專利名稱：一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)及其變體方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)及其變體方法，屬于機電系統(tǒng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)具有能耗低、定位準確、動作迅速和抗干擾能力強的特點，是一種優(yōu)良的開關(guān)設(shè)計元件，可廣泛應(yīng)用于開關(guān)、位置控制器和數(shù)據(jù)存儲裝置等設(shè)計中。為此，美國專利(專利號6215081B1、7U6446B2和7075209B2)和國內(nèi)的專利(公開號CN101654216A)公開了可用于開關(guān)設(shè)計的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，主要能夠?qū)崿F(xiàn)“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)的控制與轉(zhuǎn)換。隨著光通信和多路復(fù)用技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的兩穩(wěn)態(tài)機構(gòu)設(shè)計已經(jīng)難以滿足多路信號的開關(guān)控制，為此國內(nèi)專利(公開號CN101335137A，公開號CN101798052A和CN1018;34097 )分別采用雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)作為基本單元，公開了一種三穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和一種四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，但在穩(wěn)態(tài)位置和穩(wěn)態(tài)個數(shù)調(diào)節(jié)方面存在困難。其中國內(nèi)專利(公開號CN101335137A)中采用滑塊導(dǎo)向機構(gòu)巧妙的實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)功能，但滑塊所引起的摩擦難以避免，影響了穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)閾值的控制精度。 國內(nèi)專利(公開號CN101798052A)中采用了正交布局的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)來實現(xiàn)四穩(wěn)態(tài)功能，但在實際應(yīng)用中需要同時控制水平和垂直方向的運動來控制穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)，這就增加了控制難度。經(jīng)過文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前可調(diào)性是多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)設(shè)計難以逾越的障礙，尤其在多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)裝配完成后，用戶難以根據(jù)實際需要來調(diào)整機構(gòu)的參數(shù)來改變穩(wěn)態(tài)個數(shù)和穩(wěn)態(tài)位置，而只能依靠笨拙的拆卸、再裝配來進行穩(wěn)態(tài)參數(shù)設(shè)置，這就嚴重影響了多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的實用性。例如，當(dāng)電路系統(tǒng)需要由三路控制變?yōu)樗穆房刂茣r，傳統(tǒng)方法需要用四穩(wěn)態(tài)開關(guān)來替換正在使用的三穩(wěn)態(tài)開關(guān)，這個過程不僅費時和費力，而且容易出現(xiàn)故障，增加運營成本。 因此，迫切需要有效便捷的調(diào)節(jié)機制來實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)個數(shù)和位置的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)機構(gòu)變體，以滿足不同運行場合的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)及其變體方法，將兩組雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)相互連接形成級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)作為多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)變體的穩(wěn)態(tài)控制元件，通過與框架固聯(lián)，實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)功能。其變體方法主要通過調(diào)整連接桿與連接槽相對位置或連接槽長度來改變穩(wěn)態(tài)行程大小和邏輯關(guān)系，實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)與四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)之間的相互轉(zhuǎn)換，即調(diào)整穩(wěn)態(tài)個數(shù)和穩(wěn)態(tài)位置。機構(gòu)動作過程中驅(qū)動力與定位桿運動方向一致，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、無摩擦、穩(wěn)態(tài)個數(shù)和穩(wěn)態(tài)位置可調(diào)、穩(wěn)態(tài)可控性高的特點。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，它主要包括一個與框架連接的上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，它還包括一個與框架連接的下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的上質(zhì)量塊上部設(shè)有一個定位桿，下部設(shè)有一個連接桿，下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的下質(zhì)量塊上部設(shè)有一個連接槽，把連接桿設(shè)置在連接槽中，構(gòu)成由上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)級聯(lián)的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)；所述定位桿豎直向下運動過程中，當(dāng)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)對其作用力方向改變時，下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)通過連接槽支撐連接桿，定位桿穩(wěn)定平衡于第二穩(wěn)態(tài)位置，行程為a ；定位桿繼續(xù)運動，直到上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)同時發(fā)生跳轉(zhuǎn)，達到第三穩(wěn)態(tài)位置，行程為b ；反向拉動定位桿，直到連接桿的上表面與連接槽接觸，依靠下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的反向拉力使定位桿穩(wěn)定平衡于第四穩(wěn)態(tài)位置，行程為C。所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)采用雙層V型結(jié)構(gòu)或雙層余弦結(jié)構(gòu)。所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)采用上端第一層機構(gòu)和上端第二層機構(gòu)構(gòu)成，上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的中間端與上質(zhì)量塊連接，外側(cè)兩端與框架連接；所述下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)采用下端第一層機構(gòu)和下端第二層機構(gòu)構(gòu)成，雙層機構(gòu)的中間端與下質(zhì)量塊連接，外側(cè)兩端與框架連接。所述雙層V型結(jié)構(gòu)的第一層機構(gòu)和第二層機構(gòu)與水平線的夾角小于80度。所述連接桿與連接槽之間設(shè)有阻尼機構(gòu)。所述連接桿通過螺紋連接在上質(zhì)量塊的下部，連接槽通過螺紋連接在下質(zhì)量塊的上部，且連接桿與連接槽之間可相對運動，連接槽左擋板和連接槽右擋板與連接槽底板采用螺紋連接，構(gòu)成連接槽的長度可調(diào)節(jié)機構(gòu)。所述各部件之間可以通過直接固聯(lián)實現(xiàn)一體化，實現(xiàn)MEMS—體化加工和封裝。通過調(diào)整所述連接桿與上質(zhì)量塊的相對位置來改變定位桿行程a，調(diào)整所述連接槽與下質(zhì)量塊的相對位置來改變定位桿行程b，通過調(diào)整連接槽的長度來改變定位桿行程 c ；通過調(diào)節(jié)定位桿的行程，使其滿足邏輯條件a < c=b時，構(gòu)成三穩(wěn)態(tài)機構(gòu)；通過調(diào)整定位桿的行程，使其滿足邏輯條件a < c興b時，構(gòu)成四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)。所述定位桿的運動方向與驅(qū)動力的方向為同一方向。上述的技術(shù)方案主要根據(jù)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的非線性力學(xué)特性， 通過調(diào)整連接桿與連接槽之間的相對距離，或調(diào)整連接槽擋塊與連接槽底板之間的相對位置來改變各個穩(wěn)態(tài)行程之間的邏輯關(guān)系來改變穩(wěn)態(tài)個數(shù)和穩(wěn)態(tài)位置。其具體控制措施實際為穩(wěn)態(tài)行程<3、力和C之間的邏輯關(guān)系的調(diào)整方法(1)調(diào)整連接桿在連接槽中的位置來改變行程a的大??；(2)調(diào)整連接槽與連接桿之間的位置，使其拉緊或擠壓上下兩端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)而產(chǎn)生預(yù)變形來改變力的大??；(3)調(diào)整連接槽的長度，即通過調(diào)整兩端帶有螺紋桿的連接槽底板與連接槽擋塊之間的相對位置，改變行程c的大??；當(dāng)行程之間滿足條件a < c功時，實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)功能；當(dāng)滿足行程之間滿足邏輯關(guān)系a < c興力即、c>b和c〈力)，實現(xiàn)四穩(wěn)態(tài)功能，最終實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)與四穩(wěn)態(tài)的相互轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，可調(diào)性好，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換過程中無摩擦，穩(wěn)態(tài)個數(shù)和穩(wěn)態(tài)位置可調(diào)，可控性高，重復(fù)精度高，并且驅(qū)動力方向與定位桿運動方向保持一致，便于實時準確控制。尤其是通過引入位置可調(diào)機構(gòu)，實現(xiàn)不同多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)之間的變體，即改變機構(gòu)的穩(wěn)態(tài)個數(shù)，有效避免控制系統(tǒng)由于裝卸不同多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)而引起的效率和成本問題， 滿足不同應(yīng)用場合的使用要求。因此，本發(fā)明所述機構(gòu)可以作為關(guān)鍵控制元件來實現(xiàn)系統(tǒng)的多級控制在可變通路個數(shù)的多路控制開關(guān)、多級致動器、多路閥、變體機構(gòu)、高密度存儲裝置以及多閾值碰撞傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。另外，本發(fā)明零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)簡單，且易于裝配，適合大批量生產(chǎn)。


通過下列的說明和附圖，將可以更好的理解本發(fā)明的特性和優(yōu)點 圖1是本發(fā)明實施1的示意圖。圖2是圖1中所示機構(gòu)的第二穩(wěn)態(tài)位置。圖3是圖1中所示機構(gòu)的第三穩(wěn)態(tài)位置。圖4是圖1中所示機構(gòu)的第四穩(wěn)態(tài)位置。圖5是本發(fā)明實施2具有兩組雙穩(wěn)態(tài)余弦雙層機構(gòu)的多穩(wěn)態(tài)機構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明實施2中連接桿與連接槽之間帶有阻尼結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7是本發(fā)明實施3可用于MEMS —體化加工的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，la、上端第一層機構(gòu)，lb、上端第二層機構(gòu)，2、下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，2a、下端第一層機構(gòu)，2b、下端第二層機構(gòu)，3、框架，4、連接桿，5、連接槽，5a、連接槽左擋塊，5b、連接槽右擋塊，5c、連接槽底板，6、定位桿，7、上質(zhì)量塊，8、下質(zhì)量塊，9、上端余弦雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，9a、上端第一層余弦機構(gòu)，％、上端第二層余弦機構(gòu)，10、下端余弦雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，10a、下端第一層余弦機構(gòu)，10b、下端第二層余弦機構(gòu)，11、阻尼機構(gòu)；I、第一穩(wěn)態(tài)位置，II、第二穩(wěn)態(tài)位置，III、第三穩(wěn)態(tài)位置，IV、第四穩(wěn)態(tài)位置。
具體實施例方式實施例一
關(guān)于雙穩(wěn)態(tài)V型機構(gòu)的跳轉(zhuǎn)過程已經(jīng)在國內(nèi)專利(公開號CNlO 1834097)中公開，機構(gòu)在行程范圍內(nèi)具有兩個局部勢能最小點，機構(gòu)從第一個局部勢能最小點開始發(fā)生變形時， 將外力做功轉(zhuǎn)換為變形能存儲，當(dāng)變形到一定程度后，迅速將所存儲的變形能釋放，機構(gòu)到達第二個是勢能局部最小點，實現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)，本發(fā)明因此不對其進行詳細描述。圖1為一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)。圖中給出了初始情況下機構(gòu)處于第一穩(wěn)定平衡狀態(tài)，上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)1與框架3連接，并通過上質(zhì)量塊7與連接桿4和定位桿6螺紋連接，下端雙穩(wěn)態(tài)2與框架3連接，并通過下質(zhì)量塊8與連接槽5 螺紋相連，最后通過連接桿4與連接槽5之間的位置配合，構(gòu)成級聯(lián)式雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其中連接槽左擋塊如和連接槽右擋塊恥與連接槽底板5c通過螺紋連接，其相對位置可調(diào)，定位桿6可以沿著豎直方向運動，在往返行程范圍內(nèi)具有三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)保持功能。各穩(wěn)態(tài)之間的行程分別為a、b和c，通過改變連接桿4和連接槽5在上質(zhì)量塊7和下質(zhì)量塊8內(nèi)的螺紋旋進程度以及連接槽5的長度，來改變各行程的大小和相互之間的邏輯關(guān)系，進而改變所述機構(gòu)的穩(wěn)態(tài)個數(shù)。圖2、圖3和圖4給出了三穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的動作示意圖及穩(wěn)態(tài)個數(shù)調(diào)整實現(xiàn)方法，所謂三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)主要包括第一穩(wěn)態(tài)位置I、第二穩(wěn)態(tài)位置II、第三穩(wěn)態(tài)位置III和第四穩(wěn)態(tài)位置IV。關(guān)鍵在于，框架3與兩組雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)相固聯(lián)，通過調(diào)整機構(gòu)內(nèi)部連接桿4和連接槽5的相對位置和連接槽5的槽長來改變各個穩(wěn)態(tài)之間的行程大小和邏輯關(guān)系，實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)位置調(diào)整和三穩(wěn)態(tài)與四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)之間的變體。圖2中，定位桿6帶動上質(zhì)量塊7和連接桿4沿豎直向下運動，上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)1 發(fā)生屈曲變形，直到連接桿4受到的作用力方向發(fā)生改變，且連接桿4的下表面接觸到連接槽5，定位桿6依靠下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)2的支撐力保持穩(wěn)定平衡，即實現(xiàn)第二穩(wěn)態(tài)位置II，行程為a ；
圖3中，定位桿6繼續(xù)沿豎直方向向下運動，此時連接桿4通過連接槽5擠壓下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)2，直到上下兩組雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)同時發(fā)生跳轉(zhuǎn)，定位桿6穩(wěn)定平衡于第三穩(wěn)態(tài)位置III， 行程為力；
圖4中，將定位桿6從第三穩(wěn)態(tài)位置III沿豎直方向向上移動，當(dāng)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)1對連接桿4的作用力由向下變?yōu)橄蛏蠒r，連接桿4的上表面與連接槽5接觸，并依靠下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)2的拉力使定位桿6停止運動并穩(wěn)定平衡，此時定位桿6行程為c，若c^b，則定位桿 6平衡于新出現(xiàn)的第四穩(wěn)態(tài)位置IV，機構(gòu)實現(xiàn)了四穩(wěn)態(tài)的功能。當(dāng)行程滿足條件C=力時，定位桿6在向上運動過程中恢復(fù)到第二穩(wěn)態(tài)位置II，機構(gòu)實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)功能。本發(fā)明可以通過連接桿4和連接槽5與上質(zhì)量塊7和下質(zhì)量塊8的相對位置以及連接槽5的長度來改變穩(wěn)態(tài)之間的行程大小和邏輯關(guān)系，進而調(diào)整機構(gòu)的穩(wěn)態(tài)位置和穩(wěn)態(tài)個數(shù)。實施例2
圖5和圖6給出了一種具有兩組雙穩(wěn)態(tài)余弦雙層機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)。在實施 1的基礎(chǔ)上，上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)1和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)2分別采用上端余弦雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)9和下端余弦雙穩(wěn)態(tài)機10，依靠上下兩組余弦雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)之間的相互作用，實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)和四穩(wěn)態(tài)功能，并可以通過調(diào)整連接桿4和連接槽5之間的相對位置或連接槽5的長度，改變各個穩(wěn)態(tài)之間的行程大小和行程之間的邏輯關(guān)系，來實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)位置的調(diào)整和三穩(wěn)態(tài)與四穩(wěn)態(tài)功能的相互轉(zhuǎn)換。圖6中在連接桿4和連接槽5之間依靠阻尼機構(gòu)11來調(diào)整狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的沖擊振動。實施例3
圖7給出了一種適合MEMS —體化加工的三穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，依靠MEMS微加工技術(shù)，可以將上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)1、下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)2和框架3固聯(lián)，同時連接桿4、定位桿6 與上質(zhì)量塊7固聯(lián)，連接槽5與下質(zhì)量塊7固聯(lián)，形成一體化機構(gòu)，實現(xiàn)MEMS整體加工，避免繁瑣的裝配過程。
權(quán)利要求
1.一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，它主要包括一個與框架(3)連接的上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)，其特征在于它還包括一個與框架(3)連接的下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)， 所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)的上質(zhì)量塊(7)上部設(shè)有一個定位桿(6)，下部設(shè)有一個連接桿(4),下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)的下質(zhì)量塊(8)上部設(shè)有一個連接槽(5)，把連接桿(4)設(shè)置在連接槽(5)中，構(gòu)成由上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)級聯(lián)的雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)；所述定位桿(6)豎直向下運動過程中，當(dāng)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)對其作用力方向改變時，下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)通過連接槽(5)支撐連接桿(4)，定位桿(6)穩(wěn)定平衡于第二穩(wěn)態(tài)位置，行程為a ； 定位桿(6)繼續(xù)運動，直到上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)同時發(fā)生跳轉(zhuǎn)，達到第三穩(wěn)態(tài)位置，行程為b;反向拉動定位桿(6)，直到連接桿(4)的上表面與連接槽(5)接觸， 依靠下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)的反向拉力使定位桿(6)穩(wěn)定平衡于第四穩(wěn)態(tài)位置，行程為C。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其特征在于所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)采用雙層V型結(jié)構(gòu)或雙層余弦結(jié)構(gòu)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其特征在于所述上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(1)的雙層V型結(jié)構(gòu)采用上端第一層機構(gòu)(la)和上端第二層機構(gòu)(lb) 構(gòu)成，雙層V型結(jié)構(gòu)的中間端與上質(zhì)量塊(7)連接，雙層V型結(jié)構(gòu)的外側(cè)兩端與框架(3)連接；所述下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)(2)的雙層V型結(jié)構(gòu)采用下端第一層機構(gòu)(2a)和下端第二層機構(gòu) (2b)構(gòu)成，雙層V型結(jié)構(gòu)的中間端與下質(zhì)量塊(8)連接，V型結(jié)構(gòu)的外側(cè)兩端與框架(3)連接。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其特征在于所述雙層V型結(jié)構(gòu)的第一層機構(gòu)和第二層機構(gòu)各自的V形結(jié)構(gòu)與水平線夾角小于80度。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其特征在于所述連接桿(4 )與連接槽(5 )之間設(shè)有阻尼機構(gòu)(11)。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，其特征在于所述連接桿(4)通過螺紋連接在上質(zhì)量塊(7)的下部，連接槽(5)通過螺紋連接在下質(zhì)量塊 (8 )的上部，且連接桿(4 )與連接槽(5 )之間可相對運動，連接槽左擋板(5a)和連接槽右擋板(5b )與連接槽底板(5c )采用螺紋連接，構(gòu)成連接槽(5 )的長度可調(diào)節(jié)機構(gòu)。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)變體方法，其特征在于通過調(diào)整所述連接桿(4)與上質(zhì)量塊(7)的相對位置來改變行程a，調(diào)整所述連接槽(5)與下質(zhì)量塊(8)的相對位置來改變行程b，通過調(diào)整連接槽(5)的長度來改變行程c；通過調(diào)整定位桿(6)的行程，使其滿足邏輯條件a ( c=b時，構(gòu)成三穩(wěn)態(tài)機構(gòu)；通過調(diào)整定位桿(6)的行程，使其滿足邏輯條件a < c Φ b時，構(gòu)成四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)。
8.據(jù)權(quán)利要求5所述的基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)變體方法，其特征在于所述定位桿(6)的運動方向與驅(qū)動力的方向為同一方向。
全文摘要
一種基于級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)機構(gòu)及其變體方法，屬于機電系統(tǒng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)通過連接桿和連接槽形成級聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)，并與框架連接，定位桿沿豎直方向運動，當(dāng)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)對定位桿的作用力方向改變時，依靠下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)的支撐，使其平衡于第二穩(wěn)態(tài)位置；當(dāng)上端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)和下端雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)同時跳轉(zhuǎn)時，到達第三個穩(wěn)態(tài)位置。其變體方法通過調(diào)整連接桿和連接槽之間的相對位置以及連接槽的長度來改變行程大小和邏輯關(guān)系a≤c=b或a≤c≠b，實現(xiàn)三穩(wěn)態(tài)或四穩(wěn)態(tài)之間的功能轉(zhuǎn)換。本機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，無摩擦，穩(wěn)態(tài)個數(shù)和位置可調(diào)，可用于多路開關(guān)和多級變體中。
文檔編號H01H3/32GK102157277SQ20101061761
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉書田, 趙劍, 陳國璽, 高仁璟, 黃毓 申請人:大連理工大學(xué)