CN114593184A - 将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连杆机构技术领域，尤其涉及一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，包括共用支撑架和转动件的多个萨鲁斯连杆机构，转动件与支撑架铰接，通过转动件的转动实现多个萨鲁斯连杆机构运动。通过调整各连杆的布局实现在单个转动件的控制作用下，多个杆件沿不同方向的直线平移。本机构避免了移动副等不易密封，易卡顿等缺陷，运行可靠，便于维护，可适用在泥泞和重载环境。

Description

将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构

技术领域

本发明涉及连杆机构技术领域，尤其涉及一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构。

背景技术

移动副很难密封，在载荷比较大的情况下，移动副很容易偏载而产生卡顿现象。萨鲁斯连杆(Sarrus linkage)机构通过将多个连杆铰接实现直线平移，更加适用于重载和泥泞等恶劣环境条件。但是萨鲁斯连杆机构只能实现一个杆件的直线平移，对于将单个定轴转动转化为多个杆件沿不同方向的直线平移的铰接式组合连杆机构目前还未有实现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，包括共用支撑架和转动件的多个萨鲁斯连杆机构，转动件与支撑架铰接，通过转动件的转动实现多个萨鲁斯连杆机构运动。

优选地，所述支撑架限制转动件的转动范围。

优选地，支撑架具有多个限位凸台，限位凸台环转动件相对支撑架旋转的轴线分布，所述转动件上具有限位突起，所述限位突起处于相邻限位凸台之间，从而限制转动件相对支撑架的转动范围。

优选地，还包括多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构；牵引杆一端与转动件铰接，另一端与平移件铰接，平移件同时与防翻转机构铰接；支撑架、转动件、单个牵引杆、单个平移件和单个防翻转机构组成萨鲁斯连杆机构，使平移件在转动件转动时平移，以上多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构与支撑架和转动件组成多个萨鲁斯连杆机构，使多个平移件在转动件转动时均平移。

优选地，所述防翻转机构由定位基座、基座连杆和平拖连杆组成，定位基座固连在支撑架上；基座连杆的一端与所述定位基座铰接，基座连杆的另一端与所述平拖连杆一端铰接，平拖连杆的另一端与所述平移件铰接。

优选地，每个平移件上铰接安装有一对同步悬架拉杆，两个同步悬架拉杆的轮齿相互啮合，构成齿轮副。

优选地，还包括支撑架拉杆，支撑架拉杆铰接在支撑架上。

优选地，还包括悬架链，悬架链由多个依次铰接的悬架组成，悬架链上的悬架依次与支撑架拉杆和同步悬架拉杆铰接，通过转动件转动，能够将悬架链完全拉直、一般弯曲或者弯曲成弧形。

优选地，支撑架通过支撑架连接件固连在一起，其他能够与支撑架相对运动的组件通过同步组件连接在一起。

优选地，所述同步组件与平移件连接。

优选地，所述平移件限制同步悬架拉杆的转动。

优选地，所述同步悬架拉杆上固连有定位销，定位销被平移件结构限位。

优选地，其中一个同步悬架拉杆和牵引杆同轴铰接在平移件上。

本发明的有益效果是:通过使多个萨鲁斯连杆机构共用支撑件和转动件，实现在单个转动件的控制作用下，多个杆件沿不同方向的直线平移。避免了移动副等不易密封，易卡顿等缺陷，运行可靠，便于维护，可适用在泥泞和重载环境。

附图说明

图1是本发明带有同步悬架拉杆和支撑架拉杆的结构图；

图2是本发明中防翻转机构的结构图；

图3是本发明中一对同步悬架拉杆的结构图；

图4是本发明中牵引杆连接轴的立体图；

图5是本发明中牵引杆连接轴上的限位突起与支撑架凸台上相邻两个限位凸台之间的相对位置图；

图6是本发明的立体图；

图7是本发明中平移件在转动件逆时针转动到最大位置的结构图；

图8是本发明中平移件在转动件转动过程中的结构图；

图9是本发明中平移件在转动件顺时针转动到最大位置的结构图；

图10是本发明中悬架链的结构图；

图11是本发明中悬架链弯曲成弧形的主视图；

图12是本发明中悬架链一般弯曲接近弧形的主视图；

图13是本发明中悬架链一般弯曲接近完全拉直的主视图；

图14是本发明中悬架链完全拉直的主视图；

图15是本发明中两个机构组合后悬架链弯曲成弧形的立体图；

图16是本发明中两个机构组合后悬架链一般弯曲接近弧形的立体图；

图17是本发明中两个机构组合后悬架链一般弯曲接近完全拉直的立体图；

图18是本发明中两个机构组合后悬架链完全拉直的立体图；

图19是本发明中去除一侧支撑架的立体图；

图20是本发明中两个机构的组合示意图；

图21是本发明中同步组件的结构示意图；

图22是本发明中同步组件的分解图；

图23是图22中同步轴定位套的剖视图；

图中：1、转动件；2、牵引杆；3、牵引杆连接轴；4、平移件；5、同步悬架拉杆；6、防翻转机构；7、支撑架拉杆；8、悬架链；81、悬架；9、同步组件；10、定位基座；11、基座连杆；12、平拖连杆；13、支撑架；14、同步轴；15、同步轴定位套；16、限位突起；17、支撑架凸台；18、限位凸台；19、定位销；20、支撑架连接件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“固连”“固接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构由支撑架、转动件、多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构组成。所述转动件铰接在支撑架上，能够绕支撑架上固定轴线L转动，牵引杆一端与转动件铰接，另一端与平移件铰接，平移件同时与防翻转机构铰接；支撑架、转动件、单个牵引杆、单个平移件和单个防翻转机构组成萨鲁斯连杆机构，使平移件在转动件转动时做直线平移，以上多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构与支撑架和转动件组成多个萨鲁斯连杆机构，使多个平移件在转动件转动时均做直线平移。

以三组为例具体说明，如图1-图2所示，三个牵引杆2在转动件1上均布安装，每个牵引杆2均通过牵引杆连接轴3与转动件1铰接；三个平移件4分别与相应的牵引杆2铰接，同时平移件4远离牵引杆2的一端与防翻转机构6铰接。

如图2所示，防翻转机构6用于进一步限制平移件4的运动自由度，主要由定位基座10、基座连杆11和平拖连杆12组成。定位基座10固连在支撑架13上；基座连杆11的一端与定位基座10铰接；基座连杆11的另一端与平拖连杆12一端铰接，平拖连杆的另一端与平移件4铰接。通过转动件1、牵引杆2、平移件4和防翻转机构6安装关系，使平移件只能沿转动件的旋转轴线的垂直方向平移。

如图4和图5所示，牵引杆连接轴3的一端具有限位突起16，安装后限位突起16位于支撑架凸台17上相邻两个限位凸台18之间。转动件1转动过程中，限位突起16的运动范围被与其相邻的两个限位凸台18限制，从而限制了转动件1的转动范围。

转动件的旋转轴线L和各平移件的平移轴线A、B、C如图6所示。转动件1顺时针转动时，如图7-9所示，三个平移件4分别沿轴线A、B和C平移，逐渐远离轴线L，轴线A、B和C均垂直于转动件旋转轴线L。当限位突起16贴合到支撑架凸台17的限位凸台18时，此时平移件4距离转动件的旋转轴线L最远，如图9所示。

转动件1逆时针转动时，三个平移件4分别沿轴线A、B和C平移，逐渐靠近转动件1的旋转轴线L，直到限位突起16贴合到支撑架凸台17的另一个相邻限位凸台18，此时平移件4距离转动件的旋转轴线L最近，如图7所示。

一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构还包括支撑架拉杆、同步悬架拉杆、悬架链等组件。

如图1和图3所示支撑架拉杆7成对与支撑架铰接，铰接轴线均与转动件的旋转轴线L平行，每个平移件4上还铰接安装有一对同步悬架拉杆5，铰接轴线均与转动件的旋转轴线L平行，其中一个同步悬架拉杆5与牵引杆2同轴铰接，同步悬架拉杆5具有不完整齿轮结构的轮齿部分，两个同步悬架拉杆5的轮齿相互啮合，构成齿轮副，在同步悬架拉杆5上固连有定位销19。相啮合的两同步悬架拉杆5能够同步转动且转动范围受轮齿范围的限制。定位销19随同步悬架拉杆5运动时，被平移件4上的限位孔结构限位，也可限定两同步悬架拉杆5相对的转动范围。

如图10和图11所示，悬架链8由多个依次铰接的悬架81组成，图11中用黑点标注的地方为悬架之间的铰接位置。如图11至14所示，悬架链上的悬架依次与支撑架拉杆和同步悬架拉杆铰接，通过转动件转动，能够将悬架链完全拉直、一般弯曲或者弯曲成弧形。完全拉直是指悬架链上悬架依次铰接的轴线在转动件旋转轴线L的法平面上的投影处于一条直线上，如图14所示；弯曲成弧形是指悬架链上悬架依次铰接的轴线在转动件旋转轴线L的法平面上的投影处于一条圆弧上，且圆弧的中心与转动件的旋转轴线L重合，如图11所示；一般弯曲是指悬架链在上述完全拉直或者弯曲成弧形之外的弯曲状态，如图12和13所示。

如图19和20所示，多个将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构能够通过以下方式组合：多个机构的支撑架通过支撑架连接件20固连在一起，其他能够与支撑架相对运动的组件通过同步组件9连接在一起。其他能够与支撑架相对运动的组件为转动件1、牵引杆2、平移件4、基座连杆11和平拖连杆12，可以将这几类组件中的一组或者多组对应的同类组件通过同步组件连接。

以两个机构相对安装组合为例。具体为，支撑架连接件将两个支撑架固连，使两个转动件的转动轴线同轴，同步组件将两个相对的平移件4连接，使两者同步平移，进而使两转动件的转动同步。如图20-图23所示，同步组件由同步轴14、同步轴定位套15组成，同步轴14与平移件4固连，同步轴定位套15套装在同步轴14上。支撑架连接件将两个支撑架固连后，在同步组件的连接作用下，两个相对的平移件4固连在一起。同步组件能够使相对两个平移件4的受力更加合理，避免偏载，运动过程更加平顺，提高其承载能力。

两个机构相对安装组合后形成机构总成，以该机构总成的中部沿轴线L向两侧的支撑架的方向看，两侧转动件同步顺时针转动，相对连接的平移件同步平移，效果如图15至18所示，与上述单个机构类似。如图15所示，两侧悬架链弯曲成弧形，此时两侧牵引杆连接轴3的限位突起16贴合到相应支撑架凸台17的限位凸台18，平移件4距离转动件的旋转轴线L最远；随着转动件同步顺时针转动，两侧悬架链逐渐伸展，呈现一般弯曲状态，如图16和17所示；当两侧牵引杆连接轴3的限位突起16贴合到相应支撑架凸台17的另一个相邻限位凸台18时，平移件4距离转动件的旋转轴线L最近，此时两侧悬架链完全拉直，如图18所示。上述过程反之亦然。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：包括共用支撑架和转动件的多个萨鲁斯连杆机构，转动件与支撑架铰接，通过转动件的转动实现多个萨鲁斯连杆机构运动。

2.根据权利要求1所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：所述支撑架限制转动件的转动范围。

3.根据权利要求2所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：支撑架具有多个限位凸台，限位凸台环转动件相对支撑架旋转的轴线分布，所述转动件上具有限位突起，所述限位突起处于相邻限位凸台之间，从而限制转动件相对支撑架的转动范围。

4.根据权利要求1所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：还包括多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构；牵引杆一端与转动件铰接，另一端与平移件铰接，平移件同时与防翻转机构铰接；支撑架、转动件、单个牵引杆、单个平移件和单个防翻转机构组成萨鲁斯连杆机构，使平移件在转动件转动时平移，以上多个牵引杆、多个平移件和多个防翻转机构与支撑架和转动件组成多个萨鲁斯连杆机构，使多个平移件在转动件转动时均平移。

5.根据权利要求4所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：所述防翻转机构由定位基座、基座连杆和平拖连杆组成，定位基座固连在支撑架上；基座连杆的一端与所述定位基座铰接，基座连杆的另一端与所述平拖连杆一端铰接，平拖连杆的另一端与所述平移件铰接。

6.根据权利要求4所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：每个平移件上铰接安装有一对同步悬架拉杆，两个同步悬架拉杆的轮齿相互啮合，构成齿轮副。

7.根据权利要求4或6所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：还包括支撑架拉杆，支撑架拉杆铰接在支撑架上。

8.根据权利要求7所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：还包括悬架链，悬架链由多个依次铰接的悬架组成，悬架链上的悬架依次与支撑架拉杆和同步悬架拉杆铰接，通过转动件转动，能够将悬架链完全拉直、一般弯曲或者弯曲成弧形。

9.根据权利要求4或5所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：支撑架通过支撑架连接件固连在一起，其他能够与支撑架相对运动的组件通过同步组件连接在一起。

10.根据权利要求9所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：所述同步组件与平移件连接。

11.根据权利要求6所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：所述平移件限制同步悬架拉杆的转动。

12.根据权利要求11所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：所述同步悬架拉杆上固连有定位销，定位销被平移件结构限位。

13.根据权利要求6所述的将定轴转动转化为多方向平移的铰接式组合连杆机构，其特征在于：其中一个同步悬架拉杆和牵引杆同轴铰接在平移件上。

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