[发明专利]实现轨迹和刚体导引的机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化机械，具体涉及一种实现轨迹和刚体导引的机构。

背景技术

产生面包型轨迹的机构很多，单自由度的连杆机构只能近似实现直线轨迹或某几个点的精确位置；双自由度的连杆机构加凸轮机构可以实现直线段轨迹和回程曲线轨迹，但较难保证在整个直线段内输出姿态的平动；曲柄滑块和凸轮连杆复合运动虽然可以实现，但整套机构所需空间太大，并且不适合高速运动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现轨迹和刚体导引的机构，它可以实现推程为平动的直线轨迹输出运动，回程为变姿态的弧形轨迹输出运动。

为解决上述技术问题，本发明实现轨迹和刚体导引的机构的技术解决方案为：

包括一个四杆机构1-2-3，第一连杆1的一端和第二连杆2的一端铰接固定，另一端分别与第一连架杆3的两端铰接；第一连杆1的长度等于第二连杆2的长度；第二连杆2的固定端设置有驱动轴，驱动轴能够带动四杆机构1-2-3平动旋转；第一连杆1的运动端固定设置有第二齿轮5，第二齿轮5随第一连杆1一起平动；第二齿轮5与第一齿轮4相互啮合，第一齿轮4与第二齿轮5的传动比为1：1；第二齿轮5的旋转能够带动与之啮合的第一齿轮4实现自转；第一齿轮4空套在第二连杆2的运动端所在轴IV上；第一齿轮4与第三连杆6固定连接；第一齿轮4能够带动第三连杆6的运动端VI沿一条直线轨迹运动；第二齿轮5与凸轮14固定连接；凸轮14的外缘与摆杆11的运动端啮合，摆杆11能够绕其固定端摆动；凸轮14包括静止段和运动段，当摆杆11处于凸轮14的运动段时，凸轮14能够带动摆杆11运动；当摆杆11处于凸轮14的静止段时，凸轮14转动，摆杆11不动；摆杆11与扇形齿轮12固定连接，扇形齿轮12与第三齿轮13相啮合；第三齿轮13空套在第二连杆2的运动端所在轴IV上；第三连杆6的运动端VI和第三齿轮13共同连接运动输出机构。

进一步，所述第三连杆6的固定端处于四杆机构1-2-3的运动端IV所在轴线上；第三连杆6与竖直方向的夹角α1等于第二连杆2与竖直方向的夹角α2；第三连杆6的长度等于第二连杆2的长度。

所述第三齿轮13与第四连杆7的一端固定连接，所述第三连杆6的运动端VI与第二连架杆9的一端铰接；第四连杆7的长度等于第二连架杆9的长度；第四连杆7的运动端和第二连架杆9的另一端分别与第三连架杆8的两端铰接；第三连架杆8的长度等于第三连杆6的长度；第三连杆6、第四连杆7、第二连架杆9、第三连架杆8组成一个五杆机构6-7-8-9；第一齿轮4通过第三连杆6为五杆机构提供第一输入运动，第三齿轮13通过第四连杆7为五杆机构提供第二输入运动；所述推板10固定连接于第二连架杆9上。

所述驱动轴I带动四杆机构1-2-3平动旋转，带动与第一连杆1固定连接的第二齿轮5及第一齿轮4公转；第二齿轮5自转，带动第一齿轮4随之自转；第二齿轮5自转的同时，带动与之固定连接的凸轮14自转；当摆杆11处于凸轮14的静止段时，凸轮14转动，摆杆11不动，此时扇形齿轮12和第三齿轮13保持不动，第四连杆7和第二连架杆9上的任意点保持平动；第一齿轮4带动第三连杆6运动，使推板10实现推程为平动的直线轨迹输出运动15；当摆杆11处于凸轮14的运动段时，凸轮14带动摆杆11摆动，同时带动扇形齿轮12摆动；扇形齿轮12的摆动带动第三齿轮13旋转；第三齿轮13带动第四连杆7旋转，使第二连架杆9上的推板10围绕四杆机构1-2-3的运动端IV转动，形成弧形轨迹；与此同时，第一齿轮4带动第三连杆6运动，使推板10实现回程为变姿态的弧形轨迹输出运动16。

或者，所述第三齿轮13固定连接第一带轮17，第三齿轮13与第一带轮17同步旋转；第一带轮17通过传动带连接第二带轮18；第二带轮18空套在第三连杆6的运动端VI所在轴上；第二带轮18的输出轴与推板10固定连接。