一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构

摘要

本发明公开了一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构，包括有第一曲柄连杆机构(1)、第二曲柄连杆机构(2)、摇摆连接杆(5)、精确输出杆(8)和固定安装机构(13)，所述第一输出轴(3)和所述摇摆连接杆(5)一端通过第一滑动连接结构(6)连接，所述第二输出轴(4)和所述摇摆连接杆(5)另一端通过第二滑动连接结构(12)连接安装，所述摇摆连接杆(5)中间通过旋转连接结构(10)和精确输出杆(8)连接安装，所述精确输出杆(8)滑动安装连接第三直线导轨(9),本发明的有益效果为：通过两个曲柄连杆结构，能够实现输出精确的正弦运动规律，适用于低频振动试验台、机床往复运动机构、工程机械、运输工具、工矿机械中。

说明书

技术领域

本发明属于曲柄连杆机构技术领域，尤其涉及一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构。

背景技术

如图6所示，一般曲柄连杆机构的输出端的运动规律为第一曲线（24），通过连杆摆动产生的第二曲线（25），和正弦曲线（22）叠加后就输出了第一曲线（24），而在一些场合需要得到更加精确的正弦曲线（22），这在使用曲柄连杆机构实现往复运动，要求运动规律是精度较高的正弦规律时，其曲线精度不够。因此提出双曲柄连接机构方案，得到更加精确的正弦曲线（22）。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构，通过两个曲柄连杆结构，能够实现输出精确的正弦运动规律，适用于低频振动试验台、机床往复运动机构、工程机械、运输工具、工矿机械中，适用范围广，实用性强。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构，包括有第一曲柄连杆机构、第二曲柄连杆机构、摇摆连接杆、精确输出杆和固定安装机构，所述第一曲柄连杆机构上设有第一输出轴，所述第一输出轴和所述摇摆连接杆一端通过第一滑动连接结构连接，所述第二曲柄连杆机构上设有第二输出轴，所述第二输出轴和所述摇摆连接杆另一端通过第二滑动连接结构连接安装，所述摇摆连接杆中间通过旋转连接结构和精确输出杆连接安装，所述精确输出杆滑动安装连接第三直线导轨, 所述第一曲柄连杆机构、所述第二曲柄连杆机构(2)和所述第三直线导轨安装于所述固定安装结构上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一滑动连接结构和所述旋转连接结构之间的摇摆连接杆的长度尺寸为第一长度，所述旋转连接结构和所述第二滑动连接结构之间的摇摆连接杆的长度尺寸为第二长度，所述第一长度和所述第二长度相等，所述第一长度和所述第二长度的长度范围为15mm-3000mm。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一曲柄连杆机构还包括第一曲柄、第一连杆、第一曲柄转动轴、第一直线轴承，所述第二曲柄连杆机构还包括第二曲柄、第二连杆、第二曲柄转动轴、第二直线轴承，所述第一曲柄、第二曲柄的一端分别绕第一曲柄转轴、第二曲柄转轴转动，所述第一曲柄、第二曲柄的另一端分别于第一连杆、第二连杆相互铰接，所得第一连杆、第二连杆的另一端分别于与第一输出轴、第二输出轴相互铰接，所述第一输出轴、第二输出轴分别同轴连接安装第一直线轴承、第二直线轴承。

作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转连接结构包括安装孔、连接轴和连接轴承，所述安装孔设置在所述摇摆连接杆上，所述连接轴的一端与所述精确输出杆的一端固定连接，所述连接轴的另一端通过连接轴承设置在安装孔内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一滑动连接机构和第二滑动连接机构均包括两个滑动轴承，所述摇摆连接杆的两端分别设置在第一滑动连接机构和第二滑动连接机构的两个滑动轴承之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一曲柄转动轴和第二曲柄转动轴投影所成的平面角度，所述平面角度的范围为0°-150°。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一曲柄转动轴一端同轴安装有第一传动轮，所述第二曲柄转动轴一端同轴安装有第二传动轮，所述第二传动轮和所述第一传动轮之间装有传动零件。

作为本发明的一种优选技术方案所述第一曲柄转动轴的另一端连接有电动机和减速器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：将第一曲柄曲柄连杆机构（和第二曲柄连接机构的相位相差半圈，即当第一曲柄连杆机构（第二曲柄连杆机构）向外运动时，第二曲柄连杆机构（第一曲柄连杆机构）向内运动，第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构相对安装，实现第三曲线的反转成第四曲线，则第一曲线和第四曲线的平均值为正弦曲线，通过摇摆连接杆来实现第一曲线和第二曲线的平均效果。通过两个曲柄连杆结构，能够实现输出精确的正弦运动规律，适用于低频振动试验台、机床往复运动机构、工程机械、运输工具、工矿机械中，适用范围广，实用性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中第一曲柄连杆机构和第一曲柄连杆机构的结构示意图；

图3是本发明中第一滑动连接机构和第二滑动连接机构的结构示意图；

图4是本发明中第一曲柄转动轴和第二曲柄转动轴之间的平面角度示意图；

图5本发明中第一曲柄转动轴和第二曲柄转动轴的结构示意图；

图6为现有技术效果和本发明技术效果对比图。

附图标记列表：1、第一曲柄连杆机构；2、第二曲柄连杆机构；3、第一输出轴；4、第二输出轴；5、摇摆连接杆；6、第一滑动连接结构；7、第一长度；8、精确输出杆；9、第三直线导轨；10、旋转连接结构；11、第二长度；12、第二滑动连接结构；13、固定安装结构；14、第一曲柄；15、第一连杆；16、第一直线轴承；17、第二直线轴承；18、第一曲柄转动轴；19、安装孔；20、连接轴承；21、连接轴；22、正弦曲线；23、第四曲线；24、第一曲线；25、第二曲线；26、第三曲线；27、滑动轴承；28、第二曲柄转动轴；29、第二传动轮；30、传动零件；31、第一传动轮；31、第一传动轮；32、电动机；33、减速器；34、第二曲柄；35、第二连杆；36、平面角度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示一种输出精确正弦运动规律的组合曲柄连杆机构，其特征在于：包括有第一曲柄连杆机构(1)、第二曲柄连杆机构(2)、摇摆连接杆（5）、精确输出杆（8）和固定安装机构（13），所述第一曲柄连杆机构(1)上设有第一输出轴（3），所述第一输出轴（3）和所述摇摆连接杆（5）一端通过第一滑动连接结构（6）连接，所述第二曲柄连杆机构(2)上设有第二输出轴（4），所述第二输出轴（4）和所述摇摆连接杆（5）另一端通过第二滑动连接结构（12）连接安装，所述摇摆连接杆（5）中间通过旋转连接结构（10）和精确输出杆（8）连接安装，所述精确输出杆（8）滑动安装连接第三直线导轨（9）, 所述第一曲柄连杆机构(1)、所述第二曲柄连杆机构(2)和所述第三直线导轨（9）安装于所述固定安装结构（13）上。

为了得到正弦曲线（22），将第一曲柄曲柄连杆机构（1）和第二曲柄连接机构（2）的相位相差半圈（其中一个曲柄连杆机构的输出运动规律为第三曲线（26）），即当第一曲柄连杆机构（第二曲柄连杆机构）向外运动时，第二曲柄连杆机构（第一曲柄连杆机构）向内运动，第一曲柄连杆机构（1）和第二曲柄连杆机构（2）相对安装，实现第三曲线（26）的反转成第四曲线（23），则第一曲线（24）和第四曲线（23）的平均值为正弦曲线（22），通过摇摆连接杆（5）来实现第一曲线和第二曲线的平均效果。通过两个曲柄连杆结构，能够实现输出精确的正弦运动规律。

作为本发明的一种实施例，所述第一滑动连接结构（6）和所述旋转连接结构（10）之间的摇摆连接杆（5）的长度尺寸为第一长度（7），所述旋转连接结构（10）和所述第二滑动连接结构（12）之间的摇摆连接杆（5）的长度尺寸为第二长度（11），所述第一长度（7）和所述第二长度（11）相等，所述第一长度（7）和所述第二长度（11）的长度范围为15mm-3000mm。

作为本发明的一种实施例，如图2所示，所述第一曲柄连杆机构（1）还包括第一曲柄（14）、第一连杆（15）、第一曲柄转动轴（18）、第一直线轴承（16），所述第二曲柄连杆机构（2）还包括第二曲柄（34）、第二连杆（35）、第二曲柄转动轴（28）、第二直线轴承（17），所述第一曲柄（14）、第二曲柄（34）的一端分别绕第一曲柄转轴（18）、第二曲柄转轴（28）转动，所述第一曲柄（14）、第二曲柄（34）的另一端分别于第一连杆（15）、第二连杆（35）相互铰接，所得第一连杆（15）、第二连杆（35）的另一端分别于与第一输出轴（3）、第二输出轴（4）相互铰接，所述第一输出轴（3）、第二输出轴（4）分别同轴连接安装第一直线轴承（16）、第二直线轴承（17）。

作为本发明的一种实施例，如图3所示，所述旋转连接结构（10）包括安装孔（19）、连接轴（21）和连接轴承（20），所述安装孔（19）设置在所述摇摆连接杆（5）上，所述连接轴的一端与所述精确输出杆（8）的一端固定连接，所述连接轴（21）的另一端通过连接轴（20）承设置在安装孔（19）内。

作为本发明的一种实施例，如图4所示，所述第一滑动连接机构（6）和第二滑动连接机构（12）均包括两个滑动轴承（27），所述摇摆连接杆的两端分别设置在第一滑动连接机构（6）和第二滑动连接机构（12）的两个滑动轴承之间。

作为本发明的一种实施例，如图5所示，所述第一曲柄转动轴（18）和第二曲柄转动轴（28）投影所成的平面角度（36），所述平面角度（36）的范围为0°-150°。

作为本发明的一种实施例，如图6所示，所述第一曲柄转动轴（18）一端同轴安装有第一传动轮（31），所述第二曲柄转动轴（28）一端同轴安装有第二传动轮（29），所述第二传动轮（29）和所述第一传动轮（31）之间装有传动零件（30）。

作为本发明的一种实施例，所述第一曲柄转动轴（18）的另一端连接有电动机（32）和减速器（33），通过电动机提供动力，带动第一曲柄转动轴（18）旋转，再利用传动零件带动第二曲柄转动轴（28）旋转。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。