一種正弦擺動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種擺動機構(gòu)，特別涉及一種正弦擺動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，實現(xiàn)擺動的方式主要有兩種:
[0003]—種主要是通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等。連桿機構(gòu)的各個構(gòu)件是由低副聯(lián)接起來的，因此，又稱為低副機構(gòu)。連桿機構(gòu)中的曲柄搖桿機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿滑塊機構(gòu)，均可輸出往復(fù)擺動。其中，曲柄搖桿機構(gòu)共有兩個連架桿，一個為曲柄，另一個為搖桿；雙搖桿機構(gòu)的兩連架桿均為搖桿；擺動導(dǎo)桿滑塊機構(gòu)為平面四桿機構(gòu)的演變形式，共含有兩個移動副和兩個轉(zhuǎn)動副。這些機構(gòu)僅能控制執(zhí)行部件特定時刻的運動參數(shù)，無法對整個運動過程進行精確控制，且設(shè)計方法較為復(fù)雜。凸輪機構(gòu)由機架、凸輪、從動件三部分組成。凸輪作定速轉(zhuǎn)動，從動件在凸輪外廓的約束下，按預(yù)定規(guī)律運動。因此，從動件的運動精度大部分取決于凸輪的制造精度，若要實現(xiàn)較高的運動精度，則其制造成本會大幅提高，且凸輪機構(gòu)屬于高副機構(gòu)，接觸應(yīng)力大，在高速、大載荷系統(tǒng)中，凸輪的磨損較為嚴重。
[0004]另一種是通過控制系統(tǒng)控制執(zhí)行部件的擺動，例如生產(chǎn)線上的機械手。機械手為開式鏈機構(gòu)，較閉式鏈機構(gòu)有更多的自由度，每一個自由度的驅(qū)動均需一個原動機。該方式存在原動機頻繁正反轉(zhuǎn)，易損壞的問題，且成本高，編程難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供了一種正弦擺動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，方便制造。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，包括可沿水平方向往復(fù)滑動的齒條和與之相嚙合的齒扇；齒條的前方設(shè)有電機，該電機的輸出軸與齒條的前側(cè)面垂直；齒條的右端部固連有豎直的滑竿，滑竿的中間設(shè)有豎直且前后貫通的滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有滑塊；在電機的輸出軸和滑塊之間通過連桿連接，連桿的兩端分別與電機和滑塊形成轉(zhuǎn)動副。
[0008]其中，所述連桿與電機的輸出軸之間通過鍵連接。
[0009]其中，所述齒條與齒扇之間采用直齒輪或斜齒輪傳動。
[0010]其中，所述連桿為可伸縮結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:僅通過電機和機械結(jié)構(gòu)，就可實現(xiàn)正弦規(guī)律的擺動，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且運動過程中，接觸應(yīng)力小，不易磨損。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本發(fā)明。
[0015]如圖1結(jié)合圖2所示，一種正弦擺動機構(gòu)，包括可沿水平方向往復(fù)滑動的齒條I和與之相嗤合的齒扇2 ;齒條I的前方設(shè)有電機3，該電機3的輸出軸與齒條I的前側(cè)面垂直；齒條I的右端部固連有豎直的滑竿4，滑竿4的中間設(shè)有豎直且前后貫通的滑槽5，滑槽5內(nèi)設(shè)有滑塊6 ;在電機3的輸出軸和滑塊6之間通過連桿7連接，連桿7的兩端分別與電機3和滑塊6形成轉(zhuǎn)動副。其中，連桿7與電機3的輸出軸之間通過鍵連接。
[0016]該正弦擺動機構(gòu)的各連接均為面接觸，在運動過程中，接觸應(yīng)力小、不易磨損。同時由齒條I與齒扇2組成的齒輪副使該機構(gòu)具有傳動效率高、傳動比穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點。
[0017]本正弦擺動機構(gòu)中，齒條I與齒扇2之間可采用直齒輪或斜齒輪傳動。優(yōu)選為采用斜齒輪傳動，可提高齒面的接觸面積，且在嚙合過程中，接觸面積是由小變大，再由大變小的，因此，可以有效降低傳動過程中的沖擊和噪聲，使該機構(gòu)可應(yīng)用于重載高速系統(tǒng)。
[0018]使用時，將電機3固定在機架上，齒條與機架滑動連接，可沿水平方向往復(fù)移動，齒扇2的軸心則連接有輸出件。電機3轉(zhuǎn)動帶動連桿7繞其與電機3相連的一端轉(zhuǎn)動，滑塊6在連桿7的帶動下繞電機的輸出軸轉(zhuǎn)動，滑塊6的轉(zhuǎn)動可以分解為沿滑槽5的上下往復(fù)運動，以及齒條I沿水平方向的往復(fù)運動，齒條I水平往復(fù)運動又可以帶動齒扇2在圓弧方向作往復(fù)擺動。其中，當電機3以恒定速度轉(zhuǎn)動時，齒條的位移按余弦規(guī)律變化，其速度按正弦規(guī)律變化。通過齒扇2與齒條I的嚙合，將齒條按正弦規(guī)律變化的線速度轉(zhuǎn)變?yōu)辇X扇2按正弦規(guī)律變化的角速度，使輸出件按正弦規(guī)律擺動。
[0019]其中，輸出件的擺動周期由電機3的轉(zhuǎn)速決定，改變電機3的轉(zhuǎn)速，可改變輸出件的擺動周期。輸出件的最大擺角由連桿7長度和齒扇2半徑的比值決定，因而可將連桿7設(shè)計成可伸縮的機構(gòu)，通過調(diào)節(jié)連桿7的長度，改變輸出件的最大擺角。因此，該機構(gòu)輸出件運動參數(shù)的改變，不涉及任何程序的編寫，可有效降低設(shè)計難度。
【主權(quán)項】
1.一種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，包括可沿水平方向往復(fù)滑動的齒條和與之相嚙合的齒扇；齒條的前方設(shè)有電機，該電機的輸出軸與齒條的前側(cè)面垂直；齒條的右端部固連有豎直的滑竿，滑竿的中間設(shè)有豎直且前后貫通的滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有滑塊；在電機的輸出軸和滑塊之間通過連桿連接，連桿的兩端分別與電機和滑塊形成轉(zhuǎn)動副。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，所述連桿與電機的輸出軸之間通過鍵連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，所述齒條與齒扇之間采用直齒輪或斜齒輪傳動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，所述連桿為可伸縮結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種正弦擺動機構(gòu)，屬于機械傳動領(lǐng)域。一種正弦擺動機構(gòu)，其特征在于，包括可沿水平方向往復(fù)滑動的齒條和與之相嚙合的齒扇；齒條的前方設(shè)有電機，該電機的輸出軸與齒條的前側(cè)面垂直；齒條的右端部固連有豎直的滑竿，滑竿的中間設(shè)有豎直且前后貫通的滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)有滑塊；在電機的輸出軸和滑塊之間通過連桿連接，連桿的兩端分別與電機和滑塊形成轉(zhuǎn)動副。本發(fā)明僅通過電機和機械結(jié)構(gòu)，就可實現(xiàn)正弦規(guī)律的擺動，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且運動過程中，接觸應(yīng)力小，不易磨損。
【IPC分類】F16H19/04
【公開號】CN105090400
【申請?zhí)枴緾N201510573533
【發(fā)明人】魯鼎, 陳小虎, 王成
【申請人】上海船舶研究設(shè)計院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月10日