本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。

技術(shù)背景

圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，內(nèi)燃機(jī)、光驅(qū)、機(jī)器人、沖壓機(jī)等工業(yè)機(jī)械皆有運(yùn)用，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展特別是自動(dòng)化技術(shù)的革新，對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化需求日漸提高；目前圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換裝置多采用曲軸、曲柄連桿等結(jié)構(gòu)，但直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)行程基本都受某一部件的旋轉(zhuǎn)直徑限制，且轉(zhuǎn)化過(guò)程中速度均勻性不佳限制了其應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)化過(guò)程中直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)行程受某個(gè)部件旋轉(zhuǎn)直徑的限制及轉(zhuǎn)化過(guò)程中速度線(xiàn)性變化不能夠滿(mǎn)足對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的需求。

2技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括齒輪、齒輪軸、傳動(dòng)裝置和位置約束裝置；所述位置約束裝置包括限位基板和限位桿，限位基板上有可使齒輪軸穿過(guò)的軸孔，所述限位桿為位于限位桿一側(cè)的圓柱結(jié)構(gòu)，位置約束裝置作為整個(gè)裝置的固定部對(duì)裝置起支撐作用；所述齒輪通過(guò)固定連接的齒輪軸穿過(guò)軸孔安裝于與限位桿同側(cè)位置；所述傳動(dòng)裝置主體為橢圓環(huán)形結(jié)構(gòu)且沿內(nèi)環(huán)面分布有連續(xù)的齒軌，沿傳動(dòng)裝置側(cè)壁有由凹槽構(gòu)成的與限位桿運(yùn)動(dòng)軌跡相適應(yīng)的軌道；所述齒輪安裝于傳動(dòng)裝置環(huán)形內(nèi)側(cè)，且始終有與齒軌耦合的部分；齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置時(shí)，相應(yīng)限位桿位于軌道內(nèi)并可根據(jù)齒輪傳動(dòng)狀態(tài)沿軌道滑動(dòng)，從而對(duì)齒輪與齒軌進(jìn)行位置約束使之不至脫離。

更進(jìn)一步地，所述軌道為封閉式道；限位桿根據(jù)傳動(dòng)狀態(tài)在軌道內(nèi)做循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述軌道為開(kāi)放式軌道；限位桿可沿軌道滑動(dòng)；當(dāng)上一個(gè)限位桿位于其軌道內(nèi)出口附近位置時(shí)下一個(gè)限位桿位于其軌道內(nèi)入口位置；當(dāng)下一個(gè)限位桿完全進(jìn)入與之相應(yīng)的軌道時(shí)上一個(gè)限位桿從其軌道內(nèi)脫離，脫離后的限位桿位于環(huán)內(nèi)；限位桿交替滑入相應(yīng)的軌道內(nèi)。

更進(jìn)一步地，所述限位桿有兩個(gè)，位于軸孔軸心上下兩側(cè)設(shè)置，且限位桿與軸孔軸心最小間距大于齒輪半徑；相應(yīng)的，所述軌道有兩個(gè)，位置分別于對(duì)應(yīng)的限位桿運(yùn)動(dòng)軌跡相適應(yīng)。

更進(jìn)一步地，所述限位桿有四個(gè)，分別位于軸孔上、下、左、右四側(cè)設(shè)置，且限位桿與軸孔軸心最小間距大于齒輪半徑；相應(yīng)的，所述軌道有四個(gè)，位置分別于對(duì)應(yīng)的限位桿運(yùn)動(dòng)軌跡相適應(yīng)。

更進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)裝置主體為由上、下側(cè)兩個(gè)相互平行的長(zhǎng)方體和左、右側(cè)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的半圓環(huán)組成的橢圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述齒輪直徑小于左右兩側(cè)半圓直徑。

更進(jìn)一步地，所述限位裝置有兩個(gè)分別位于傳動(dòng)裝置兩側(cè)，傳動(dòng)裝置兩側(cè)相應(yīng)位置均有相應(yīng)導(dǎo)軌。

更進(jìn)一步地，所述限位基板縱長(zhǎng)大于橢圓上下兩側(cè)最大邊距，使運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)裝置上下兩側(cè)始終受限位基板位置限定。

更進(jìn)一步地，所述限位桿頂端安裝有軸承，所述軌道寬度與軸承直徑相適應(yīng)并可使軸承沿軌道滑動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述限位桿與軌道位置可互換。

3有益效果

采用發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)齒輪與橢圓形齒軌的相互運(yùn)動(dòng)使得轉(zhuǎn)化后的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)行程取決于橢圓形的長(zhǎng)度，從而代替現(xiàn)有技術(shù)中直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)行程受某一部件旋轉(zhuǎn)直徑的限制，使其在使用時(shí)節(jié)省對(duì)傳動(dòng)部所占空間的需求，體積較小，更適用于精細(xì)化設(shè)備應(yīng)用。

(2)本發(fā)明的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)將橢圓齒軌的長(zhǎng)邊設(shè)置為直線(xiàn)形從而獲得更加穩(wěn)定的線(xiàn)性輸出。

(3)本發(fā)明的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)橢圓齒軌上的半圓形齒軌段使其在與齒輪咬合的過(guò)程中通過(guò)齒輪與齒軌的半徑優(yōu)化縮短非線(xiàn)性輸出的時(shí)間，進(jìn)一步增加輸出穩(wěn)定性。

(4)本發(fā)明的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)約束裝置和軌道的設(shè)置，使齒輪在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠始終保持咬合狀態(tài)，防止故障發(fā)生。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置組裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1中的一種傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例1中的一種位置約束裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例2中的一種傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例6中的一種傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為實(shí)施例2中的一種位置約束裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1、傳動(dòng)裝置；101、軌道；102、齒軌；103、傳動(dòng)連接部；2、位置約束裝置；201、限位桿；202、軸孔；203、限位基板；3、齒輪；4、齒輪軸。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1-3所示，本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括齒輪(3)、齒輪軸(4)、傳動(dòng)裝置(1)和位置約束裝置(2)；所述位置約束裝置(2)包括限位基板(203)和限位桿(201)，所述限位基板(203)上有可使齒輪軸(4)穿過(guò)的軸孔(202)，所述限位桿(201)為位于限位基板(203)一側(cè)的圓柱結(jié)構(gòu)；位置約束裝置(2)對(duì)齒輪與齒軌進(jìn)行位置約束防止脫軌，同時(shí)作為整個(gè)轉(zhuǎn)換裝置的固定部對(duì)轉(zhuǎn)換裝置起支撐作用；所述限位桿(201)根據(jù)齒輪(3)與齒軌(102)相互運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做與之相適應(yīng)的橢圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，所述限位桿(201)有一個(gè)或多個(gè)，且限位桿與軸孔(202)中心最小間距大于齒輪(3)直徑；所述齒輪(2)固定連接有齒輪軸(4)，所述齒輪軸(4)穿過(guò)軸孔(203)與位置約束裝置(2)固定連接；所述齒輪(3)、傳動(dòng)裝置(1)與限位桿(201)位于限位基板(203)同側(cè)設(shè)置；同時(shí)所述齒輪(3)位于傳動(dòng)裝置(1)環(huán)形內(nèi)側(cè)，且始終有與齒軌(102)耦合的部分；所述傳動(dòng)裝置(1)主體為橢圓環(huán)形結(jié)構(gòu)且沿內(nèi)環(huán)面分布有連續(xù)的齒軌(102)，沿裝置側(cè)壁有位置與對(duì)應(yīng)的限位桿(201)運(yùn)動(dòng)軌跡相適應(yīng)由凹槽構(gòu)成封閉式軌道軌道(101)，齒輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置(1)時(shí)，限位桿(201)位于相應(yīng)軌道(101)內(nèi)并可根據(jù)齒輪傳動(dòng)狀態(tài)沿軌道(101)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)齒輪(3)與齒軌(101)進(jìn)行位置約束使之不至脫離；所述傳動(dòng)裝置(2)上固定連接有傳動(dòng)連接部(103)以便于傳動(dòng)裝置(1)連接外部設(shè)備。

實(shí)施例2

如圖4所示，本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：所屬軌道為開(kāi)放式軌道；所述限位桿(201)有兩個(gè)，位于軸孔(203)軸心上下兩側(cè)設(shè)置，且限位桿(201)與軸孔(203)軸心最小間距大于齒輪(3)半徑；齒輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置(1)時(shí)，齒輪(102)與齒軌(102)耦合部相鄰的限位桿(201)位于軌道(101)內(nèi)并可根據(jù)齒輪傳動(dòng)狀態(tài)沿軌道(101)滑動(dòng)；當(dāng)上一個(gè)限位桿位于其軌道內(nèi)出口附近位置時(shí)下一個(gè)限位桿位于其軌道內(nèi)入口位置；且當(dāng)下一個(gè)限位桿(201)完全進(jìn)入與之相應(yīng)的軌道(101)時(shí)上一個(gè)限位桿(201)從其軌道(101)內(nèi)脫離；限位桿(201)交替滑入相應(yīng)的軌道(101)內(nèi)從而對(duì)齒輪(3)與齒軌(101)進(jìn)行位置約束使之不至脫離；

所述限位基板(203)縱長(zhǎng)大于橢圓上下兩側(cè)最大邊距，使運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)裝置(1)上下兩側(cè)始終受限位基板(203)位置限定；

實(shí)施例3

如圖5-6所示，本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例2基本相同，其不同之處在于：所述限位桿(201)有四個(gè)，分別位于軸孔上、下、左、右四側(cè)設(shè)置，且限位桿(201)與軸孔(203)軸心最小間距大于齒輪(3)半徑；相應(yīng)的，所述軌道(101)有四個(gè)，位置分別于對(duì)應(yīng)的限位桿(201)運(yùn)動(dòng)軌跡相適應(yīng)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例1或2主體基本相同，其不同之處在于：所述傳動(dòng)裝置(1)主體為由上、下側(cè)兩個(gè)相互平行的長(zhǎng)方體和左、右側(cè)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的半圓環(huán)組成的橢圓環(huán)形結(jié)構(gòu)；所述齒輪(3)直徑小于左右兩側(cè)半圓直徑。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：所述限位基板(203)縱長(zhǎng)大于橢圓上下兩側(cè)最大邊距，使運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)裝置(1)上下兩側(cè)始終受限位基板(203)位置約束。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例1-3任一種裝置主體結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于：所述限位裝置(2)有兩個(gè)分別位于傳動(dòng)裝置(1)兩側(cè)，相應(yīng)地，在傳動(dòng)裝置(1)兩側(cè)均設(shè)有導(dǎo)軌(101)；齒輪及傳動(dòng)裝置安裝于兩個(gè)限位裝置之間。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的一種圓周運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置與實(shí)施例1-4任一種裝置主體結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于：還包括軸承；所述軸承安裝于限位桿(201)頂端，所述軌道(101)寬度與軸承直徑相適應(yīng)并可使軸承沿軌道(101)滑動(dòng)。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，在充分理解本發(fā)明的基礎(chǔ)上，可根據(jù)需求對(duì)限位桿的數(shù)量和位置以及軌道形態(tài)和數(shù)量進(jìn)行重新組合或調(diào)整，同時(shí)限位桿與軌道可進(jìn)行位置互換，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。