CN108869675B - 一种运动转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运动转换装置，属于机械运动形式转换技术领域。它解决了现有的运动形式需求多样化等问题。本发明包括中心轴、转动盘、摆动盘及角度保持机构，转动盘转动设置在中心轴上，摆动盘通过一向心关节轴承设置在中心轴上，摆动盘和转动盘之间还设有一弹簧，弹簧的一端固定设置，另一端与摆动盘固连，角度保持机构连接转动盘和摆动盘并使摆动盘始终相对转动盘倾斜压缩弹簧，转动盘连续转动过程中，摆动盘周向边缘上的各点沿边缘依次周期性靠向转动盘。本发明的优点在于能把转动盘的旋转运动转化为摆动盘的摆动运动的运动。

Description

一种运动转换装置

技术领域

本发明属于机械运动形式转换技术领域，具体涉及一种运动转换装置。

背景技术

现有常见的运动转换装置主要是旋转运动与直线运动之间的转换，而随着科技的高速发展，各种运动转换装置在越来越多的行业领域发挥着巨大作用，而与此同时也对运动转换装置提出了更高、更广泛的要求，转换形成的运动形式需要更多样化，以适应一些特殊的工作环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有的多样化的运动形式的需求，而提供的一种能把旋转运动转化为摆动运动的运动转换装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种运动转换装置，其特征在于，包括中心轴及与中心轴同心设置的转动盘、摆动盘，转动盘转动设置在中心轴上，摆动盘通过一向心关节轴承设置在中心轴上，摆动盘周向边缘上的任意点均能靠向转动盘而使摆动盘相对转动盘倾斜，摆动盘和转动盘之间还设有一弹簧，弹簧同心套设在中心轴上，弹簧的压缩方向与中心轴的延伸方向一致，弹簧的一端固定设置，另一端与摆动盘固连，所述的运动转换装置还包括角度保持机构，该角度保持机构连接转动盘和摆动盘并使摆动盘始终相对转动盘倾斜压缩上述弹簧，角度保持机构上与转动盘连接处为固定工位，固定工位在转动盘转动过程中相对转动盘固定，角度保持机构上与摆动盘连接处为活动工位，活动工位在转动盘转动过程中沿摆动盘周向移动，转动盘连续转动过程中，摆动盘周向边缘上的各点沿边缘依次周期性靠向转动盘。通过向心关节轴承的连接使摆动盘能相对转动盘倾斜，而角度保持机构使摆动盘始终保持相对转动盘倾斜的状态，转动盘转动过程中，角度保持机构会随转动盘同步转动，使其活动工位沿摆动盘周向移动，活动工位的位置改变会同步改变摆动盘相对转动盘的远近点，从而使摆动盘形成周期性的摆动运动，将转动盘的旋转运动转换成了摆动盘的摆动运动。

在上述的一种运动转换装置中，所述的运动转换装置还包括用于驱动上述转动盘转动的电机。电机与转动盘直连或通过传动结构传动相连，传动结构可以是齿轮结构。

在上述的一种运动转换装置中，所述的运动转换装置还包括磁力驱动组件，该磁力驱动组件包括第一磁体和多个第二磁体，第一磁体固设在上述转动盘上，多个第二磁体固设在上述摆动盘上且沿摆动盘周向间隔均匀设置，各第二磁体对第一磁体均具有吸力，转动盘上最靠近摆动盘处为近点，转盘上最远离摆动盘处为远点，近点和远点之间的连线为磁力对称线，磁力对称线同时为转动盘的对称中心，上述第一磁***于磁力对称线的一侧，该第一磁体靠近上述近点，第一磁体受到的使其向近点运动的吸力大于使其向远点运动的吸力，第一磁体具有向近点转动靠近的运动趋势。由于磁力对称线会随转动盘的转动同步转动改变，所以第一磁体相对磁力对称线的位置始终固定不变，因此第一磁体始终具有向近点转动靠近的运动趋势。

在上述的一种运动转换装置中，所述的转动盘和摆动盘之间还设有间隔盘，间隔盘与转动盘间隔平行且固定在上述中心轴上。上述弹簧一端固定在间隔盘上，间隔盘用于防止摆动盘被吸引贴靠上转动盘，从而增大转动盘转动的摩擦阻力。

在上述的一种运动转换装置中，所述的角度保持机构包括连杆以及滑轮，滑轮转动设置在连杆的一端上，连杆的另一端设置在上述转动盘上，滑轮沿周向开设有一圈凹槽，上述摆动盘的边缘始终嵌在凹槽内，滑轮随转动盘转动过程中沿摆动盘周向移动。滑轮所在位置为上述活动工位，连杆设置在转动盘上的该端所在位置为上述固定工位。

在上述的一种运动转换装置中，所述的角度保持机构位于上述转动盘和摆动盘之间的最大间距处。角度保持机构通过将摆动盘向外推使摆动盘倾斜。

在上述的一种运动转换装置中，所述的角度保持机构设有两组，两组角度保持机构的滑轮的转动中心分别与摆动盘中心的连线组合形成的夹角的角度小于120度。

在上述的一种运动转换装置中，所述的连杆能伸缩调节长度。通过调节连杆的长度可以调节摆动盘的倾斜角度。

在上述的一种运动转换装置中，所述的连杆通过一调节结构设置在上述转动盘上，通过该调节结构连杆能向靠近或远离转动盘中心的方向来回运动。通过调节连杆的位置既能调节滑轮的倾斜角度且能调节摆动盘的倾斜角度，可以与上述连杆的长度调节配合使用。

在上述的一种运动转换装置中，所述的转动盘上还设有第三磁体，第三磁体与上述第二磁体相斥，第三磁体设置在转动盘上且位于角度保持机构处。第三磁体通过对第二磁体的斥力将摆动盘向外推，可以减少摆动盘与滑轮凹槽内壁的接触压力，降低滑轮滚动时的摩擦力。

在上述的一种运动转换装置中，所述的弹簧呈宝塔型，弹簧的大端固连在摆动盘上，小端固定设置。

在上述的一种运动转换装置中，所述的转动盘通过一转轴转动设置在上述中心轴上，转动盘与转轴固连，中心轴具有内孔，转轴通过若干个滚动轴承支撑插设在内孔内。

与现有技术相比，本发明结构简单紧凑，将转动盘的旋转运动转换成摆动盘的摆动，形成的摆动运动周期规律性稳定，运动精准度好；利用磁体吸力差使转动盘具有转动趋势，可以降低能耗输出，具有节能功效；通过间隔盘、第三磁体等部件来降低各部件之间的摩擦系数，减少摩擦损耗，实现运动的顺畅。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为摆动盘的结构示意图。

图中，1、中心轴；2、转动盘；3、摆动盘；4、向心关节轴承；5、转轴；6、连杆；7、滑轮；8、第一磁体；9、第二磁体；10、间隔盘；11、第三磁体；12、弹簧。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图4所示，本发明提供的一种运动转换装置，包括中心轴1、转动盘2、摆动盘3以及角度保持机构，中心轴1具有沿轴向贯通的内孔，转动盘2与摆动盘3均呈圆型且均与中心轴1呈同心状态，摆动盘3通过一向心关节轴承4设置在中心轴1上，向心关节轴承4的内圈与中心轴1过盈配合，外圈与摆动盘3中心孔过盈配合，由于向心关节轴承4外圈能相对内圈任意方位摆动，所以摆动盘3能任意方位倾斜靠向转动盘2，转动盘2通过一转轴5与中心轴1相连，转动盘2与转轴5固连，转轴5通过若干个滚动轴承支撑插设在内孔内，因此转轴5转动时受到的摩擦力较小。转动盘2和摆动盘3之间还设有一弹簧12，弹簧12同心套设在中心轴1上且呈宝塔型，弹簧12的大端固连在摆动盘3上、小端固定在中心轴1上，弹簧12具有防止摆动盘3转动的作用，弹簧12的还用于角度保持机构拆卸后，使摆动盘3可以较快速度地回位，并在回位后保持稳定。

角度保持机构如图1和图3所示设有两组，角度保持机构包括连杆6以及滑轮7，连杆6包括同心设置的内杆和外杆，外杆套设在在内杆上且两者螺纹连接；滑轮7转动设置在外杆的外端上，内杆的外端通过调节结构与转动盘2连接，通过该调节结构连杆6能向靠近或远离转动盘2中心的方向来回运动，调节结构包括开设有滑槽的调节件以及穿设在滑槽内的导向杆，导向杆固定在转动盘2上，导向杆上设有与之螺纹连接的螺母，螺母将调节件压紧在转动盘2上；滑轮7沿周向开设有一圈凹槽，摆动盘3的边缘始终嵌在凹槽内，滑轮7随转动盘2转动过程中沿摆动盘3周向移动，两组角度保持机构的滑轮7的转动中心分别与摆动盘3中心的连线组合形成的角度小于120度。旋转外杆可以调节连杆6的长度，从而调节摆动盘3的倾斜角度，通过调节结构来调节连杆6的位置，既可以调节滑轮7的倾斜角度，可以减少滑轮7与摆动盘3的摩擦，同时又能调节摆动盘3的倾斜角度，两个调节方式可以配合使用。

连杆6通过滑轮7顶靠摆动盘3的边缘向外推摆动盘3使摆动盘3倾斜，且滑轮7又能随转动盘2运动而沿摆动盘3周向运动，滑轮7随转动盘2转动过程中沿摆动盘3周向依次向外推摆动盘3周向边缘上的各点，使摆动盘3周向各点依次周期性靠向转动盘2，从而使摆动盘3在转动盘2转动过程中实现周期性摆动，这种形式的摆动运动可以应用在游乐园的游乐设施上。

驱动转动盘2转动的动力有多种实施方式：

实施例一：运动转换装置还包括电机,电机与转动盘2通过联轴器直连，电机轴与转轴5同心，联轴器连接电机轴和转轴5；电机也可以通过传动结构与转动盘2传动相连，传动结构可以是齿轮结构，转动盘2外周设一圈外齿，外齿外啮合一小齿轮，小齿轮套设在电机轴上，电机通过小齿轮带动转动盘2转动。

实施例二：运动转换装置还包括磁力驱动组件，该磁力驱动组件包括第一磁体8和多个第二磁体9，第一磁体8固设在转动盘2上且靠近转动盘2边缘，多个第二磁体9固设在摆动盘3上且沿摆动盘3周向间隔均匀设置，第二磁体9靠近摆动盘3边缘，如图4所示，各第二磁体9均对第一磁体8具有吸力，转动盘2上最靠近摆动盘3处为近点，转盘上最远离摆动盘3处为远点，近点和远点之间的连线为磁力对称线，磁力对称线同时为转动盘2、两组角度保持机构的对称中心，第一磁体8位于磁力对称线的一侧且靠近上述近点，如图3所示。由摆动盘3和转动盘2之间的夹角的存在，使得摆动盘3上的第二磁体9阵列和转动盘2上的第一磁体8之间产生了间距近的一边吸力强、间距远的一边吸力弱的磁能吸力差的状态，而第一磁体8设置的位置使第一磁体8受到的使其向近点运动的吸力大于使其向远点运动的吸力，因此第一磁体8具有向近点转动靠近的运动趋势，由于滑轮7随转动盘2转动而相对摆动盘3活动，形成的角度方位始终在同步变化，即第一磁体8相对磁力对称线的位置始终不变，因此第一磁体8始终具有向近点转动靠近的运动趋势。

为减少摩擦，使运动顺畅，转动盘2和摆动盘3之间还设有间隔盘10，间隔盘10与转动盘2间隔平行且固定在中心轴1上，间隔盘10用于防止摆动盘3被吸引贴靠上转动盘2，从而增大转动盘2转动的摩擦阻力；转动盘2上还设有第三磁体11，第三磁体11设有两个与滑轮7一一对应，第三磁体11与第二磁体9之间具有斥力，第三磁体11位于角度保持机构处且朝向最靠近对应滑轮7处的第二磁体9，第三磁体11通过与第二磁体9之间的斥力将摆动盘3向外推，可以减少摆动盘3与滑轮7凹槽内壁的接触压力，降低滑轮7滚动时的摩擦力。

当转动盘2转动时所受到的摩擦力较小，第一磁体8使转动盘2转动的力大于转动盘2转动时受到的其它各力的总和时，第一磁体8能带动转动盘2转动，此时本发明可以作为一个动力输出机构。

实施例三：实施例一和实施例二相结合的方式，相比实施例一，实施例三可以减少电机的输出功率，具有节能的功效。

根据具体工作需求，本发明可以单组工作，也可以多组并联使用，或部件组合使用，例如可以一个转动盘2左右两侧各设一个摆动盘3，转动盘2可以同时带动两个摆动盘3摆动。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种运动转换装置，其特征在于，包括中心轴(1)及与中心轴(1)同心设置的转动盘(2)、摆动盘(3)，转动盘(2)转动设置在中心轴(1)上，摆动盘(3)通过一向心关节轴承(4)设置在中心轴(1)上，摆动盘(3)周向边缘上的任意点均能靠向转动盘(2)而使摆动盘(3)相对转动盘(2)倾斜，摆动盘(3)和转动盘(2)之间还设有一弹簧(12)，弹簧(12)同心套设在中心轴(1)上，弹簧(12)的压缩方向与中心轴(1)的延伸方向一致，弹簧(12)的一端固定设置，另一端与摆动盘(3)固连，所述的运动转换装置还包括角度保持机构，该角度保持机构连接转动盘(2)和摆动盘(3)并使摆动盘(3)始终相对转动盘(2)倾斜压缩上述弹簧(12)，角度保持机构上与转动盘(2)连接处为固定工位，固定工位在转动盘(2)转动过程中相对转动盘(2)固定，角度保持机构上与摆动盘(3)连接处为活动工位，活动工位在转动盘(2)转动过程中沿摆动盘(3)周向移动，转动盘(2)连续转动过程中，摆动盘(3)周向边缘上的各点沿边缘依次周期性靠向转动盘(2)。

2.根据权利要求1所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的运动转换装置还包括用于驱动上述转动盘(2)转动的电机。

3.根据权利要求1或2所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的运动转换装置还包括磁力驱动组件，该磁力驱动组件包括第一磁体(8)和多个第二磁体(9)，第一磁体(8)固设在上述转动盘(2)上，多个第二磁体(9)固设在上述摆动盘(3)上且沿摆动盘(3)周向间隔均匀设置，各第二磁体(9)对第一磁体(8)均具有吸力，转动盘(2)上最靠近摆动盘(3)处为近点，转盘上最远离摆动盘(3)处为远点，近点和远点之间的连线为磁力对称线，磁力对称线同时为转动盘(2)的对称中心，上述第一磁体(8)位于磁力对称线的一侧，该第一磁体(8)靠近上述近点，第一磁体(8)受到的使其向近点运动的吸力大于使其向远点运动的吸力，第一磁体(8)具有向近点转动靠近的运动趋势。

4.根据权利要求3所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的转动盘(2)和摆动盘(3)之间还设有间隔盘(10)，间隔盘(10)与转动盘(2)间隔平行且固定在上述中心轴(1)上。

5.根据权利要求1或2所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的角度保持机构包括连杆(6)以及滑轮(7)，滑轮(7)转动设置在连杆(6)的一端上，连杆(6)的另一端设置在上述转动盘(2)上，滑轮(7)沿周向开设有一圈凹槽，上述摆动盘(3)的边缘始终嵌在凹槽内，滑轮(7)随转动盘(2)转动过程中沿摆动盘(3)周向移动。

6.根据权利要求1或2所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的角度保持机构位于上述转动盘(2)和摆动盘(3)之间的最大间距处。

7.根据权利要求5所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的连杆(6)能伸缩调节长度。

8.根据权利要求5所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的连杆(6)通过一调节结构设置在上述转动盘(2)上，通过该调节结构连杆(6)能向靠近或远离转动盘(2)中心的方向来回运动。

9.根据权利要求3所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的转动盘(2)上还设有第三磁体(11)，第三磁体(11)与上述第二磁体(9)相斥，第三磁体(11)设置在转动盘(2)上且位于角度保持机构处。

10.根据权利要求1或2所述的一种运动转换装置，其特征在于，所述的弹簧(12)呈宝塔型，弹簧(12)的大端固连在上述摆动盘(3)上，小端固定设置。

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