一种利用板凸轮作任意变速运动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用板凸轮作任意变速运动机构，包括液压系统，所述的液压系统包括电动机、液压泵、两位两通电磁换向阀、单向阀、流量控制阀、液压缸、油箱，在液压缸的出力杆连接有板凸轮，板凸轮两侧有第一限位块和第二限位块，在板凸轮上有出力轴，出力轴一端有弹簧。通过电磁换向阀控制液压缸往复运动，进而带动板凸轮往复运动，出力轴在板凸轮和弹簧相互作用下实现任意变速运动。克服了传统机械中效率低、冲击等问题，节约了成本。
【专利说明】一种利用板凸轮作任意变速运动机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机电、液压控制【技术领域】，具体涉及一种利用板凸轮作任意变速运动机构，是对凸轮机构的一种改进，通过改变板凸轮的压力角、利用弹簧压力连续变化来实现出力轴任意变速运动，适用于液压机械等领域。
【背景技术】
[0002]随着机械行业的不断发展，各类机械装置已经在各种生活用品上得到了广泛的应用，极大限度地方便了我们的生活。在机械加工领域，机械装置的创新性也大大提高，逐渐向多功能、智能化的方向发展。比如说在各种机床中，为了提高效率和减小对加工件的冲击，就要求我们的执行机构实现速度可变的连续往复运动。我们都知道要控制执行机构匀速往复运动很容易，速度低，效率难以保证；速度高，难免对加工件产生冲击，损坏零件。即使目前能够在控制策略上实现可任意变速运动机构，但在成本上也是相当大的。因此，对已知的液压系统进行简单的改进，实现任意变速运动，这在机械制造中是相当必要的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种利用板凸轮作任意变速运动机构。
[0004]为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术解决方案予以实现:
[0005]一种利用板凸轮作任意变速运动机构，包括液压系统，所述的液压系统包括电动机、液压泵、两位两通电磁换向阀、单向阀、流量控制阀、液压缸、油箱，其特征在于，在液压缸的出力杆连接有板凸轮，板凸轮两侧有第一限位块和第二限位块，在板凸轮上有出力轴，出力轴一端有弹簧。
[0006]本实用新型的其它特点是，所述的弹簧的弹性系数和液压缸的出力杆的运动速度均不作限制。
[0007]本实用新型的利用板凸轮作任意变速运动机构，当给液压系统供电时，通过两位两通电磁换向阀控制液压缸往复运动，进而带动板凸轮往复运动，出力轴在板凸轮和弹簧相互作用下实现任意变速运动。
[0008]板凸轮的曲面设计为压力角从小变大然后又从大变小，这样在板凸轮向右运动时，板凸轮作用在出力轴的垂直向上的分力由小变大然后又由大变小，而弹簧一直处于压缩状态，弹簧弹力不断变大，当板凸轮作用在出力轴的垂直分力等于弹簧弹力时，出力轴速度达到最大，板凸轮继续向右运动，弹簧弹力大于板凸轮作用在出力轴的垂直分力，出力轴开始减速，直至停止，板凸轮向左运动也一样，只不过此时出力轴运动方向相反。该变速运动机构可随时停止，这样就实现了出力轴在弹簧和板凸轮相互作用下作任意变速运动。克服了传统机械中效率低、冲击等问题，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的利用板凸轮作任意变速运动机构的结构原理图。[0010]图2为出力轴的速度变化曲线。
[0011]图3为液压系统的电器控制原理流程图。
[0012]图中的标记分别表示:1、电动机，2、液压泵，3、两位两通电磁换向阀，4、单向阀，5、流量控制阀，6、液压缸，7、油箱，8、出力轴，9、弹簧，10、板凸轮，11、第一限位块LS1，12、第二限位块LS2。
[0013]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本实施例给出一种利用板凸轮作任意变速运动机构的具体结构，包括已有的液压系统，该液压系统包括有电动机1、液压泵2、两位两通电磁换向阀3、单向阀4、流量控制阀5、液压缸6、油箱7以及各种油压管路，在液压缸6的出力杆连接有板凸轮10，板凸轮10两侧有第一限位块11和第二限位块12，在板凸轮10上有出力轴8，出力轴8 —
端有弹黃9。
[0015]当液压系统给电动机I供电时，电动机I带动液压泵2工作，通过两位两通电磁换向阀3来改变油路的方向，进而控制液压缸6出力杆的往复运动，油路中的流量控制阀5是为了控制液压系统中的压力，进而控制液压缸6的出力杆保持匀速运动，单向阀4 (SQ)是防止油液倒流。当电磁阀4 (SQ)得电时，两位两通电磁换向阀3处于右工位，液压缸6的出力杆在油压的压力作用下向右匀速运动，带动板凸轮10向右匀速运动，而板凸轮10曲面压力角是不断变化的(可以人为任意设置)，在该机构中板凸轮曲面压力角的变化规律为从小变大然后又从大变小，则板凸轮10作用在出力轴8上的垂直向上的分力由小变大然后又由大变小，而弹簧9 一直处于压缩状态，弹簧9弹力不断增加，当板凸轮10作用在出力轴8的垂直分力等于弹簧9的弹力时，板凸轮10速度达到最大，板凸轮10继续向右运动，弹簧9的弹力大于板凸轮10作用在出力轴8的垂直分力，出力轴8开始减速,直至停止,板凸轮10向左运动也一样，只不过此时出力轴8运动方向相反。该装置可随时停止，这样就实现了出力轴8在弹簧9和板凸轮10相互作用下作任意变速运动。
[0016]在该机构中，板凸轮10的往复运动控制是由第一限位块11 (LSI)和第二限位块12 (LS2)来控制的，当板凸轮10运动到右极限位时，第二限位块12 (LS2)被按下，此时电磁阀4 (SQ)断电,两位两通电磁换向阀3处于左工作位,液压缸6的出力杆带动板凸轮10向左运动；当运动到左极限位时，电磁阀4 (SQ)得电，处于右工作位，液压缸6的出力杆带动板凸轮10向右运动。当整个液压系统开关关闭时，板凸轮10会停在任意位置。
[0017]参见图2，该曲线出力轴8的速度变化曲线，从该曲线中可以看出:在一个周期内，速度是连续变化的，1/4周期内，速度由零变到最大值，1/4?2/4周期内，由最大值变到零；然后2/4?3/4周期内，速度反向由零变到最大，之后3/4?4/4周期内，速度又由最大变到零，该速度变化曲线近似为正弦曲线。当然，可以通过改变板凸轮10曲面的形状以及弹簧8的弹性系数来任意改变该曲线的变化趋势，从而改变执行机构(出力轴)的运动状态，而且还可以通过调整液压缸6的出力杆的运动速度来任意改变其运动周期时间。
[0018]参见图3，按下总开关SK，液压系统此时处于准备状态，再按下电动机I的开关M，此时电动机I开始运转，并带动液压泵2工作，开始第一限位块Il(LSl)被按下，线包Rl得电并保持，此时处于常开状态的电动机I的M开关和Rl闭合，电磁阀4 (SQ)得电，即两位两通电磁换向阀3处于右工作位，板凸轮10在液压缸6的出力杆作用下向右运动，出力轴8向上运动；板凸轮10到达右极限时，第二限位块12 (LS2)被按下，此时线包R2得电并保持，电磁阀4 (SQ)断电，即两位两通电磁换向阀3处于左工作位，板凸轮10在液压缸6的出力杆作用下向左运动，出力轴8向下运动，而且该原理图的线包Rl和线包R2采用了互锁装置，不会同时工作，保证了工作的安全性，关闭总开关SK可随时停止液压系统的运动。
【权利要求】
1.一种利用板凸轮作任意变速运动机构，包括液压系统，所述的液压系统包括电动机(I)、液压泵(2)、两位两通电磁换向阀(3)、单向阀(4)、流量控制阀(5)、液压缸(6)、油箱(7 )，其特征在于，在液压缸(6 )的出力杆连接有板凸轮(IO )，板凸轮(IO )两侧有第一限位块(11)和第二限位块(12)，在板凸轮(10)上有出力轴(8)，出力轴(8)—端有弹簧(9)。
2.如权利要求1所述的利用板凸轮作任意变速运动机构，其特征在于，所述的弹簧(8)的弹性系数不限。
3.如权利要求1所述的利用板凸轮作任意变速运动机构，其特征在于，所述的液压缸(6)的出力杆的运动速度不限。
【文档编号】F15B11/02GK203570715SQ201320743227
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】张东升, 张赛威, 姚渊, 刘海洋 申请人:长安大学