一种通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构的制作方法

本实用新型属于往复运动装置相关技术领域，更具体地，涉及一种通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构。

背景技术：

目前，常见的实现往复运动的方式有几种，主要可以划分为两种，通过机构将连续的转动转化为往复的移动或者摆动、以及直接通过动力源正反转实现往复运动。

直接通过动力源正反转实现往复运动的方式最为直接，且可以实现行程变化，适用于实现长行程低频率的往复运动，但是在频率较高时，尤其是长时间工作情况下，容易造成累积误差而导致较大的偏差，也由于频繁换向容易导致电机和相关部件使用寿命缩短。

通过机构将连续的转动转化为往复的移动或者摆动，包括曲柄连杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构、凸轮机构等常见机构，运动稳定，制造简单，有着比较广泛的运用，但是行程和工作点都是无法改变的，只能实现固定的往复运动，在有些特殊场合难以满足要求。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构，其基于现有往复运动机构的工作特点，研究及设计了一种适用性较好的通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构。所述往复运动机构通过机械定位避免了累积误差所造成的偏差，且可以实现一定程度上的行程及工作点的改变，在行程较短且对受力要求不高的小型部件中有着独特的优越性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构，所述往复运动机构包括本体、凸轮圈、随动圈、连杆及连接于所述凸轮圈的动力源，所述随动圈设置在所述本体上，所述凸轮圈开设有收容槽，所述随动圈位于所述收容槽内，且其与所述收容槽滑动连接；所述本体开设有弧形的限位槽，所述连杆的一端连接于所述随动圈，另一端滑动地连接于所述限位槽；所述限位槽用于对所述连杆进行限位及导向；所述限位槽相背的两端分别为第一工作点及第二工作点；

所述凸轮圈为非对称结构，所述收容槽内壁形成有多个间隔设置的v形槽，相邻的两个所述v形槽之间形成弧形凸起，所述弧形凸起及所述v形槽形成波浪形的弧形曲面；所述弧形曲面为封闭型，所述随动圈与所述弧形曲面滑动连接；

所述动力源用于带动所述凸轮圈朝向所述第一工作点或者所述第二工作点转动，所述凸轮圈用于带动所述随动圈转动，所述随动圈用于带动所述连杆往复运动。

进一步地，所述限位槽的数量为两个，两个所述限位槽间隔设置，且所述限位槽朝向所述凸轮圈，即其凸起部远离所述凸轮圈。

进一步地，所述凸轮圈的外周形成有多个轮齿，其通过多个所述轮齿与所述动力源的齿轮相啮合。

进一步地，多个所述弧形凸起绕所述凸轮圈的中心轴均匀排布。

进一步地，所述随动圈包括轮盘及多个辊子件，所述轮盘连接于所述本体，其开设有多个导向槽，多个所述导向槽绕所述轮盘的中心轴呈散射状；所述导向槽用于收容部分所述辊子件及为所述辊子件提供导向。

进一步地，所述辊子件包括导轨、辊子及弹簧，所述辊子转动地连接于所述导轨的一端，所述导轨的另一端通过所述弹簧连接于所述轮盘，所述弹簧及部分所述导轨位于所述导向槽内，所述辊子与所述弧形曲面滑动连接。

进一步地，所述连杆远离所述凸轮圈的一端分别连接有两个导杆，所述导杆的一端连接于所述连杆，另一端收容于所述限位槽内且与所述限位槽滑动连接，即所述连杆通过所述导杆与所述限位槽滑动连接。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供的通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构主要具有以下有益效果：

1.所述动力源用于带动所述凸轮圈朝向所述第一工作点或者所述第二工作点转动，即通过改变所述凸轮圈的转动方向来改变工作点，解决了直接使用动力源正反转实现往复运动时易产生累积误差的问题，且同样可以在一定程度上实现工作点的改变和行程变化，适用性较好。

2.所述弧形凸起及所述v形槽形成波浪形的弧形曲面；所述弧形曲面为封闭型，所述随动圈与所述弧形曲面滑动连接；所述波浪形曲面也为非对称结构，使得换向前后工作行程也发生了改变。

3.所述往复运动机构的结构简单紧凑，体积较小，可以适用于洗衣机、缝纫机、振动筛、货物分拣机构等需要往复运动的装置，有利于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型提供的通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构的结构示意图；

图2是图1中的通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构的一个单向行程中的工作流程示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-凸轮圈，2-随动圈，3-连杆，4-动力源，5-限位槽，6-第一工作点，7-第二工作点。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的通过换向实现行程及工作点改变的往复运动机构，所述往复运动机构包括本体、凸轮圈1、随动圈2、连杆3及动力源4，所述动力源4设置在所述本体上，其与所述凸轮圈1相连接。所述随动圈2连接于所述本体，且其设置在所述凸轮圈1内。所述随动圈2与所述凸轮圈1滑动连接。所述连杆3的一端连接于所述随动圈2另一端滑动的连接于所述本体。

本实施方式中，所述动力源4用于带动所述凸轮圈1进行正反转动；所述凸轮圈1用于带动所述随动圈2转动；所述随动圈2用于带动所述连杆3进行往复运动；所述往复运动机构通过改变所述凸轮圈1的转动方向来实现所述连杆3行程及工作点的改变；所述往复运动机构适用于洗衣机、缝纫机、振动筛、货物分拣机构等需要往复运动的装置，其通过将所述动力源4的转动转换为往复运动且通过所述连杆3传递给需要往复运动的装置的其他部件。

所述本体基本呈矩型，其用于承载所述动力源4及所述随动圈2。所述本体开设有凹槽，所述动力源4及所述随动圈2分别通过轴连接于所述本体，且对应的轴设置在所述凹槽的底面。所述本体还开设有两个间隔设置的限位槽5，所述限位槽5呈弧形，且两个所述限位槽5的圆心位于同一条竖直线上；所述限位槽5朝向所述凸轮圈1，即其凸起部远离所述凸轮圈1。

所述限位槽5用于对所述连杆3的移动进行导向及限位。本实施方式中，所述限位槽5的数量为两个；可以理解，在其他实施方式中，所述限位槽5的数量可以根据实际需要增加或者减少；所述限位槽5与所述凸轮圈1分别位于所述本体相背的两端。

所述凸轮圈1形成有收容槽，所述收容槽的中心轴与所述凸轮圈1的中心轴重合，其用于收容所述随动圈2。所述凸轮圈1的外周形成有多个轮齿，其通过多个所述轮齿与所述动力源4的齿轮相啮合，由此所述动力源4带动所述凸轮圈1转动。

所述收容槽的内壁形成有多个间隔设置的v形槽，相邻的两个所述v形槽之间形成弧形凸起，所述v形槽沿所述收容槽的圆周阵列，且所述收容槽为非对称结构，由此实现行程变化。

本实施方式中，所述弧形凸起及所述v形槽形成波浪形的弧形曲面，所述弧形曲面整体呈圆形，其与所述随动圈2滑动连接；所述弧形凸起绕所述凸轮圈1的中心轴呈均匀排布。

所述随动圈2包括轮盘及多个辊子件，所述轮盘连接于所述本体，其开设有多个导向槽，多个所述导向槽绕所述轮盘的中心轴呈散射状。所述导向槽用于收容部分所述辊子件及为所述辊子件提供导向。所述辊子件包括导轨、辊子及弹簧，所述辊子转动地连接于所述导轨的一端，所述导轨的另一端通过所述弹簧连接于所述轮盘，所述弹簧及部分所述导轨位于所述导向槽内，所述辊子与所述弧形曲面滑动连接。

本实施方式中，所述辊子件的数量为六个，六个所述辊子件绕所述轮盘的中心轴均匀排布；可以理解，在其他实施方式中，所述辊子件的数量可以根据实际需要增加或者减少。

所述连杆3远离所述凸轮圈1的一端分别连接有两个导杆，所述导杆的一端连接于所述连杆3，另一端收容于所述限位槽5内，且与所述限位槽5滑动连接，即所述连杆3通过所述导杆与所述限位槽5滑动连接。

请参阅图2，所述往复运动机构工作时，所述动力源4驱动所述凸轮圈1转动，所述凸轮圈1带动所述随动圈2转动，直到所述随动圈2沿所述限位槽5转至第一工作点6，此时，所述随动圈2的辊子位于所述v形槽的槽底。

之后，随着所述凸轮圈1继续旋转，所述随动圈2的旋转被所述限位槽5限制，此时所述随动圈2的辊子沿所述弧形凸起由所述v形槽的槽底移动到所述弧形凸起的最高点，所述随动圈2不转动，此行程是一个空行程。

接着，当所述辊子越过所述弧形凸起的最高点后，所述弹簧的弹性恢复力使得所述辊子快速沿着所述弧形凸起的最高点移动到下一个v形槽的槽底，实现自动返程，返程过程中所述凸轮圈1几乎不转动。

返程后，所述凸轮圈1继续带动所述随动圈2转动，直至所述随动圈2再次沿所述限位槽5来到所述第一工作点6，此过程是工作行程。

在单向工作行程中，所述往复运动机构会反复进行工作行程、空行程、返程再到工作行程的循环，从而实现往复运动。在所述动力源4驱动所述凸轮圈1反向转动时，所述凸轮圈1带动所述随动圈2沿着所述限位槽5旋转直至所述随动圈2到达所述限位槽5的第二工作点7，所述第一工作点6与所述第二工作点7位于所述限位槽5相背的两端，在此过程中，所述随动圈2沿着所述限位槽5转动角度最大，且实现了工作点的改变。随后的运动方式与换向前相同，但是由于所述凸轮圈1为非对称结构，原本用作空行程的所述凸轮圈1部分在换向后作为工作行程部分，而原本用作返程的凸轮的区域则作为空行程工作，且换向过程中由于所述凸轮圈1的非对称几何形状，推程和回程互换了，推程角和回程角数值上互换，实现了行程的改变。

本申请不局限于以上所述的结构，如凸轮圈1、随动圈2可以改为凸轮圈1在内，随动圈2在外的结构；连杆3以及限位槽5亦可修改为其他形状以适配不同的需求；凸轮圈1的形状可根据需求修改，调整阵列数、推程角、回程角、压力角等或者通过增添无弧形突起段实现间歇运动。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。