[發明專利]一種行程和斜率均可調節的直線運動機構及其控制方法

在審

• 申請號: 201810280784.6
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108331894A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 柳青松;柳絮
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: F16H37/12
• 分類號: F16H37/12
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 沈志海

1.一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，包括左殼體(16)和右殼體(20)，所述左殼體(16)和右殼體(20)通過內六角花形圓柱頭螺釘(17)相連接；其特征在于：所述行程和斜率均可調節的直線運動機構還由直線運動機構和調節機構共同組成；

所述直線運動機構由運動輸出連桿(3)、運動曲柄(4)、運動曲軸(8)、運動外齒輪(12)、內齒輪外蝸輪(14)、運動滑塊(36)、運動連桿(37)和直線運動電機(29)構成；所述內齒輪外蝸輪(14)通過角接觸球軸承(21)連接設置在所述右殼體(20)內，所述運動曲軸(8)通過角接觸球軸承(10)設置在所述內齒輪外蝸輪(14)的中心，所述運動曲軸(8)的輸入端與所述直線運動電機(29)的輸出軸形成驅動連接，所述運動外齒輪(12)設置在所述運動曲軸(8)的輸出端上，所述運動曲柄(4)設置在所述運動外齒輪(12)的中心，所述運動輸出連桿(3)設置在所述運動曲柄(4)的底部，所述運動連桿(37)的一端與所述運動輸出連桿(3)相連，另一端與所述運動滑塊(36)相連；

所述調節機構由運動行程調節蝸桿(15)、內齒輪外蝸輪(14)、運動外齒輪(12)、行程調節手輪(31)、蝸桿左法蘭(32)、蝸桿右法蘭(38)和行程調整電機(35)構成；所述運動行程調節蝸桿(15)與所述內齒輪外蝸輪(14)傳動連接，所述行程調節蝸桿(15)的左側通過角接觸球軸承(34)連接設置在殼體上，所述蝸桿左法蘭(32)通過沉頭螺釘(33)設置在所述角接觸球軸承(34)的外側，所述行程調節手輪(31)設置在所述運動行程調節蝸桿(15)的左端部并通過大圓柱頭螺釘(30)進行限位固定，所述運動行程調節蝸桿(15)的右側通過角接觸球軸承(34)連接設置在殼體上，所述蝸桿右法蘭(38)通過沉頭螺釘(33)設置在所述角接觸球軸承(34)的外側，所述行程調整電機(35)的輸出軸與所述運動行程調節蝸桿(15)的右端部相連接。

2.根據權利要求1所述的一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，其特征在于：所述運動輸出連桿(3)與運動曲柄(4)之間設有向心滾針和保持架組件(2)，使運動輸出連桿(3)相對運動曲柄(4)形成周向轉動，運動輸出連桿(3)通過開槽球面大圓柱頭螺釘(1)與運動曲柄(4)形成軸向的限位固定。

3.根據權利要求1所述的一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，其特征在于：所述運動曲柄(4)設置在運動外齒輪(12)的中心，并通過六角頭帶槽螺栓(5)、平墊圈(6)和輕型彈簧墊圈(7)與運動曲軸(8)連接固定。

4.根據權利要求1所述的一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，其特征在于：所述運動曲柄(4)的軸心距與運動外齒輪(12)的節圓半徑相等。

5.根據權利要求1所述的一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，其特征在于：所述角接觸球軸承(10)、角接觸球軸承(21)、角接觸球軸承(28)和角接觸球軸承(34)均為成對結構使用，每對角接觸球軸承之間均設有軸承隔圈，角接觸球軸承(21)所在的內齒輪外蝸輪軸上設有軸用彈簧擋圈(26)，角接觸球軸承(28)所在的內齒輪外蝸輪的孔壁上設有孔用彈簧擋圈(27)。

6.根據權利要求1所述的一種行程和斜率均可調節的直線運動機構，其特征在于：所述運動外齒輪(12)的節圓直徑與內齒輪外蝸輪(14)的節圓半徑相等。

7.一種行程和斜率均可調節的直線運動機構的控制方法，其特征在于，使用權利要求1-6任一項所述的行程和斜率均可調節的直線運動機構，包括如下控制步驟：

(1)通過調節設置在運動行程調節蝸桿(15)兩端的行程調節手輪(31)或行程調整電機(35)，使運動行程調節蝸桿(15)帶動內齒輪外蝸輪(14)轉動一定角度，并保持該角度不變和實現自鎖；

(2)通過改變內齒輪外蝸輪(14)的初始位置，使運動外齒輪(12)在與內齒輪外蝸輪(14)相嚙合的初始嚙合點發生變化，從而改變運動外齒輪(12)節圓上任一點的運動軌跡，通過內齒輪外蝸輪(14)直徑往復直線運動的直線相對于水平位置的傾斜度來調節斜率，來調整運動滑塊(36)作往復直線運動及其位置的調整；

(3)通過在運動曲軸(8)輸出端安裝與運動外齒輪節圓(12)半徑等長的運動曲柄(4)，虛擬運動外齒輪(12)節圓上的某點，保證運動外齒輪(12)的齒部強度，實現運動外齒輪(12)節圓上某點的運動軌跡是沿內齒輪外蝸輪(14)水平直徑方向直線運動的目的；

(4)該機構運行過程中運動滑塊(36)無側向分力，這樣使得運動滑塊在平面副中無側向摩擦阻力運動，提高了運動副的壽命與穩定性。