凸轮传动组件及多行程往复推进机构的制作方法

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其是涉及一种凸轮传动组件及多行程往复推进机构。

背景技术：

目前，传统的多行程机构有多种传动结构型式，例如，采用伺服电机加滚珠丝杆的传动方式，其特点是可以实现精确的位置控制，但制造成本较高，需要电机正反换向实现工作台面的往复直线运动，控制较为复杂。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种凸轮传动组件，以解决现有技术中存在的需要电机正反换向实现工作台面的往复直线运动，控制较为复杂，且制造成本高的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述凸轮传动组件的多行程往复推进机构，以解决现有技术中存在的需要电机正反换向实现工作台面的往复直线运动，控制较为复杂，且制造成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

本发明第一方面提供的凸轮传动组件，用于多行程往复推进机构，包括驱动机构、环形凸轮、偏心轮和复位机构；

所述驱动机构的输出轴与所述环形凸轮相连接；

所述环形凸轮上分别设置有第一部件和第二部件，所述偏心轮的第一端上分别设置有第三部件和与第四部件，所述第一部件与所述第三部件相配合能够使所述偏心轮以其偏心轴做旋转运动，所述第二部件与所述第四部件配合能够使所述偏心轮做完旋转运动后做直线运动，所述偏心轮的第二端通过转轴与所述复位机构相转动连接，且所述复位机构能够向所述偏心轮施加所述第二端指向第一端的作用力；

其中，多行程往复机构的工作台的移动件抵触在所述偏心轮的锥形面上。

在上述技术方案中，进一步的，所述第一部件为所述环形凸轮的中央凸台上周向设置的第一啮合部；

所述第二部件为所述环形凸轮的外环凸台上依次首尾相接的设置的低位平直段、上升段、高位平直段和下降段的组合；

所述第三部件为所述第一端上设置的与所述第一啮合部相配合的第二啮合部，且所述第二啮合部与所述偏心轮的旋转中心同轴设置；

所述第四部件为所述第一端上设置的能够沿所述低位平直段、上升段、高位平直段和下降段相滑动的滚动部。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述复位机构包括复位支座和第一复位弹簧；

所述转轴与所述复位支座相转动连接，且所述第一复位弹簧套设在所述转轴上，并位于所述偏心轮与所述复位支座之间。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述转轴穿过所述复位支座的一端设置有第三啮合部；

所述凸轮传动组件还包括锁止机构；

所述锁止机构包括锁止支座、至少两个导向柱、压缩弹簧和第四啮合部；

所述导向柱的一端设置在所述锁止支座上，另一端与所述第四啮合部相滑动连接，所述压缩弹簧套设在所述导向柱上，并位于所述第四啮合部和所述锁止支座之间，当所述第四啮合部和所述第三啮合部相啮合时，以限制所述偏心轮发生旋转运动。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述输出轴与所述环形凸轮通过传动轴连接，所述传动轴的一端与所述输出轴通过联轴器相连接，另一端通过凸轮支座上的轴承相连接，并与所述环形凸轮相连接。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述第一啮合部和第二啮合部分别为圆形齿圈；所述第三啮合部和所述第四啮合部均为圆形齿圈。

本发明第二方面提供一种多行程往复推进机构，包括支架、如上述任一技术方案中任一项所述的凸轮传动组件和工作台；

所述凸轮传动组件设置在支架上，所述工作台滑动地设置在所述支架的顶端，并与所述凸轮传动组件相连接，以实现所述工作台能够往复运动。

本发明第二方面提供的多行程往复推进机构，设置有第一方面提供的凸轮传动组件，因此具有第一方面提供的凸轮传动组件的全部有益效果，在此就不一一赘述。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述支架包括顶部安装板、底部安装板和多个支柱，多个所述支柱支撑在所述顶部安装板和底部安装板的每个边角处。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述驱动机构通过电机支座设在所述底部安装板上，凸轮支座、复位支座和锁止支座分别设置在所述底部安装板上。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述工作台通过的每个边角通过导柱滑动设置在所述顶部安装板上，所述工作台的中央处设置有移动件，所述移动件贯穿所述顶部安装板抵在偏心轮的锥形面上。

在上述任一技术方案中，进一步的，所述移动件包括导杆、浮动接头、万向球头和第二复位弹簧；

所述导杆的一端通过浮动接头与所述工作台的底部相连接，另一端与所述万向球头相连接，所述第二复位弹簧套设在所述导杆上，并位于所述万向球头和所述顶部安装板之间，用于能够对所述万向球头施加推力。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的凸轮传动组件，驱动机构驱动环形凸轮旋转时，第一部件与第三部件相配合能够使偏心轮以其偏心轴做旋转运动，当旋转预定角度后，第一部件与第三部件相分离，第二部件与第四部件配合能够使偏心轮做直线运动，偏心轮的第二端通过转轴与复位机构相转动连接，且复位机构能够向偏心轮施加第二端指向第一端的作用力，完成直线运动后，继续回到旋转运动，往复进行，多行程往复机构的工作台的移动件抵触在偏心轮的锥形面上，这样就使工作台往复运动，驱动机构只需一个转动方向就可以实现，控制简单，操作方便，且降低了生产制造成本，有利于产品的市场竞争力。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的凸轮传动组件设置在多行程往复推进机构的结构示意图；

图2为图1所示的多行程往复推进机构的一视角结构示意图；

图3为本发明实施例提供的凸轮传动组件的环形凸轮的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的凸轮传动组件的偏心轮的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的凸轮传动组件的偏心轮的一视角结构示意图；

图6为本发明实施例提供的偏心轮的滚轮的运动轨迹示意图；

图7为本发明实施例提供的多行程往复推进机构的工作台与环形凸轮的旋转状态位移图。

附图标记：

1-驱动机构；11-传动轴；12-联轴器；13-轴承；14-电机支座；2-环形凸轮；21-第一啮合部；22-低位平直段；23-上升段；24-高位平直段；25-下降段；3-偏心轮；31-滚轮；32-第二啮合部；33-第一平直段；34-倾斜段；35-第二平直段；4-复位机构；41-转轴；42-复位支座；43-第一复位弹簧；44-第三啮合部；5-锁止机构；51-锁止支座；52-导向柱；53-压缩弹簧；54-第四啮合部；101-支架；102-顶部安装板；103-底部安装板；104-支柱；105-工作台；106-导柱；107-导杆；108-浮动接头；109-万向球头；110-第二复位弹簧。

图7中箭头所指方向为工作台的移动方向，角度指的是环形凸轮的顺时针旋转角度。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，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”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

图1为本发明实施例提供的凸轮传动组件设置在多行程往复推进机构的结构示意图；图2为图1所示的多行程往复推进机构的一视角结构示意图；图3为本发明实施例提供的凸轮传动组件的环形凸轮的结构示意图；图4为本发明实施例提供的凸轮传动组件的偏心轮的结构示意图；图5为本发明实施例提供的凸轮传动组件的偏心轮的一视角结构示意图；图6为本发明实施例提供的偏心轮的滚轮的运动轨迹示意图；图7为本发明实施例提供的多行程往复推进机构的工作台与环形凸轮的旋转状态位移图。

实施例一

如图1-5所示，本实施例提供的凸轮传动组件，用于多行程往复推进机构，包括驱动机构1、环形凸轮2、偏心轮3和复位机构4；

所述驱动机构1的输出轴与所述环形凸轮2相连接；

所述环形凸轮2上分别设置有第一部件和第二部件，所述偏心轮3的第一端上分别设置有第三部件和与第四部件，所述第一部件与所述第三部件相配合能够使所述偏心轮3以其偏心轴做旋转运动，所述第二部件与所述第四部件配合能够使所述偏心轮3做完旋转运动后做直线运动，所述偏心轮3的第二端通过转轴41与所述复位机构4相转动连接，且所述复位机构4能够向所述偏心轮3施加所述第二端指向第一端的作用力；

其中，多行程往复机构的工作台105的移动件抵触在所述偏心轮3的锥形面上。

在上述实施例的一个可选的实施方式中，具体地，如图3-4所示，所述第一部件为所述环形凸轮2的中央凸台上周向设置的第一啮合部21；

所述第二部件为所述环形凸轮2的外环凸台上依次首尾相接的设置的低位平直段22、上升段23、高位平直段24和下降段25的组合；

所述第三部件为所述第一端上设置的与所述第一啮合部21相配合的第二啮合部32，且所述第二啮合部32与所述偏心轮3的旋转中心同轴设置；

所述第四部件为所述第一端上设置的能够沿所述低位平直段22、上升段23、高位平直段24和下降段25相滑动的滚动部。

需要说明的是，其中，第一啮合部21和第二啮合部32为圆形齿圈，滚动部与带支腿的滚轮31，滚轮31可以在低位平直段22、上升段23、高位平直段24和下降段25滚动，驱动机构1为电机，当然也可以是其它驱动设备。

更具体地，如图1-2所示，所述复位机构4包括复位支座42和第一复位弹簧43；

所述转轴41与所述复位支座42相转动连接，且所述第一复位弹簧43套设在所述转轴41上，并位于所述偏心轮3与所述复位支座42之间。

在上述实施方式的基础上，如图1-2所示，所述转轴41穿过所述复位支座42的一端设置有第三啮合部44；

所述凸轮传动组件还包括锁止机构5；

所述锁止机构5包括锁止支座51、至少两个导向柱52、压缩弹簧53和第四啮合部54；

所述导向柱52的一端设置在所述锁止支座51上，另一端与所述第四啮合部54相滑动连接，所述压缩弹簧53套设在所述导向柱52上，并位于所述第四啮合部54和所述锁止支座51之间，当所述第四啮合部54和所述第三啮合部44相啮合时，以限制所述偏心轮3发生旋转运动。

在该实施方式中，这样的设计，使偏心轮3在做直线运动时，不会发生旋转，使其运动稳定可靠。

需要说明的是，所述第三啮合部44和所述第四啮合部54均为圆形齿圈。

另外，需要说明的是，所述输出轴与所述环形凸轮2通过传动轴11连接，所述传动轴11的一端与所述输出轴通过联轴器12相连接，另一端通过凸轮支座上的轴承13相连接，并与所述环形凸轮2相连接。

实施例二

如图1-2所示，本发明的实施例二提供一种多行程往复推进机构，包括支架101、如上述实施例一中所述的凸轮传动组件和工作台105；

具体地，所述凸轮传动组件设置在支架101上，所述工作台105滑动地设置在所述支架101的顶端，并与所述凸轮传动组件相连接，以实现所述工作台105能够往复运动。

更具体地，所述支架101包括顶部安装板102、底部安装板103和多个支柱104，多个所述支柱104支撑在所述顶部安装板102和底部安装板103的每个边角处。

所述驱动机构1通过电机支座14设在所述底部安装板103上，凸轮支座、复位支座42和锁止支座51分别设置在所述底部安装板103上。

所述工作台105通过的每个边角通过导柱106滑动设置在所述顶部安装板102上，所述工作台105的中央处设置有移动件，所述移动件贯穿所述顶部安装板102抵在偏心轮3的锥形面上。

所述移动件包括导杆107、浮动接头108、万向球头109和第二复位弹簧110；

所述导杆107的一端通过浮动接头108与所述工作台105的底部相连接，另一端与所述万向球头109相连接，所述第二复位弹簧110套设在所述导杆107上，并位于所述万向球头109和所述顶部安装板102之间，用于能够对所述万向球头109施加推力。

上述实施例一和实施例二的具体工作原理为；

该机构可以分为四步描述说明，初始位置时，第一啮合部21和第二啮合部32即两个圆形齿圈相齿合，滚轮31位于低位平直段22的起始位置，此时，万向球头109与偏心轮3的锥形面的第一平直段33接触，即锥形面的低位处，在圆周方向位于偏心轮3的短边处，此时，第三啮合部44和第四啮合部54没有齿合，留有间隙；需要说的是，如图6所示，偏心轮3旋转中心d，滚轮31旋转运动轨迹c。

如图7所示，当驱动机构1即电机驱动环形凸轮2顺时针旋转180度的过程中，第一啮合部21和第二啮合部32相齿合，将带动偏心轮3旋转180度，此时，万向球头109与第一平直段33接触，并沿着其边缘相对运转到偏心轮3的偏心长边处，这里设偏心轮3的偏心距为a，则工作台105的上升距离为2a。

当电机驱动环形凸轮2继续顺时针旋转90度，由于滚轮31进入到环形凸轮2的上升段23，偏心轮3将向右侧移动，第一啮合部21和第二啮合部32脱离齿合状态，旋转运动停止，此时，第三啮合部44和第四啮合部54相齿合，偏心轮3的旋转运动被锁止，同时，万向球头109将相对偏心轮3沿其倾斜段34斜向上运动，即第一平直段33与偏心轮3的锥形面的第二平直段35的单边高差为b，即工作台105上升距离为b。

当电机驱动环形凸轮2继续顺时针旋转90度，由于滚轮31进入到环形凸轮2的下降段25，偏心轮3将向左侧移动，此时，第一啮合部21和第二啮合部32保持脱离啮合状态，旋转运动停止传递，第三啮合部44和第四啮合部54保持啮合，旋转运动被锁止；此时，万向球头109将相对于偏心轮3沿其倾斜段34斜向下运动，即工作台105下降距离b。在此需要说明的是，运行至环形凸轮2的下降段25的末段时，第一啮合部21和第二啮合部32相啮合，第三啮合部44和第四啮合部54脱离啮合。

当电机驱动环形凸轮2继续顺时针方向旋转180度，由于第一啮合部21和第二啮合部32相啮合，将带动偏心轮3旋转180度，此时，万向球头109与第一平直段33接触，并沿其边缘相对运转到其偏心轮3的偏心短边处；则工作台105下降距离为2a。

如此，当环形凸轮2旋转1.5周，工作台105做多行程往复升降运动一个来回，当环形凸轮2连续运转，工作台105则被驱动连续往复升降运动。

综上所述，采用电机单向驱动方式，控制简单，操作方便，且降低了生产制造成本，凸轮传动组件横向布置，结构紧凑，稳定性高，有利于产品的市场竞争力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。