一种定轴带传动的半转机构的制作方法

本发明属于仿生机械技术领域，具体涉及一种定轴带传动的半转机构。

背景技术：

半转机构是一种可以产生不对称转动，用于动物运动仿生的机构。已用于构成中国专利CN100534858的双叶片推进器、CN104192307A一种仿鸟扑翼机构、CN200510040830.8转动步行轮以及CN200910263070双直杆腿步行轮的步行机构等。在这些项目使用的半转机构中，输出构件的不对称转动是通过置于转臂内部的行星齿轮传动或链传动来实现的。因而机构的运动零件较多，运动质量大，产生的不平衡惯性力较大，影响机构的工作性能。公知的CN 102837751 A带槽动轴式半转机构改变了较复杂的转臂内部设置轮系传动的方案，提出零件最少、构成最简的半转机构方案，但机构的运动稳定性和承载能力较差。公知的CN 105240474A带单向轴承的曲柄摇块式半转机构通过限制摇块和半转杆的单向转动解决了机构的运动稳定性和承载能力较差的问题，但增加了机构的运动部件，机构的重量较大，同时输入轴的转向受到限制，只能单向工作，机构的适用性有所限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种定轴带传动的半转机构，解决现有半转机构中存在的不足，获得一种结构简单、运动质量轻、运动稳定和承载能力较大，适用性好的半转机构。

本发明所提供的定轴带传动的半转机构包括主轴、曲柄、动轴、半转杆、轴套、副轴、滑块、小传动轮、大传动轮、传动带、机架；所述主轴与副轴安装在机架上，所述副轴与主轴的轴线平行，相互之间的距离与所述曲柄的长度相等；位于同一平面的所述小传动轮和大传动轮分别与主轴和副轴固定连接，传动带同时连接小传动轮和大传动轮；所述的小传动轮和大传动轮的速比为2；所述曲柄的一端与主轴固定连接，曲柄的另一端固定连接动轴，所述动轴安装在轴套内，所述动轴与轴套轴线重合且能够相对转动，所述轴套固定连接在半转杆的中部，所述半转杆沿杆轴线方向设有纵向滑槽，所述纵向滑槽长度大于曲柄长度的4倍；所述轴套的一端设有与纵向滑槽贯通连接的缺口；所述滑块与副轴固定连接，滑块断面的对称中心通过副轴的中心，滑块能够在纵向滑槽内滑动；所述动轴的端部设有开口槽，该槽的侧面不与滑块接触；所述滑块的长度大于等于开口槽的长度加上滑块的厚度。

进一步的，所述滑块采用A型平键形断面。

进一步的，所述传动带可以是齿形带或传动链。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、运动平稳，适用性强。半转杆的转速能始终保持曲柄转速的一半，不会因滑块通过动轴滑槽时而发生转速突变而影响半转机构的运动性能；曲柄的转向不受限制可正反向转动。

2、滑块与半转杆纵向滑槽的接触力较小，可提高机构的承载能力。

3、结构简单，工作更可靠。与现有半转机构相比，本发明的半转机构随转臂或曲柄一起运动的非平衡质量最小，可以大大简化基于半转机构的各种机械的结构，减轻它们的离心力，提高它们的工作可靠性。

附图说明

图1是本发明定轴带传动的半转机构的正视结构示意图。

图2是本发明定轴带传动的半转机构的俯视结构示意图。

图中：1：主轴、2：传动带、3：曲柄、4：大传动轮、5：副轴、6：滑块、7：动轴、8：半转杆、9：轴套、10：螺栓、11：挡板、12：机架、13：小传动轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。

图1中曲柄3的一端与主轴1固定连接，另一端固定连接动轴7。滑块6与副轴5固定连接，副轴5到主轴1的距离与曲柄3的长度相等，滑块6的长度大于开口槽长+滑块6的厚度。在半转杆8的中部固定连接着轴套9，半转杆8上有沿杆轴线方向的纵向滑槽，该纵向滑槽的长度必须大于曲柄3的长度的4倍，纵向滑槽穿过轴套9，在轴套9的一端形成相应的缺口。半转杆8一方面通过轴套9与动轴7间隙配合，可以绕动轴7转动；另一方面通过纵向滑槽与滑块6间隙配合，可以沿滑块6滑动。

发动机驱动主轴1转动，主轴1带动曲柄3以转速Ω转动，固连在曲柄3端部的动轴7通过轴套9带动半转杆8运动，同时半转杆8的运动还受到置于纵向滑槽内的滑块6的约束，因而产生半转杆8既绕副轴5中心的转动又相对于该中心的移动，转动的角速度为Ω/2。

图2是本发明定轴带传动的半转机构的俯视结构示意图。主轴1和副轴5轴线平行，分别安装在机架12中，可相对于机架转动。位于同一平面的小传动轮13和大传动轮4采用齿形带轮或链轮，分别与主轴1和副轴5固定连接，传动带2采用齿形同步带或链条，同时与小传动轮13和大传动轮4啮合。

半转杆8和轴套9通过焊接方式或过盈配合进行固定连接，动轴7与轴套9的轴线重合，动轴7的圆柱面和轴套9的内表面间隙配合能实现相对转动，动轴7的端部与挡板10接触并用螺栓9固定以防止轴套轴向窜动。

当动轴7接近副轴5的位置时，动轴7上的开口槽入口与半转杆8的纵向滑槽连通，滑块6的前端进入动轴7的开口槽，滑块6的后端与半转杆8的纵向滑槽接触；而滑块6的后端进入动轴7的开口槽，滑块6的前端与半转杆8的纵向滑槽接触。

由于传动带的拉力能平衡滑块前端或后端的接触力，可提高动轴7接近副轴5时的机构承载能力。由于小传动轮13和大传动轮4的速比为2，滑块的转速约束半转杆的转速，从而避免了动轴7与副轴5重合的瞬时半转杆8转动的不确定性。