[发明专利]全向支撑的可变支点杠杆系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种全向支撑的可变支点杠杆系统，是一种机械领域的连续可变几何参数的技术。本发明可以使杠杆在可变支点上具有近似的全向支撑，是可以可控改变的固定支点杠杆系统。本发明可以用于机械领域所有需要可变杠杆比例的应用。

背景技术

杠杆是机械工程利于中最为常用的一种机械结构，和其衍生形式齿轮几乎可以构成一切机械工程领域中所需要的机械。在一些杠杆的应用场合，我们既需要杠杆具有完全的全向支撑，既在杠杆运动的平面上杠杆在任何角度都需要受到支点的刚性支撑；又需要杠杆的支点位置可以根据需要灵活的移动，既支点在杠杆上的位置相对于动力点和阻力点做连续移动。但通常的技术都只能保证杠杆的在很少的方向上获得支撑，因此限制了可变支点杠杆的应用。例如公开号CN101858233包含变速摆机构的全可变气正时方法和机构，原型设计是需要扭力弹簧为整个机构提供的回复弹力，如果具有全向支撑的可变支点杠杆系统，就可以具有省却弹簧的作用，可提供机构更高的运动速率和更高的效率，减少机构的运动损耗。

美国专利US6,591,797 B2变摇臂支点所述的方法是利用带有齿轮的受控旋转的轴充当一个可移动杠杆的机构，等效于杠杆的支点可受控移动。但此法使杠杆被迫移动，在某些应用中会改变杠杆的工作效果；且轴需要穿透杠杆，当杠杆需要承受很大的力矩或者可变支点范围较大时，杠杆被迫加粗以增加强度，使杠杆沉重；受控旋转的轴的强度也受到限制，且齿轮的受力是远小于固定支点的轴，因此并不能完全等效于全向支撑。因此以齿轮作为自由度方向上的约束并不是最佳。

公开号CN101149000A内燃机的可变气门驱动机构中，改变杠杆支点位置的是偏心轮。采用此方法虽然可以对杠杆进行全向支撑，但其副作用非常显著，就是在支点偏移方向的垂直方向改变了杠杆的位置，这是一种有害的位移，在某些场合，是严重影响可变支点杠杆系统工作效果的不利因素。

发明内容

针对以上问题，本发明所提供的技术是：一种全向支撑的可变支点杠杆系统，包括：杠杆系统，提供基本的杠杆原理所要求的变速变力矩的作用，或者改变往复运动的空间位置；第一支点和第二支点，二者同在一个杠杆系统内，第一支点在杠杆系统中的位置可调，第二支点在杠杆系统中的位置固定；第二支点约束机构，限制所述第二支点的运动，使杠杆以第一支点移动机构所控制的支点为中心运动。

所述杠杆系统的特征在于包含三种类型形式的机构，包括：十连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统，可在杠杆系统纵向方向上改变支点位置而不会产生支点相对于其他部件的滑动；交叉六连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统，支点移动在杠杆系统的横向方向，杠杆系统的长度可变，且保持杠杆系统的传动比例；双四连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统，可在杠杆系统纵向方向上改变支点位置而不会产生支点相对于其他部件的滑动，杠杆系统长度可变，且保持杠杆的传动比例。

附图说明

图1是示意图，示出了全向支撑的可变支点杠杆系统的基本原理。

图2是示意图，示出了一种十连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统，可以在支点连续移动过程中保持个部件的轴连接不变，只改变部件间的夹角。

图3是部分示意图，示出了一种交叉六连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统，可以在支点竖直移动过程中保持杠杆比例不变。

图4是示意图，示出了一种双四连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统。

图5是部分部件示意图，示出了双四连杆的全向支撑的可变支点杠杆系统内部的连杆所具有齿轮啮合传动，在杠杆支点变化到一个固定位置的情况下，杠杆工作过程中比例不变。

具体实施方式

全向支撑的可变支点杠杆系统的结构特征使其具有可以承受很大负载的特性，因此可以用于力学负荷很大的场合，例如内燃机中对活塞的运动控制。