一种均匀变位机构

摘要

本发明公开了一种均匀变位机构，包括凸轮，凸轮的一圆端面上具备环状槽，环状槽的圆心与凸轮的转动轴不重合；推拉板，通过延伸臂与环状槽连接，随着凸轮的旋转，推拉板进行直线往复运动，推拉板上具备沿自身方向延伸的腰型槽；伸缩臂，由若干个连杆呈Z字形铰接构成，连杆的铰接处重合于两条相互平行的空间直线，其中一条空间直线上的每个铰接处具备滑轮组，滑轮组与腰型槽装配，滑轮组具备在腰型槽内的滚动自由度；另一条空间直线上的铰接处中具备一个定铰接处，随着推拉板的直线往复运动，滑轮组在腰型槽内滚动，两条空间直线上的铰接处也随之运动且相邻铰接处间距实时相等。采用此发明备成本低，各位置点间的间距可变但实时相等。

权利要求

1.一种均匀变位机构，其特征在于，包括：凸轮，所述凸轮的一圆端面上具备环状槽，所述环状槽的圆心与凸轮的转动轴不重合；

推拉板，通过延伸臂与环状槽连接，随着凸轮的旋转，所述推拉板进行直线往复运动，所述推拉板上具备沿自身方向延伸的腰型槽；

伸缩臂，由若干个连杆呈Z字形铰接构成，所述连杆的铰接处重合于两条相互平行的空间直线，其中一条空间直线上的每个铰接处具备滑轮组，所述滑轮组与腰型槽装配，所述滑轮组具备在腰型槽内的滚动自由度；另一条空间直线上的铰接处中具备一个定铰接处，所述定铰接处的空间位置固定；

随着推拉板的直线往复运动，所述滑轮组在腰型槽内滚动，两条空间直线上的铰接处也随之运动且所述两条空间直线任意一条上的相邻铰接处间距实时相等。

2.根据权利要求1所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述凸轮的转动轴竖向布置，所述推拉板水平布置，所述推拉板由上下间隔布置的上板和下板构成，所述上板和下板上各具备两个腰型槽。

3.根据权利要求2所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述伸缩臂布置于上板和下板的间隙间，每个滑轮组由上滑轮和下滑轮构成，所述上滑轮与上板的腰型槽接触，所述下滑轮与下板的腰型槽接触。

4.根据权利要求3所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述伸缩臂由十二个独立的连杆依次铰接而成，每个腰型槽内容纳三个滑轮组。

5.根据权利要求4所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述延伸臂与推拉板垂直固定，所述延伸臂在远离推拉板的一端具备滚轮，所述滚轮与环状槽接触。

6.根据权利要求5所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述推拉板下方设有底板，所述底板通过引导轨与推拉板的两头连接，所述引导轨的长度方向平行于推拉板的运动方向。

7.根据权利要求6所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述定铰接处为伸缩臂所有铰接处的中心铰接处，所述定铰接处与底板固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述底板上具备镂空处，所述镂空处位于铰接处的下方。

9.根据权利要求8所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述凸轮下表面具备呈径向延伸的凹槽，所述凹槽的下方设有对准凹槽的传感器。

10.根据权利要求9所述的一种均匀变位机构，其特征在于：所述凸轮的转动轴连接有旋转驱动件，所述旋转驱动件为电控马达或连接有调速接头的气缸。

说明书

一种均匀变位机构

技术领域

[0001] 本发明涉及非标自动化领域，具体涉及一种均匀变位机构。

背景技术

[0002] 自动化机构中会涉及到各种复杂的运动要求，有时一排机构需要工作过程中永远保持均匀大小的间距，即相邻机构之间的间距随时间可以变化大小，但在某一刻相邻机构
之间的间距永远互相相等，按现有手段一般是每个机构配备一个机械臂，这些机械臂之间
再通过数据连接，这样就可以控制间距实时均匀，但是这样设备成本较高。

发明内容

[0003] 本发明要解决的问题在于提供一种均匀变位机构，备成本低，各位置点间的间距可变但实时相等。

[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种均匀变位机构，为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0005] 一种均匀变位机构，包括：凸轮，凸轮的一圆端面上具备环状槽，环状槽的圆心与凸轮的转动轴不重合；推拉板，通过延伸臂与环状槽连接，随着凸轮的旋转，推拉板进行直
线往复运动，推拉板上具备沿自身方向延伸的腰型槽；伸缩臂，由若干个连杆呈Z字形铰接
构成，连杆的铰接处重合于两条相互平行的空间直线，其中一条空间直线上的每个铰接处
具备滑轮组，滑轮组与腰型槽装配，滑轮组具备在腰型槽内的滚动自由度；另一条空间直线
上的铰接处中具备一个定铰接处，定铰接处的空间位置固定；随着推拉板的直线往复运动，
滑轮组在腰型槽内滚动，两条空间直线上的铰接处也随之运动且所述两条空间直线任意一
条上的相邻铰接处间距实时相等。

[0006] 采用上述技术方案的有益效果是：利用一个转动的凸轮实现多个铰接处即工作位置同时均匀变位，设备成本低。各工作位置的间距可由凸轮自由调整。随着凸轮的转动，各
相邻连杆之间的夹角一起变换。实现多个位点同时运动，且无论在运动过程中还是在运动
后停歇时，相邻位点即铰接处之间的间距相等。适用于对均匀变位有要求的领域。

[0007] 作为本发明的进一步改进，凸轮的转动轴竖向布置，推拉板水平布置，推拉板由上下间隔布置的上板和下板构成，上板和下板上各具备两个腰型槽。

[0008] 采用上述技术方案的有益效果是：使得伸缩臂被上板和下板限制在中间，不会上下方向偏移，提高了推拉板的强度，对连杆起到更好的支撑，两个腰型槽的连接处也保证了
推拉板的结构强度。

[0009] 作为本发明的更进一步改进，伸缩臂布置于上板和下板的间隙间，每个滑轮组由上滑轮和下滑轮构成，上滑轮与上板的腰型槽接触，下滑轮与下板的腰型槽接触。

[0010] 采用上述技术方案的有益效果是：滑轮可以在腰型槽内滚动摩擦，降低摩擦力，使得伸缩臂均匀伸缩变位时运动顺畅。

[0011] 作为本发明的又进一步改进，伸缩臂由十二个独立的连杆依次铰接而成，每个腰型槽内容纳三个滑轮组。

[0012] 采用上述技术方案的有益效果是：这样的布置使得滑轮组得到较稳固的限位，也满足现场的需求。

[0013] 作为本发明的又进一步改进，延伸臂与推拉板垂直固定，延伸臂在远离推拉板的一端具备滚轮，滚轮与环状槽接触。

[0014] 采用上述技术方案的有益效果是：滚轮在环状槽内滚动，摩擦力小，便于将凸轮的旋转运动转化为延伸臂的直线往复运动。

[0015] 作为本发明的又进一步改进，推拉板下方设有底板，底板通过引导轨与推拉板的两头连接，引导轨的长度方向平行于推拉板的运动方向。

[0016] 采用上述技术方案的有益效果是：使得推拉板得到限位固定，保证推拉板在运行过程中的稳定，辅助推拉板的运动。

[0017] 作为本发明的又进一步改进，定铰接处为伸缩臂所有铰接处的中心铰接处，定铰接处与底板固定连接。

[0018] 采用上述技术方案的有益效果是：使得伸缩臂的中部空间位置固定，两侧的铰接处具备向两侧均匀伸缩的自由度。

[0019] 作为本发明的又进一步改进，底板上具备镂空处，镂空处位于铰接处的下方。

[0020] 采用上述技术方案的有益效果是：镂空处使得不具备滑轮组的铰接处可以作为工位，用来固定其他外部机构，镂空处让出了外部机构的运动空间，也降低了底板的重量。

[0021] 作为本发明的又进一步改进，凸轮下表面具备呈径向延伸的凹槽，凹槽的下方设有对准凹槽的传感器。

[0022] 采用上述技术方案的有益效果是：凸轮每旋转一周，凹槽被传感器感知一次，传感器便于读取凸轮的转动圈数，从而得知伸缩臂的伸缩次数，同时通过传感器读取凹槽的间
隔时间来推定凸轮的转速，从而推定伸缩臂的伸缩速度。

[0023] 作为本发明的又进一步改进，凸轮的转动轴连接有旋转驱动件，旋转驱动件为电控马达或连接有调速接头的气缸。

[0024] 采用上述技术方案的有益效果是：可以利用气、电两种方式驱动凸轮转动，调速接头也便于在气动条件下调节凸轮的转速。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1是本发明一种实施方式的立体图；

[0027] 图2是本发明一种实施方式的立体图；

[0028] 图3是本发明一种实施方式的立体图；

[0029] 图4是本发明一种实施方式的立体图；

[0030] 图5是本发明一种实施方式的B处局部放大图；

[0031] 图6是本发明另一种实施方式的俯视图。

[0032] 1-凸轮；1a-环状槽；1b-转动轴；1c-凹槽；2-滑轮组；2a-上滑轮；

[0033] 2b-下滑轮；3-推拉板；3a-腰型槽；3b-上板；3c-下板；4-连杆；5-引导轨；5a-滑块；5b-滑轨；6-底板；6a-镂空处；7-延伸臂；7a-滚轮；8-旋转驱动件；9-定铰接处；10-传感器。

具体实施方式

[0034] 下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：

[0035] 为了达到本发明的目的，一种均匀变位机构，包括：凸轮1，凸轮1的一圆端面上具备环状槽1a，环状槽1a的圆心与凸轮1的转动轴1b不重合；推拉板3通过延伸臂7与环状槽1a
连接，随着凸轮1的旋转，推拉板3进行直线往复运动，推拉板3上具备沿自身方向延伸的腰
型槽3a；伸缩臂由若干个连杆4呈Z字形铰接构成，连杆4的铰接处重合于两条相互平行的空
间直线，其中一条空间直线上的每个铰接处具备滑轮组2，滑轮组2与腰型槽3a装配，滑轮组
2具备在腰型槽3a内的滚动自由度；另一条空间直线上的铰接处中具备一个定铰接处9，定
铰接处9的空间位置固定；随着推拉板3的直线往复运动，滑轮组2在腰型槽3a内滚动，两条
空间直线上的铰接处也随之运动且相邻铰接处间距实时相等。

[0036] 转动轴1b与凸轮1的自身轴线重合。

[0037] 采用上述技术方案的有益效果是：利用一个转动的凸轮实现多个铰接处即工作位置同时均匀变位，设备成本低。各工作位置的间距可由凸轮自由调整。随着凸轮的转动，各
相邻连杆之间的夹角一起变换。实现多个位点同时运动，且无论在运动过程中还是在运动
后停歇时，相邻位点即铰接处之间的间距相等。适用于对均匀变位有要求的领域。

[0038] 在本发明的另一些实施方式中，凸轮1的转动轴1b竖向布置，推拉板3水平布置，推拉板3由上下间隔布置的上板3b和下板3c构成，上板3b和下板3c上各具备两个腰型槽3a。

[0039] 采用上述技术方案的有益效果是：使得伸缩臂被上板和下板限制在中间，不会上下方向偏移，提高了推拉板的强度，对连杆起到更好的支撑，两个腰型槽的连接处也保证了
推拉板的结构强度。

[0040] 在本发明的另一些实施方式中，伸缩臂布置于上板3b和下板3c的间隙间，每个滑轮组2由上滑轮2a和下滑轮2b构成，上滑轮2a与上板3b的腰型槽3a接触，下滑轮2b与下板3c
的腰型槽3a接触。

[0041] 采用上述技术方案的有益效果是：滑轮可以在腰型槽内滚动摩擦，降低摩擦力，使得伸缩臂均匀伸缩变位时运动顺畅。

[0042] 在本发明的另一些实施方式中，伸缩臂由十二个独立的连杆4依次铰接而成，每个腰型槽3a内容纳三个滑轮组2。

[0043] 采用上述技术方案的有益效果是：这样的布置使得滑轮组得到较稳固的限位，也满足现场的需求。

[0044] 在本发明的另一些实施方式中，延伸臂7与推拉板3垂直固定，延伸臂7在远离推拉板3的一端具备滚轮7a，滚轮7a与环状槽1a接触。

[0045] 采用上述技术方案的有益效果是：滚轮在环状槽内滚动，摩擦力小，便于将凸轮的旋转运动转化为延伸臂的直线往复运动。

[0046] 在本发明的另一些实施方式中，推拉板3下方设有底板6，底板6通过引导轨5与推拉板3的两头连接，引导轨6的长度方向平行于推拉板3的运动方向。

[0047] 引导轨5由固定在推拉板3上是滑块5a和固定在底板6上的滑轨5b构成。

[0048] 采用上述技术方案的有益效果是：使得推拉板得到限位固定，保证推拉板在运行过程中的稳定，辅助推拉板的运动。

[0049] 在本发明的另一些实施方式中，定铰接处9为伸缩臂所有铰接处的中心铰接处，定铰接处9与底板6固定连接。

[0050] 采用上述技术方案的有益效果是：使得伸缩臂的中部空间位置固定，两侧的铰接处具备向两侧均匀伸缩的自由度。

[0051] 在本发明的另一些实施方式中，如图4所示，底板6上具备镂空处6a，镂空处6a位于铰接处的下方。

[0052] 采用上述技术方案的有益效果是：镂空处使得不具备滑轮组的铰接处可以作为工位，用来固定其他外部机构，镂空处让出了外部机构的运动空间，也降低了底板的重量。

[0053] 在本发明的另一些实施方式中，如图5所示，凸轮1下表面具备呈径向延伸的凹槽1c，凹槽1c的下方设有对准凹槽1c的传感器10。

[0054] 采用上述技术方案的有益效果是：凸轮每旋转一周，凹槽被传感器感知一次，传感器便于读取凸轮的转动圈数，从而得知伸缩臂的伸缩次数，同时通过传感器读取凹槽的间
隔时间来推定凸轮的转速，从而推定伸缩臂的伸缩速度。

[0055] 在本发明的另一些实施方式中，凸轮1的转动轴1b连接有旋转驱动件8，旋转驱动件8为电控马达或连接有调速接头的气缸。

[0056] 电控马达可以是伺服电机。

[0057] 采用上述技术方案的有益效果是：可以利用气、电两种方式驱动凸轮转动，调速接头也便于在气动条件下调节凸轮的转速。

[0058] 如图6所示，相邻连杆4之间构成的夹角A在每时每刻均相等，A角度数越大，则代表各铰接处之间的间距越大。推拉板3越向凸轮1拉近，铰接处之间间距越均匀缩小，推拉板3
越向凸轮1远离，铰接处之间间距越均匀扩大。

[0059] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明
精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。