专利名称：一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构的制作方法
技术领域：
本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构涉及的是一种车辆塞拉门的塞拉密封启闭机构，特别是一种高铁或其他轨道车辆塞拉门的螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。
背景技术：
轨道车辆塞拉门一般为两扇或一扇，为两扇时一方面要实现两扇对开和对关的门扇启闭移动运动，另一方面要实现对开时向外或对关时向内的门扇塞拉运动，以保证关门后有良好的密封效果；为一扇时也要实现上述的塞拉密封启闭运动，只不过是实现一扇的单开和单关而已。为实现此塞拉密封启闭功能，国内外现有塞拉门大体分为三种类型
1)国产A公司的A型塞拉门，沿X方向实现门的对开与关，沿y方向实现塞拉运动达到密封，但是沿χ方向运动的主轴不固定，它同时沿y方向移动，因此主轴稳定性稍差，结构尺寸大，占用的空间大；
2)国外B公司的B型塞拉门，沿χ方向实现门的对开与关，χ方向移动的主轴固定， 刚性好，塞拉运动是采用绕χ轴旋转的摇杆摆动，带动双摇杆机构实现门的塞拉，其刚性较好，但结构尺寸较大，且作塞拉时门扇有一个上下的摆动量，会影响门扇快速开关时的动态稳定性；
3)国外C公司的C型塞拉门，同样沿χ方向实现门的对开与关，主轴固定，门的塞拉运动是采用绕ζ轴转动的四杆机构实现的，其刚性较好，但作塞拉时门扇沿ζ轴方向须加强支撑，使得结构尺寸较大，成本较高。如何克服现有技术不足，使塞拉门设计既能实现重量轻、尺寸小的轻量化，又能实现运动-密封的可靠性和降低成本的经济性，是人们一直在关注和研究的问题。
发明内容
本发明目的是针对现有技术的不足之处，提供一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，在保证基本功能的前提下，实现简化结构，减小尺寸和重量、降低制造成本、 提高运动-密封可靠性的目的。本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构采取以下技术方案实现
本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构包括电机、联轴器、螺杆、承载轴、螺母、摇块、导杆、轴套、携门摇杆(简称摇杆)、门把、滚子、滚子轴、槽型凸轮、门扇和门架，其中螺杆、螺母组成螺旋机构；摇块、导杆、摇杆、承载轴、轴套组成摇块导杆机构；滚子、滚子轴、槽型凸轮、门把、门扇、门架等组成槽型凸轮机构，所述螺旋机构、摇块导杆机构和槽型凸轮机构组合形成螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。门架与车体相固结，门架上固定的电机通过联轴器与螺杆相联接，螺杆另一端也固结于门架，螺杆上装有螺母，螺母与摇块固为一体，可沿螺杆纵向移动和绕螺杆回转中心作小幅转动，摇块的中间导路与导杆组成移动副；承载轴两端固定在门架上，其上轴套与摇杆相固结，可沿承载轴轻松滑动和绕承载轴中心相对转动；携门摇杆中间部位与导杆的下端相铰接组成转动副；携门摇杆的下端与门把相铰接，门把右端与门扇用螺钉相固联，中部装有滚子轴和滚子，滚子可沿槽型凸轮作滚动。所述槽型凸轮采用直线加折线或其它曲线形状。当滚子在门把带动下沿槽型凸轮的直线部分移动时，能带动塞拉门走直线轨迹， 实现门扇的开与关；当滚子走到槽型凸轮的折线部分时，则带动塞拉门走一段折线，实现门扇14的塞拉运动。可在门扇下方设置与上方对称的滚子槽型凸轮机构，门扇有上下对称支撑，可同步运动，则在运动过程中具有更好的刚度和稳定性。本发明机构的工作原理电机得电后通过联轴器驱动螺杆转动，带动螺母作直线移动，螺母与摇块固联，通过导杆使摇杆沿X轴移动，带动门把及门扇沿X方向移动，实现门扇的开与关；由于门把与门扇是被动运动，其上滚子受槽型凸轮形状的限制，若槽型凸轮设计成直线加折线的几何形状，直线控制门扇的直线开与关，而折线段迫使门扇走一段折线， 以实现门扇的塞拉复合运动；由图2可清楚的看到此空间机构在YOZ平面内的螺旋、摇块导杆、槽型凸轮机构之间的联接和运动情况。本发明的有益效果用于高铁或其他轨道车辆塞拉门的塞拉密封与启闭机构，要求门扇启闭迅速，塞拉密封可靠。本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构， 与上述国内外塞拉门机构相比，具有以下特点
1)承载轴两端固定在门架上，与国产A型塞拉门承载轴整体参与运动情况相比，不仅强度、刚度均有显著增加，而且运动部分质量大幅下降，实现了传动机构的轻量化；
2)与国外B型塞拉门相比，将短摇杆改为摇块，使得螺母摇块摆幅极小，受力合理，结构紧凑；且保留了 B型塞拉门良好的门扇动态稳定性、塞拉密封可靠与门扇启闭迅速等特占.
3)摇杆与门扇上的门把相铰接，通过槽型凸轮机构作塞拉与启闭运动，其受力较大，机构中巧妙地将其与固定的承载轴相铰接，一方面使摇杆强度、刚度显著提高，另一方面大大提高了摇杆自身的承载能力和运动稳定性；
4)由于机构各运动副的巧妙布局，使螺母摇块摆幅极小(可在5°左右)，导致机构的摩擦磨损小，润滑易于实现，传动效率高。5)本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，不仅适于普通塞拉距离的塞拉门，同时也适合具有微动塞拉的塞拉门机构，此时只需调整槽型凸轮的形状尺寸即可。
以下将结合实施例附图对本发明作进一步说明
图1是本发明电机联轴器传动的塞拉门空间机构原理图。图2是本发明塞拉门空间机构YOZ平面原理图。图3是本发明电机齿轮传动的塞拉门空间机构原理图。图4是本发明电机齿带传动的塞拉门空间机构原理图。
具体实施例方式参照附图1 4，本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构包括电机1、联轴器2、螺杆3、承载轴4、螺母5、摇块6、导杆7、轴套8、摇杆9、门把10、滚子11、滚子轴12、槽型凸轮13、门扇14、门架15等组成，其中螺杆3、螺母5组成螺旋机构；摇块6、 导杆7、摇杆9、承载轴4、轴套8组成摇块导杆机构；滚子11、滚子轴12、槽型凸轮13、门把 10、门扇14、门架15组成槽型凸轮机构，所述螺旋机构、摇块导杆机构和槽型凸轮机构组合形成螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。门架15与车体相固结，门架15上固定的电机1通过联轴器2与螺杆3相联接，螺杆3另一端也固结于门架15，螺杆3上装有螺母5，螺母5与摇块6固为一体，可沿螺杆3纵向移动和绕螺杆3回转中心作小幅转动，摇块6的中间导路与导杆7组成移动副；承载轴4 两端固定在门架15上，其上轴套8与摇杆9相固结，可沿承载轴4轻松滑动和绕承载轴中心相对转动；摇杆9中间部位与导杆7的下端相铰接组成转动副；摇杆9的下端与门把10 相铰接，门把10右端与门扇14用螺钉相固联，中部装有滚子轴12和滚子11，滚子11可沿槽型凸轮13作滚动。所述槽型凸轮13采用直线加折线或其它曲线形状。当滚子11在门把10的带动下沿槽型凸轮13的直线部分移动时，能带动塞拉门走直线轨迹，实现门扇14的开与关，如图1中双点划线所示；当滚子11走到槽型凸轮13的折线部分时，则带动塞拉门走一段折线，实现门扇14的塞拉运动，如图1中实线所示。可在门扇14下方设置与上方对称的滚子槽型凸轮机构，门扇14有上下对称支撑， 可同步运动，则在运动过程中具有更好的刚度和稳定性。由图1可知，塞拉门的启闭塞拉密封运动可按下述过程实现电机1得电后通过联轴器2驱动螺杆3转动，带动螺母5作直线移动，螺母5与摇块6固联，通过导杆7，使摇杆 9沿χ轴移动，带动门把10及门扇14沿χ方向移动，实现门扇14的开与关；由于门把10与门扇14是被动运动，其上滚子11受槽型凸轮13形状的限制，若槽型凸轮13设计成直线加折线的几何形状，直线控制门扇14的直线开与关，而折线段迫使门扇14走一段折线，以实现门扇14的塞拉复合运动；由图2可清楚的看到此空间机构在YOZ平面内的螺旋、摇块导杆、槽型凸轮机构之间的连接和运动情况。将图1中电机通过联轴器传动改为电机通过一对齿轮或齿轮齿带传动，可分别获得如图3、4所示塞拉门螺旋摇块导杆凸轮组合空间机构的两个实施例，此两个实施例与图 1情况相比，沿X方向的纵向尺寸均有所减小，图3中电机1通过齿轮2A、2B传动时，要求齿轮有较小的侧隙，以保证传动精度和使用寿命；图4中电机1通过齿轮2C、2E及齿带2D传动时，会进一步降低传动噪声。本发明的有益效果用于高铁或其他轨道车辆塞拉门的塞拉密封与启闭机构，要求门扇启闭迅速，塞拉密封可靠。本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构， 与上述国内外塞拉门机构相比，具有以下特点
1)承载轴两端固定在门架上，与国产A型塞拉门承载轴整体参与运动情况相比，不仅强度、刚度均有显著增加，而且运动部分质量大幅下降，实现了传动机构的轻量化；
2)与国外B型塞拉门相比，将短摇杆改为摇块，使得螺母摇块摆幅极小，受力合理，结构紧凑；且保留了 B型塞拉门良好的门扇动态稳定性、塞拉密封可靠与门扇启闭迅速等特点
3)摇杆与门扇上的门把相铰接，通过槽型凸轮机构作塞拉与启闭运动，其受力较大，机构中巧妙地将其与固定的承载轴相铰接，一方面使摇杆强度、刚度显著提高，另一方面大大提高了摇杆自身的承载能力和运动稳定性；
4)由于机构各运动副的巧妙布局，使螺母摇块摆幅极小(可在5°左右)，导致机构的摩擦磨损小，润滑易于实现，传动效率高。
权利要求
1.一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，其特征在于包括电机、联轴器、螺杆、承载轴、螺母、摇块、导杆、轴套、携门摇杆、门把、滚子、滚子轴、槽型凸轮、门扇和门架， 其中螺杆、螺母组成螺旋机构；摇块、导杆、携门摇杆、承载轴、轴套组成摇块导杆机构；滚子、滚子轴、槽型凸轮、门把、门扇、门架等组成槽型凸轮机构，所述螺旋机构、摇块导杆机构和槽型凸轮机构组合形成螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。
2.根据权利要求1所述的一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，其特征在于所述门架与车体相固结，门架上固定的电机通过联轴器与螺杆相联接，螺杆另一端也固结于门架，螺杆上装有螺母，螺母与摇块固为一体，可沿螺杆纵向移动和绕螺杆回转中心作小幅转动，摇块的中间导路与导杆组成移动副；承载轴两端固定在门架上，其上轴套与携门摇杆相固结，可沿承载轴轻松滑动和绕承载轴中心相对转动；携门摇杆中间部位与导杆的下端相铰接组成转动副；携门摇杆的下端与门把相铰接，门把右端与门扇用螺钉相固联，中部装有滚子轴和滚子，滚子可沿槽型凸轮作滚动。
3.根据权利要求1所述的一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，其特征在于所述槽型凸轮采用直线加折线或其它曲线形状。
4.根据权利要求1所述的一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，其特征在于当滚子在门把带动下沿槽型凸轮的直线部分移动时，能带动塞拉门走直线轨迹，实现门扇的开与关；当滚子走到槽型凸轮的折线部分时，则带动塞拉门走一段折线，实现门扇的塞拉运动。
5.根据权利要求1所述的一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构，其特征在于在所述门扇下方设置与上方对称的滚子槽型凸轮机构，使得门扇有上下对称支撑，易于实现同步运动。
全文摘要
本发明一种塞拉门螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构涉及的是一种车辆塞拉门的塞拉密封启闭机构，特别是一种高铁或其他轨道车辆塞拉门的螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。包括电机、联轴器、螺杆、承载轴、螺母、摇块、导杆、轴套、携门摇杆、门把、滚子、滚子轴、槽型凸轮、门扇和门架，其中螺杆、螺母组成螺旋机构；摇块、导杆、携门摇杆、承载轴、轴套组成摇块导杆机构；滚子、滚子轴、槽型凸轮、门把、门扇、门架组成槽型凸轮机构，螺旋机构、摇块导杆机构和槽型凸轮机构组合形成螺旋摇块导杆槽型凸轮组合空间机构。所述门架与车体相固结，门架上固定的电机通过联轴器与螺杆相联接，螺杆另一端也固结于门架，螺杆上装有螺母。
文档编号E05F17/00GK102337820SQ20111024840
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者刘极峰, 杨小兰 申请人:南京工程学院