CN107143629A - 基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构 - Google Patents
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Abstract
提供一种基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，具有由微型减速电机直驱低速转动转轴，随转轴同心同步按圆的轨迹转动的勒洛三角形凸轮，呈“十”字型对称一体化带导向槽的支撑块，纳入导向槽呈“中”字型对称且与上述凸轮共面的环形带柄构件；受转动的勒洛三角形凸轮顶角拨动沿导向槽做线性往复运动的环形带柄构件，且其一端的导向柄设有可用于捣蒜的球体，另一个端部设有用于防止环形带柄构件整体脱离导向槽的限位挡块。本发明通过勒洛三角形凸轮以及受其拨动发生往复运动的环形带柄构件实现捣蒜机构从转动向线性往复运动的转换，该结构对于电机转矩的利用率更高，也更利于满足捣蒜机整体体积小型化发展的设计需求。
Description
技术领域
本发明属捣蒜机凸轮机构技术领域，具体涉及一种基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构。
背景技术
目前，大型餐馆使用的搅拌式蒜泥加工装置在保持蒜泥形态与蒜泥最佳口感方面不如传统捣制加工而成的蒜泥口感，现有技术下以授权公告号为CN204483811U的可用于捣制加工蒜泥的自动装置在蒜泥加工方法上沿用了利用机械原理实现的手摇式自动加工方式，但是其通过齿轮传动与曲柄滑块机构和捣蒜机构相结合来实现的，众所周知，利用曲柄滑块机构实现将回转运动转化为往复直线运动的传动过程中作为必要连接结构的曲柄构件必然导致装置整体体积过大；再有申请公布号为CN105708361A的发明专利，其传动的实现通过电机驱动偏心轮转动，由偏心轮的转动带动安装于其偏心位置处的非定心转动的轴承可转动连接通过回转摆动的连杆实现由转动向直线往复运动的转换的，虽然该结构较上述结构有利于捣蒜机小型化体积的设计，但是该传动机构中作为主要传动构件的偏心轮，其非中心对称的结构在旋转过程中以及带动安装于其偏心位置的轴承非定心旋转的过程中，非中心对称结构的偏心轮本身从重心最低点向最高点运动的过程，以及由轴承带动连杆绕电机输出轴作非定心轨迹运动的过程中，上述多个从动件从最低点运动至最高点的行程过大，且重心均与转轴偏离，因此做功过程对于电机转矩的传递是损耗过程，可见通过该偏心轮机构实现蒜锤往复运动对于电机的实际输出功率要求过高，而有效做功的能效低，现针对如何通过小型化设计实现高效率的电机输出转矩传递来解决捣蒜机传动机构的设计问题提出如下技术方案。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，通过受电机直驱呈中心对称结构与转轴同心转动的勒洛三角形凸轮以及受凸轮边缘拨动在导向槽作用下作线性往复运动并呈中字型对称结构的环形带柄构件所形成的新型的捣蒜机垂直凸轮机构解决目前大多数自动捣蒜传动机构存在的利用曲柄或连杆机构存在的体积不易小型化以及利用偏心轮机构对电机转矩传递的损失过大，电机输出有效功不高的技术问题。
本发明采用的技术方案：基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，具有转轴，所述转轴由微型减速电机直驱转动，并通过与其同心安装的滚动轴承垂直支承安装于呈左右对称的支撑座所在平面的中心位置，所述支撑座由中部的支撑块和外部对称的两个支撑柄组成，所述支撑块为方形或圆形，所述支撑柄以支撑块为中心呈“十”字型对称向外一体化延伸制成，两对称方形的支撑柄同侧上端面与其固连为一体设有对称且从同一直线方向进行导向的导向槽；位于支撑座中部支撑块的上端面且具有导向槽那一侧设有可随转轴同步旋转的勒洛三角形凸轮，所述勒洛三角形凸轮与转轴的转矩传递端通过键配合同心联接，并在转轴的低速转动下带动勒洛三角形凸轮以小于等于200rpm的转速定心旋转，与该凸轮共面在其外部适配套接环形带柄构件；所述环形带柄构件由环形部和两个与其呈“中”字型对称的导向柄一体化构成，其中两对称的导向柄分别***对称的导向槽内并支撑整个环形带柄构件沿导向槽的线性通道作往复运动；所述环形带柄构件的运动轨迹由转动的勒洛三角形凸轮的顶角拨动环形部并整体带动环形带柄构件沿导向槽做线性往复运动完成；其中一个导向柄的端部设有可用于捣蒜的球体，另一个导向柄的端部设有用于防止环形带柄构件整体脱离导向槽的限位挡块。
所述勒洛三角形凸轮的半径为25mm-75mm,所述球体的直径为20mm-35mm。
所述勒洛三角形凸轮以及与其摩擦接触的环形带柄构件均用经氮化和高频淬火的复合热处理制成的合金钢制成。
所述环形带柄构件用空心管状件制成，其中环形部用方管件制成。
所述球体外表面套有可拆卸的并用弹性材料制成的球套，所述球套外表面制有用于增大捣蒜时接触压强的凸起，且球套的套体厚度小于等于2mm。
本发明与现有技术相比的优点：
1、勒洛三角形凸轮较偏心轮呈中心对称结构，其结构重心与转轴轴心重叠，其边缘的运动轨迹为定心定半径的圆形轨迹并受电机直驱通过键配合发生转动，因此转矩传递更为高效，由勒洛三角形凸轮边缘拨动环形带柄构件环形部的内端面在导向槽的导向作用下实现由回转到往复运动的转换实现过程较偏心轮构件带动从动件做非定心旋转的过渡转换的实现方式由于省去了偏心轮以及轴承重力提升过程机械能的损耗，因此动力传递的实际有效功更高，对于电机转矩输出的利用率大大提升；
2、通过特殊形状一体化并带导向槽的支撑座和勒洛三角形凸轮以及特殊形状设计一体化的环形带柄构件实现回转到直线往复运动的运动转换，支撑座与环形带柄构件的纵向长度近似，勒洛三角形凸轮与环形带柄构件的共面布置结构有利于捣蒜机整体小型化的设计。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中环形带柄构件的结构示意图；
图3为图1中球体的分解结构示意图；
图4为图1中勒洛三角形凸轮机构与转轴的分解结构示意图；
图5为勒洛三角形凸轮的几何原理示意图；
图6为勒洛三角形凸轮的结构主视图；
图7为勒洛三角形凸轮与环形带柄构件的环形部相配合的结构主视图；
图8为图7中环形带柄构件随勒洛三角形凸轮的转动作线性往复运动的位移示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-8描述本发明的一种实施例。
基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，具有转轴1，所述转轴1由微型减速电机直驱转动，并通过与其同心安装的滚动轴承2垂直支承安装于呈左右对称的支撑座3所在平面的中心位置，所述支撑座3由中部的支撑块301和外部对称的两个支撑柄302组成，所述支撑块301为方形或圆形，如图1及图4所示以方形的支撑块301实施例为例，所述支撑柄302同样优选为方形更为稳固和易于加工成型的结构，所述支撑柄302以支撑块301为中心呈“十”字型对称向外一体化延伸制成，两对称方形的支撑柄302同侧上端面与其固连为一体设有对称且从同一直线方向进行导向的导向槽4，该结构为支撑与其结构近似的环形带柄构件6的形状以及结构相匹配而设计，通过垂直且紧凑的结构为环形带柄构件6的线性位移提供了稳定且紧凑的支撑和导向作用，不仅构件的强度更高，而且构件数更为精简，机械性能更为优良；位于支撑座3中部的支撑块301的上端面即具有导向槽4那一侧设有可随转轴1同步旋转的勒洛三角形凸轮5，所述勒洛三角形凸轮5与转轴1的转矩传递端通过键配合同心联接，并在转轴1的低速转动下带动勒洛三角形凸轮5以小于等于200rpm的转速定心旋转，与该凸轮共面在其外部适配套接环形带柄构件6；所述环形带柄构件6由环形部602和两个与其呈“中”字型对称的导向柄601一体化构成，其中两对称的导向柄601分别***对称的导向槽4内并支撑整个环形带柄构件6沿导向槽4的线性通道作往复运动；所述环形带柄构件6的运动轨迹由转动的勒洛三角形凸轮5的顶角501拨动环形部602并整体带动环形带柄构件6沿导向槽4做线性往复运动完成；如图7所示，为所述勒洛三角形凸轮5与环形带柄构件6的环形部602具体相配合的示意图，其中，环形部602的具体形状为与勒洛三角形凸轮5的勒索三角形尺寸对应的正方形的两平行对边，和与两平行对边首尾相连的两相对的半圆弧形边围制而成。因此，环形带柄构件6的形状和结构与支撑座3以及导向槽4尤其是勒洛三角形凸轮5相匹配而安装设置，该布置方式极有利于捣蒜机构整体小型化的设计，其中环形带柄构件6所对称的两个导向柄601中，其中一个导向柄601的端部设有可用于捣蒜的球体7，另一个导向柄601的端部设有将该捣蒜机构整体竖立设置时，用于防止环形带柄构件6整体脱离导向槽4的限位挡块8，所述限位挡块8的具体形状在此不作限制，以如图所示实施例为其优选结构。
其中，勒洛三角形凸轮5较偏心轮呈中心对称结构，其结构重心与转轴1的轴心重叠，此外，其边缘的运动轨迹为定心定半径的圆形轨迹并受电机直驱通过键配合随转轴1的转动可重心重叠地发生同步转动，因此较偏心轮的转矩传递更为高效，由勒洛三角形凸轮5边缘拨动环形带柄构件6的环形部602的内侧端面在导向槽4的导向作用下，沿导向槽4的线性通道，带动环形带柄构件6整体作直线往复运动的运动转换实现过程较偏心轮构件带动从动件做非定心旋转的过渡转换的实现方式由于省去了偏心轮以及轴承重力提升过程机械能的损耗，因此动力传递的实际有效功更高，电机转矩输出的有效利用率大大提升。此外，通过特殊形状带导向槽且一体化制成的支撑座3和勒洛三角形凸轮5以及特殊形状设计一体化制成的环形带柄构件6实现回转到直线往复运动的运动转换结构布置，支撑座3与环形带柄构件6的纵向长度近似(受环形带柄构件6的位移行程决定如图8所示)，勒洛三角形凸轮5与环形带柄构件6的共面布置结构较通过曲柄滑块机构实现转动到往复运动的转换实现结构而言，整体结构更为紧凑，因此更有利于捣蒜机整体小型化的设计。
进一步地，所述勒洛三角形凸轮5的半径为25mm-75mm,所述球体7的直径为20mm-35mm。由于该结构中勒洛三角形凸轮5以及与其反复摩擦接触的环形带柄构件6之间的频繁接触，为保证上述两构件之间的使用寿命，降低损耗，对上述两构件的硬度提出要求较高，因此本方案中，对所述勒洛三角形凸轮5以及与其摩擦接触的环形带柄构件6均用经氮化和高频淬火的复合热处理制成的合金钢制成。现有技术下，常规的单纯采用氮化或单纯采用高频淬火的热处理方式制成的合金钢其硬度无法克服彼此的缺点，而采用氮化加高频淬火的复合热处理制成的合金钢，经实验证明，其表面层强度不仅能够被提高，而且能够在表层氮化处理再高频淬火处理的复合热处理制成的合金钢，使其表层强度提高的过程中形成强化层，即表面的含氮马氏体加上次表面上的普通马氏体，使总氮化层的深度远远超过离子氮化的总氮化层深度，硬化层深度增加接近1mm级的范围，因此相应的硬度梯度变化更为平缓，且由于该强化层的形成，可改变现有技术下表层沿一定深度的内应力分布，淬火后低温回火，可降低交变载荷下的拉应力，大大改善型面硬化层与内部材料间的拉伸性能，确保上述构件的耐磨寿命。
为在尽量降低环形带柄构件6重量的前提下进一步降低必要做功的损耗，所述环形带柄构件6用空心管状件制成，在此基础上，为了提高勒洛三角形凸轮5拨动环形带柄构件6的摩擦接触面积，其中环形部602用方管件制成，且环形带柄构件6的管体厚度与勒洛三角形凸轮5的厚度相对应，以便提供充分的线性接触以拨动作为从动件的环形带柄构件6使其发生移动。
此外，用于锤击蒜瓣的球体7外表面套有可拆卸的并用弹性材料制成的球套701，所述球套701外表面制有用于增大捣蒜时接触压强的凸起，且球套701的套体厚度小于等于2mm。具体地，所述球套701优选采用硅橡胶制成，以保证足够的弹性和环保、卫生需求，且该可拆卸设置为了方便清洗或更换捣蒜头而设置，且球套701上的若干凸起还具有增大压强以提高捣蒜效率的作用。
捣蒜垂直凸轮机构的运动原理：由微型减速电机以小于等于200rpm的转速直接驱动转轴1旋转，并通过转轴1的旋转带动勒洛三角形凸轮5以小于等于200rpm的转速定心定圆转动，每转动一圈拨动环形带柄构件6往复运动一个半周期，环形带柄构件6一体化的结构构件数更少，通过勒洛三角形凸轮5的拨动在导向槽4的导向作用下实现的线性往复位移的捣蒜机构整体结构更为紧凑，各机构的运动轨迹更为简洁，构件之间的连接方式更加稳定且有效功的传动效率更高，对于电机转矩的高效传递更有保证，满足电动捣蒜机向小型化小体积高效方向发展的设计需求。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (5)
1.基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，具有转轴(1)，其特征在于：所述转轴(1)由微型减速电机直驱转动，并通过与其同心安装的滚动轴承(2)垂直支承安装于呈左右对称的支撑座(3)所在平面的中心位置，所述支撑座(3)由中部的支撑块(301)和外部对称的两个支撑柄(302)组成，所述支撑块(301)为方形或圆形，所述支撑柄(302)以支撑块(301)为中心呈“十”字型对称向外一体化延伸制成，两对称方形的支撑柄(302)同侧上端面与其固连为一体设有对称且从同一直线方向进行导向的导向槽(4)；位于支撑座(3)中部支撑块(301)的上端面且具有导向槽(4)那一侧设有可随转轴(1)同步旋转的勒洛三角形凸轮(5)，所述勒洛三角形凸轮(5)与转轴(1)的转矩传递端通过键配合同心联接，并在转轴(1)的低速转动下带动勒洛三角形凸轮(5)以小于等于200rpm的转速定心旋转，与该凸轮共面在其外部适配套接环形带柄构件(6)；所述环形带柄构件(6)由环形部(602)和两个与其呈“中”字型对称的导向柄(601)一体化构成，其中两对称的导向柄(601)分别***对称的导向槽(4)内并支撑整个环形带柄构件(6)沿导向槽(4)的线性通道作往复运动；所述环形带柄构件(6)的运动轨迹由转动的勒洛三角形凸轮(5)的顶角(501)拨动环形部(602)并整体带动环形带柄构件(6)沿导向槽(4)做线性往复运动完成；其中一个导向柄(601)的端部设有可用于捣蒜的球体(7)，另一个导向柄(601)的端部设有用于防止环形带柄构件(6)整体脱离导向槽(4)的限位挡块(8)。
2.根据权利要求1所述的基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，其特征在于：所述勒洛三角形凸轮(5)的半径为25mm-75mm,所述球体(7)的直径为20mm-35mm。
3.根据权利要求1所述的基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，其特征在于：所述勒洛三角形凸轮(5)以及与其摩擦接触的环形带柄构件(6)均用经氮化和高频淬火的复合热处理制成的合金钢制成。
4.根据权利要求1所述的基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，其特征在于：所述环形带柄构件(6)用空心管状件制成，其中环形部(602)用方管件制成。
5.根据权利要求1所述的基于勒洛三角形的捣蒜机垂直凸轮机构，其特征在于：所述球体(7)外表面套有可拆卸的并用弹性材料制成的球套(701)，所述球套(701)外表面制有用于增大捣蒜时接触压强的凸起，且球套(701)的套体厚度小于等于2mm。
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