一种往复运行速度与位移放大的机构及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种往复运行速度与位移放大的机构及方法，尤其适用于大位移、大速度运动或者该工况下的模拟实验。
【背景技术】
[0002]对于一些大位移、大速度运动的工况，由于驱动器的输出位移和速度有限而较难实现以及再现模拟实验。为了实现驱动器小位移、小速度下的放大，目前放大机构主要采用动滑轮组形式，但只能沿一个方向运行，不能往复运行;若采用齿轮啮合的增速方式，其结构复杂，配合困难、效率低，同时较难实现整数倍比的放大。为此，本发明考虑空间的布置，采用绳系、轮组组合的方式，实现往复运行速度与位移的放大，满足大位移、大速度运动工况。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种往复运行速度与位移放大的机构及方法，实现大位移、大速度运动或者该工况下的模拟实验。
[0004]技术方案:本发明的往复运行速度与位移放大的机构，包括设在基座上的直线运动驱动轴与固定式换向轮组，直线运动驱动轴上连接有活动轮组架，活动轮组架上设有位于固定式换向轮组两侧的活动换向轮组，固定式换向轮组与活动换向轮组上缠绕有驱动绳，驱动绳上设置有运行速度与位移放大比例r的驱动连接块;驱动绳的一端连接有预紧弹
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[0005]所述的运行速度与位移放大比例r为3?8倍。
[0006]所述的运行速度与位移放大比例r为3倍，固定式换向轮组包括设有两个绳槽的固定换向轮一，活动换向轮组包括设在固定换向轮一两侧的活动换向轮一、二;驱动绳一端固定于活动轮组架上，驱动绳的另一端依次经过固定换向轮一的第一个绳槽、活动换向轮一、驱动连接块、活动换向轮二、固定换向轮一的第二个绳槽，最终连接于固定在活动轮组架的预紧弹簧上。
[0007]所述的运行速度与位移放大比例r为4倍，固定式换向轮组包括设有两个绳槽的固定换向轮一，活动换向轮组包括活动换向轮一、二、三、四，预紧弹簧设置在基座上，驱动绳的一端固定于基座上，另一端依次经过活动换向轮一、固定换向轮一的第一个绳槽、活动换向轮三、驱动连接块、活动换向轮四、固定换向轮一的第二个绳槽、活动换向轮二，最终连接在固定于基座上的预紧弹簧上。
[0008]所述的运行速度与位移放大比例r为5倍，固定式换向轮组包括分别设有两个绳槽的固定换向轮一、二;所述活动换向轮组包括活动换向轮一、二、三、四，预紧弹簧设在活动轮组架上；驱动绳一端固定于活动轮组架上，驱动绳的另一端依次经过固定换向轮一的第一个绳槽、活动换向轮一、固定换向轮二的第一个绳槽、活动换向轮三、驱动连接块、活动换向轮四、固定换向轮二的第二个绳槽、活动换向轮二、固定换向轮一的第二个绳槽，最终连接在固定于活动轮组架上的预紧弹簧上。
[0009]所述的运行速度与位移放大比例r为6倍，固定式换向轮组包括各自设置有两个绳槽的固定换向轮一、二;活动换向轮组包括活动换向轮一、二、三、四、五、六;所述预紧弹簧固设在基座上，驱动绳一端固定于基座上，驱动绳的另一端依次经过活动换向轮一、固定换向轮一的绳槽一、活动换向轮三、固定换向轮二的绳槽一、活动换向轮五、驱动连接块、活动换向轮六、固定换向轮二的绳槽二、活动换向轮四、固定换向轮一的绳槽二、活动换向轮二，最终固接在位于基座上的预紧弹簧上；
[0010]所述的运行速度与位移放大比例r为7倍，固定式换向轮组包括各自设置有两个绳槽的固定换向轮一、二、三;活动换向轮组包括活动换向轮一、二、三、四、五、六，预紧弹簧设在活动轮组架上；驱动绳一端固定于活动轮组架上，驱动绳的另一端依次经过固定换向轮一的绳槽一、活动换向轮一、固定换向轮二的绳槽一、活动换向轮三、固定换向轮三的绳槽一、活动换向轮五、驱动连接块、活动换向轮六、固定换向轮三的绳槽二、活动换向轮四、固定换向轮二的绳槽二、活动换向轮二、固定换向轮一的绳槽二，最终连接在位于活动轮组架上的预紧弹簧上；
[0011]所述的运行速度与位移放大比例r为8倍，固定式换向轮组包括各自设置有两个绳槽的固定换向轮一、二、三;活动换向轮组包括活动换向轮一、二、三、四、五、六、七、八，预紧弹簧设在基座上;驱动绳一端固定于基座上，驱动绳的另一端依次经过活动换向轮一、固定换向轮一的绳槽一、活动换向轮三、固定换向轮二的绳槽一、活动换向轮五、固定换向轮三的绳槽一、活动换向轮七、驱动连接块、活动换向轮八、固定换向轮三的绳槽二、活动换向轮六、固定换向轮二的绳槽二、活动换向轮四、固定换向轮一的绳槽二、活动换向轮二，最终连接在位于基座上的预紧弹簧上。
[0012]—种使用上述机构的往复运行速度与位移放大的方法:驱动固定在基座上的直线运动驱动轴，直线运动驱动轴推动与其相连的活动轮组架作直线往复运动，设置在活动轮组架上的活动换向轮组与活动轮组架一起沿直线往复移动，带动缠绕在固定式换向轮组与活动换向轮组上的驱动绳往复运动；由于固定式换向轮组不移动、只是活动换向轮组移动，连接在往复移动的驱动绳上的驱动连接块按设置的运行速度与位移放大比例r移动相应放大比例的位移和速度;所述的放大比例的位移为r.s、速度为r.v，s为往复运动的距离，ν为往复运动的速度
[0013]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0014](1)实现多种位移和速度放大比例的往复直线驱动:本发明的驱动机构利用固定式与活动换向轮组配合，实现了直线运动驱动轴的多种输出速度比或行程比的放大，满足高速度或大行程的工况要求，同时对称闭环张紧的形式克服了传统滑轮组单向驱动的缺点，实现了往复直线驱动。
[0015](2)适用范围广:本发明的驱动机构适用于行程受限、较高输出速度工况的往复直线运动驱动轴的驱动布置，包括液压缸驱动等，适用范围广；
[0016](3)结构简单、占用空间小，驱动平稳可靠:本发明的驱动机构结构简单，克服了现有齿轮啮合传动的繁琐，可利用一轮多槽的滑轮减小整体结构，占用空间小;机构设有驱动绳预紧弹簧，保证驱动平稳可靠。
【附图说明】
[0017]图1是本发明位移和速度放大比例为3倍的三维模型图；
[0018]图2是本发明位移和速度放大比例为3倍的机构示意图；
[0019]图3是本发明位移和速度放大比例为3倍的驱动绳缠绕示意图；
[0020]图4是本发明位移和速度放大比例为3倍的机构原理图；
[0021 ]图5是本发明位移和速度放大比例为4倍的三维模型图；
[0022]图6是本发明位移和速度放大比例为4倍的机构示意图；
[0023]图7是本发明位移和速度放大比例为4倍的驱动绳缠绕示意图；
[0024]图8是本发明位移和速度放大比例为4倍的机构原理图；
[0025]图9是本发明位移和速度放大比例为5倍的机构示意图；
[0026]图10是本发明位移和速度放大比例为6倍的机构示意图；
[0027]图11是本发明位移和速度放大比例为7倍的机构示意图；
[0028]图12是本发明位移和速度放大比例为8倍的机构示意图。
[0029]图中:1-活动换向轮组；2-驱动绳；3-驱动连接块;4-固定式换向轮组；5-预紧弹簧;6-活动轮组架;7-直线运动驱动轴；1-1-活动换向轮一 ；1-2-活动换向轮二 ； 1-3-活动换向轮三；卜4-活动换向轮四；1-5-活动换向轮五；1-6-活动换向轮六；卜7-活动换向轮七；卜8_活动换向轮八;4-1-固定换向轮一;4-2-固定换向轮二;4-3-固定换向轮三。
【具体实施方式】
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[0030]下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述:
[0031 ]本发明的往复运行速度与位移放大的机构，主要由活动换向轮组1、固定式换向轮组4、活动轮组架6和直线运动驱动轴7构成，直线运动驱动轴7与固定式换向轮组4设在基座上，活动轮组架6连接在直线运动驱动轴7上，活动轮组架6上设有位于固定式换向轮组4两侧的活动换向轮组1，固定式换向轮组4与活动换向轮组1上缠绕有驱动绳2，驱动绳2上设置有运行速度与位移放大比例r的驱动连接块3;驱动绳2的一端连接有预紧弹簧5。所述的运行速度与位移放大比例r为3?8倍。
[0032]本发明的往复运行速度与位移放大的方法:驱动固定在基座上的直线运动驱动轴7，直线运动驱动轴7推动与其相连的活动轮组架6作直线往复运动，设置在活动轮组架6上的活动换向轮组1与活动轮组架6—起沿直线往复