[发明专利]一种空间曲柄摇杆装置

摘要

本发明属于机械传动技术领域，涉及一种三维空间中可以定向任意转动的空间曲柄摇杆装置，主体结构包括曲柄、连杆、摇杆、回转运动副、圆柱面运动副，连杆由上中下三个构件通过不同的运动副连接组成；上构件分别与曲柄和中构件之间形成回转运动副结构，两个回转运动副的轴线相交成90°角；中构件分别与上构件和下构件之间形成回转运动副结构；下构件与中构件之间形成回转运动副结构，而与摇杆之间形成圆柱运动副结构；所用回转运动副为滚动轴承结构，圆柱运动副为直线轴承结构；其结构新颖，原理简单，制作加工成本低，方位调整灵活，能耗低，主从动轴的空间位置可任意安排，应用于电风扇和空调机等三维空间转向场合的动力转动和摇动转向。

主权项

一种空间曲柄摇杆装置，主体结构包括曲柄、连杆、摇杆、回转运动副、圆柱面运动副，连杆由上、中、下三个构件通过不同的运动副连接组成，其特征在于上构件分别与曲柄和中构件之间形成回转运动副结构，两个回转运动副的轴线相交成90°角；中构件分别与上构件和下构件之间形成回转运动副结构，两个回转运动副的轴线相交成90°角；下构件与中构件之间形成回转运动副结构，而与摇杆之间形成圆柱运动副结构，两个运动副的轴线相交成90°角；所用回转运动副均为滚动轴承结构，圆柱运动副为直线轴承结构；装置的极位夹角为零，摇杆的摇动范围和摇动平衡位置的调整不存在参数之间的耦合作用，是单参数控制，调节曲柄的长度可控制摇杆的摇动范围，调节各构件的长度控制摇杆的摇动平衡位置；曲柄形状为圆形，其回转中心在圆心；连杆为杆状，其回转中心偏离曲柄，曲柄上端与原动机输出机构固定连接，通过连杆和摇杆将运动和动力传递给工作机构；组成连杆的三个构件均为杆状，上构件为长杆状，其长度大于曲柄长度的二倍，上构件两端为形成回转运动副的圆柱，轴线垂直相交，其中与曲柄形成回转运动副的圆柱轴线与上构件长杆的轴线垂直，其圆柱的直径等于回转运动副轴承的内径，上构件与中构件形成回转运动副的圆柱轴线与上构件长杆的轴线平行或重合，其圆柱的直径等于回转运动副轴承的内径；中构件为短圆棒弯成直角状，其长度由回转运动副轴承尺寸决定，中构件与上构件铰接的一端为圆管状，其管孔尺寸等于回转运动副轴承外径，中构件与下构件铰接的一端为圆柱状，圆柱外径尺寸等于回转运动副轴承的内径；下构件为短圆棒弯成直角状，其尺寸由回转运动副轴承尺寸决定，下构件与中构件铰接的一端为圆管状，其管孔尺寸等于回转运动副轴承外径，下构件与摇杆连接的一端为圆管状，其管孔的尺寸等于回转运动副直线轴承的外径；摇杆为长杆状，长度为1‑50毫米，摇杆与下构件连接的一端为圆柱状，圆柱的轴线与摇杆轴线重合，圆柱尺寸等于回转运动副直线轴承的内径，摇杆与机架座铰接的一端为圆柱形，圆柱的轴线与摇杆轴线垂直，圆柱直径等于圆柱面运动副轴承的内径；摇杆通过与其铰接的圆柱和工作机构的原动件直接连接；回转运动副相连接的两构件之间能相互转动不能相互移动，一个外圆柱面与另一个内圆柱面结合；圆柱面运动副相连接的两构件之间一个外圆柱面与另一个内圆柱面结合，既能相互转动，也能沿相结合的内圆柱面轴线方向相互移动。