。机械手为开式链机构,较闭式链机构有更多的自由度,每一个自由度的驱动均需一个原动机。该方式存在原动机频繁正反转,易损坏的问题,且成本高,编程难。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题,提供了一种正弦摆动机构,结构简单,方便制造。
本发明的目的是这样实现的:
一种正弦摆动机构,其特征在于,包括可沿水平方向往复滑动的齿条和与之相啮合的齿扇;齿条的前方设有电机,该电机的输出轴与齿条的前侧面垂直;齿条的右端部固连有竖直的滑竿,滑竿的中间设有竖直且前后贯通的滑槽,滑槽内设有滑块;在电机的输出轴和滑块之间通过连杆连接,连杆的两端分别与电机和滑块形成转动副。
其中,所述连杆与电机的输出轴之间通过键连接。
其中,所述齿条与齿扇之间采用直齿轮或斜齿轮传动。
其中,所述连杆为可伸缩结构。
本发明的有益效果为:仅通过电机和机械结构,就可实现正弦规律的摆动,结构简单,制造方便,且运动过程中,接触应力小,不易磨损。
附图说明
图1为本发明的主视结构图。
图2为本发明的左视结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明。
如图1结合图2所示,一种正弦摆动机构,包括可沿水平方向往复滑动的齿条1和与之相啮合的齿扇2;齿条1的前方设有电机3,该电机3的输出轴与齿条1的前侧面垂直;齿条1的右端部固连有竖直的滑竿4,滑竿4的中间设有竖直且前后贯通的滑槽5,滑槽5内设有滑块6;在电机3的输出轴和滑块6之间通过连杆7连接,连杆7的两端分别与电机3和滑块6形成转动副。其中,连杆7与电机3的输出轴之间通过键连接。
该正弦摆动机构的各连接均为面接触,在运动过程中,接触应力小、不易磨损。同时由齿条1与齿扇2组成的齿轮副使该机构具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑、可靠性高、使用寿命长等优点。
本正弦摆动机构中,齿条1与齿扇2之间可采用直齿轮或斜齿轮传动。优选为采用斜齿轮传动,可提高齿面的接触面积,且在啮合过程中,接触面积是由小变大,再由大变小的,因此,可以有效降低传动过程中的冲击和噪声,使该机构可应用于重载高速***。
使用时,将电机3固定在机架上,齿条与机架滑动连接,可沿水平方向往复移动,齿扇2的轴心则连接有输出件。电机3转动带动连杆7绕其与电机3相连的一端转动,滑块6在连杆7的带动下绕电机的输出轴转动,滑块6的转动可以分解为沿滑槽5的上下往复运动,以及齿条1沿水平方向的往复运动,齿条1水平往复运动又可以带动齿扇2在圆弧方向作往复摆动。其中,当电机3以恒定速度转动时,齿条的位移按余弦规律变化,其速度按正弦规律变化。通过齿扇2与齿条1的啮合,将齿条按正弦规律变化的线速度转变为齿扇2按正弦规律变化的角速度,使输出件按正弦规律摆动。
其中,输出件的摆动周期由电机3的转速决定,改变电机3的转速,可改变输出件的摆动周期。输出件的最大摆角由连杆7长度和齿扇2半径的比值决定,因而可将连杆7设计成可伸缩的机构,通过调节连杆7的长度,改变输出件的最大摆角。因此,该机构输出件运动参数的改变,不涉及任何程序的编写,可有效降低设计难度。
Claims (4)
1.一种正弦摆动机构,其特征在于,包括可沿水平方向往复滑动的齿条和与之相啮合的齿扇;齿条的前方设有电机,该电机的输出轴与齿条的前侧面垂直;齿条的右端部固连有竖直的滑竿,滑竿的中间设有竖直且前后贯通的滑槽,滑槽内设有滑块;在电机的输出轴和滑块之间通过连杆连接,连杆的两端分别与电机和滑块形成转动副。
2.根据权利要求1所述的一种正弦摆动机构,其特征在于,所述连杆与电机的输出轴之间通过键连接。
3.根据权利要求1所述的一种正弦摆动机构,其特征在于,所述齿条与齿扇之间采用直齿轮或斜齿轮传动。
4.根据权利要求1所述的一种正弦摆动机构,其特征在于,所述连杆为可伸缩结构。
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