一种空间曲柄摇杆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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；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；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。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械传动
，涉及一种三维空间中可以定向任意转动的 RRRRCR空间曲柄摇杆机构，特别是一种空间曲柄摇杆装置。技术背景空间交错轴的运动传递和转换时常用的机构有交叉带传动、空间齿轮传动、蜗杆 蜗轮传动、凸轮传动及空间连杆机构等，将主动轴的旋转运动转换为从动轴的往复摆动，采 用空间连杆机构较其他机构串联平面连杆机构，成本低、结构简单，功耗低。目前，对空间连 杆机构又提出了苛刻的要求，各个构件之间的链接需要滚动摩擦链接、链接结构的空间尺 寸要小、标准化程度要高。曲柄摇杆机构的急回特性虽然对摇杆去程为工作行程，回程为空 行程的机械有利，但对摇杆去程和回程均为工作行程的机械却有害；如电风扇的摇头机构、 空调机的摆风机构等均需要极位夹角为零的曲柄摇杆机构；现有的空间曲柄摇杆机构，通 常是通过蜗杆涡轮串联平面曲柄摇杆机构形式，蜗杆涡轮传动机构的制造和装配要求精度 高、成本也高，安装精度难以满足，损耗倍增，容易发热、磨损损坏；而平面曲柄摇杆机构制 造加工难以保证各个铰链孔的加工位置度满足极位夹角为零的要求，并且存在铰链间隙无 法保证极位夹角为零，而且四个杆件的长度都影响极位夹角的大小，无法方便地实现极位 夹角为零的条件，不易改变摇杆的摇动范围和摇动平衡位置；总之，现有的空间曲柄摇杆式 转向机构和装置普遍存在着结构复杂，原理安全性差，安装要求精度高，能耗大，成本不易 降低等缺点。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种能满足低功率、 低功耗、低成本设计要求的空间曲柄摇杆机构，以适合于空间交错轴运动传递和转换的空 间曲柄摇杆装置，尤其适合于无急回特性要求的空间曲柄摇杆装置。为了实现上述目的，本技术装置的主体结构包括曲柄、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，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标准滚动轴承结构，圆柱运动副为标准直线轴承结 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，但既能相互转动，也能沿相结合的内圆柱面轴线 方向相互移动。本技术与现有技术相比，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，可保证蜗杆涡轮等减速机构的安装精度， 广泛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，替代现有产品。附图说明图1为本技术的结构原理示意图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图作进一步描述。实施例本实施例装置的主体结构包括曲柄1、连杆2、摇杆3、回转运动副7、圆柱面运动副 8，连杆2由上构件6、中构件5和下构件4三个构件通过不同的运动副连接组成；上构件6 分别与曲柄1和中构件5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5分别与下构件4和上构件6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；上构件6与中构件5之间形成回转运动副结构，而与摇杆3之间形成圆柱运 动副结构，两个运动副7和8的轴线相交成90°角；依据运动副排列，此装置为RRRRCR式 空间曲柄摇杆装置，其中R为回转运动副，C为圆柱面运动副；所用回转运动副7均为标准 滚动轴承结构，圆柱运动副8为标准直线轴承结构；装置的极位夹角为零，摇杆3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1的长度 可控制摇杆3的摇动范围，调节上构件6的长度控制摇杆3的摇动平衡位置；曲柄1的形 状为圆形，其回转中心在圆心，与连杆的回转中心偏离曲柄的长度，可以为两回转运动副及 其连接部分，成杆状；曲柄1上端与电动机等原动机输出机构固定连接，通过摇杆3将运动 和动力传递给工作机构；组成连杆2的三个构件4、5、6均为杆状，上构件6为长杆状，其长 度大于曲柄1长度的2倍，上构件6两端是形成回转运动副的圆柱，轴线垂直相交，其中与 曲柄1形成回转运动副的圆柱轴线与长杆的轴线垂直，其圆柱的直径等于所选标准轴承的内径，上构件6与中构件5形成回转运动副的圆柱轴线与上构件6长杆的轴线平行或重合， 其圆柱的直径等于所选标准轴承的内径；中构件5为短圆棒弯成直角状，其长度由所选标 准轴承尺寸决定，中构件5与上构件6铰接的一端为圆管状，其管孔尺寸等于轴承外径，中 构件5与下构件4铰接的一端为圆柱状，圆柱外径尺寸等于轴承的内径；下构件4为短圆棒 弯成直角状，其尺寸由所选标准轴承尺寸决定，下构件4与中构件5铰接的一端为圆管状， 其管孔尺寸等于轴承外径，下构件4与摇杆3连接的一端为圆管状，其管孔的尺寸等于所选 直线轴承的外径；摇杆3为长杆状，长度为1-50毫米，摇杆3与下构件4连接的一端为圆柱 状，圆柱的轴线与摇杆3轴线重合，圆柱尺寸等于所选直线轴承的内径，摇杆3与机架座铰 接的一端为圆柱形，圆柱的轴线与摇杆3轴线垂直，圆柱尺寸等于所选标准轴承的内径；摇 杆3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7的相连接的两构件 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8的 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，但既能相互转动，也能沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一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；回转运动副为滚动轴承结构，圆柱运动副为直线轴承结构；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；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，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，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，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，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。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李淑玉，王斌修，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：实用新型
国别省市：95