專利名稱：平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)輸入和輸出有線性要求的變幅機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，屬于變幅機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，常用的變幅機(jī)構(gòu)均采用三角形的結(jié)構(gòu)形式，而三角形變幅機(jī)構(gòu)的輸入和輸出的函數(shù)關(guān)系均為正弦或余弦函數(shù)，由于其輸入和輸出的力受到變幅機(jī)構(gòu)各臂間角度的限制，當(dāng)變幅位置不確定時(shí)，變幅缸的受力狀態(tài)不明確，變幅缸的輸出力就不能被明確的計(jì)算出來，尤其是變幅位置在極限點(diǎn)時(shí)，輸入和輸出值可能會(huì)出現(xiàn)極小值的現(xiàn)象，因此造成不必要的結(jié)構(gòu)死點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)存的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，以避免在變幅空間內(nèi)由于角度帶來的正弦關(guān)系對(duì)變幅輸出造成衰減的現(xiàn)象。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，包括立柱、變幅主臂、變幅油缸、控制連桿和轉(zhuǎn)交臂；變幅主臂與變幅油缸的一端分別鉸接立柱的上下兩端，控制連桿的一端鉸接變幅主臂的中部，其另一端鉸接變幅油缸的另一端，且以上四個(gè)鉸接點(diǎn)之間形成平行四邊形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)交臂的一端安裝在變幅主臂另一端的下方，且轉(zhuǎn)交臂5的另一端滑動(dòng)連接變幅油缸的缸頭。本實(shí)用新型的有益效果是:此平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)在變幅主臂的下方設(shè)置了一套平行連桿，變幅油缸通過一套定位連桿將自身控制在與變幅主臂平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。變幅油缸缸頭與轉(zhuǎn)交臂采用滑動(dòng)連接，當(dāng)變幅主臂開始旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)角度時(shí)，變幅油缸由于受到定位連桿的控制而始終與變幅主臂平行，通過計(jì)算可以得出當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，則變幅油缸的輸出力完全確定，且與變幅角度無關(guān)。既具有常規(guī)變幅連桿機(jī)構(gòu)的輸入和輸出特點(diǎn)，同時(shí)又避免了正弦關(guān)系帶來的變幅輸出的衰減。

圖1為本實(shí)用新型的變幅主臂在水平狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的變幅主臂在非水平狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、立柱，2、變幅主臂，3、變幅油缸，4、控制連桿，5、轉(zhuǎn)交臂。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括立柱1、變幅主臂2、變幅油缸3、控制連桿4和轉(zhuǎn)交臂5 ;變幅主臂2與變幅油缸3的一端分別鉸接立柱I的上下兩端，控制連桿4的一端鉸接變幅主臂2的中部，其另一端鉸接變幅油缸3的另一端，且以上四個(gè)鉸接點(diǎn)之間形成平行四邊形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)交臂5的一端安裝在變幅主臂2另一端的下方，且轉(zhuǎn)交臂5的另一端滑動(dòng)連接變幅油缸3的缸頭。進(jìn)一步，變幅油缸3也可用變幅氣缸。如圖1和圖2所示，設(shè)定A為變幅主臂2與立柱I的的固定鉸點(diǎn)，B為變幅油缸3與立柱I的固定鉸點(diǎn)，C為變幅主臂2與控制連桿4的固定鉸點(diǎn)，D為變幅油缸3與控制連桿4的固定鉸點(diǎn)，F(xiàn)為轉(zhuǎn)交臂5與變幅油缸3缸頭的滑動(dòng)連接點(diǎn)，G為轉(zhuǎn)交臂5與變幅主臂2的固定點(diǎn)，E為變幅主臂2前端的負(fù)載點(diǎn)。在平行四邊形AB⑶中，AB與⑶平行且長(zhǎng)度相等，AB長(zhǎng)度為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值，則CD長(zhǎng)度也為定值;AC與BD平行且長(zhǎng)度相等，AC長(zhǎng)度為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值，則BD長(zhǎng)度也為定值。在整個(gè)變幅過程中，除AB、BC、CD、AD之間的角度發(fā)生變化外，其長(zhǎng)度均不發(fā)生變化，故控制連桿4在變幅過程中為標(biāo)準(zhǔn)的二力桿。變幅主臂2與轉(zhuǎn)交臂5為焊接結(jié)構(gòu)，點(diǎn)F為變幅油缸3缸頭與轉(zhuǎn)交臂5的連接處，考慮到變幅過程中點(diǎn)F與變幅主臂2之間的距離會(huì)發(fā)生變化，故將此處設(shè)計(jì)為滑動(dòng)連接，則DF為變幅油缸3的伸出行程，為變量值。當(dāng)變幅主臂2在水平狀態(tài)下，其受力分析如圖1所示，設(shè)AE的長(zhǎng)度為L(zhǎng)O，AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)I，變幅主臂2前部負(fù)載點(diǎn)E受到的集中力記為P，變幅油缸3的輸出力記為f，則f與P形成力矩平衡，按照力矩平衡原理，得出力矩平衡方程:PXL0=fXLl,則f=PXL0/Ll (方程 I)。當(dāng)變幅主臂2在非水平狀態(tài)時(shí)，其受力分析如圖2所示，設(shè)變幅角度為A°，負(fù)載點(diǎn)E距AB的水平距離為L(zhǎng)Oh，BF到AE的垂直距離為L(zhǎng)lh，則:LOh=LOXcosA,Llh=LlXcosA,按照力矩平衡原理，得出力矩平衡方程:PXL0h=fXLlh,則f=PXL0h/Llh= PX (L0X cosA) / (LI X cosA) = PXL0/L1 (方程 2)。綜上，方程2與方程I完全相同，與角度A°無關(guān)。LO與LI均為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)值，當(dāng)設(shè)計(jì)完成后該尺寸即為確定值，故在任意狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)載點(diǎn)E受到的集中力P確定后，變幅油缸3受到的推力f均是確定值，即f與P之間為確定的線性關(guān)系。也就是說，當(dāng)變幅油缸3前端的負(fù)載一定時(shí)，變幅油缸3的輸出力為定值，與變幅桿的位置和變幅的角度無關(guān)。
權(quán)利要求1.一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括立柱(I)、變幅主臂(2)、變幅油缸(3)、控制連桿(4)和轉(zhuǎn)交臂(5);變幅主臂(2)與變幅油缸(3)的一端分別鉸接立柱(I)的上下兩端，控制連桿(4)的一端鉸接變幅主臂(2)的中部，其另一端鉸接變幅油缸(3)的另一端，且以上四個(gè)鉸接點(diǎn)之間形成平行四邊形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)交臂(5)的一端安裝在變幅主臂(2)另一端的下方，且轉(zhuǎn)交臂(5)的另一端滑動(dòng)連接變幅油缸(3)的缸頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，變幅油缸(3)也可用變幅氣缸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種平行臂變幅連桿機(jī)構(gòu)，屬于變幅機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，包括立柱、變幅主臂、變幅油缸、控制連桿和轉(zhuǎn)交臂；變幅主臂與變幅油缸的一端分別鉸接立柱的上下兩端，控制連桿的一端鉸接變幅主臂的中部，其另一端鉸接變幅油缸的另一端，且以上四個(gè)鉸接點(diǎn)之間形成平行四邊形結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)交臂的一端安裝在變幅主臂另一端的下方，且轉(zhuǎn)交臂5的另一端滑動(dòng)連接變幅油缸的缸頭。有益效果是通過定位連桿的使用使得變幅油缸始終與主臂平行，這樣使得在負(fù)載確定的狀態(tài)下，變幅過程中的變幅油缸的輸出力與變幅機(jī)構(gòu)所在的位置無關(guān)，既具有常規(guī)變幅連桿機(jī)構(gòu)的輸入和輸出特點(diǎn)，同時(shí)又避免了正弦關(guān)系帶來的變幅輸出的衰減。
文檔編號(hào)F16H21/00GK203023415SQ201220741018
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者田興明, 唐士連 申請(qǐng)人:徐州川一工程機(jī)械有限公司