往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其包括：外支撑件，具有呈直筒状的第一直筒部；弹性件，用于接受压力及扭力，以积蓄弹性势能，从而向外提供弹力；移动件，后端设于所述弹性件的前端；内支撑件，具有呈直筒状的第二直筒部，所述第二直筒部可滑动地设于所述外支撑件中，所述弹性件设于所述内支撑件中，且所述弹性件的后端固定于所述内支撑件中，所述移动件可旋转并可直线移动地设于所述第二直筒部中；位置控制结构，设于所述外支撑件及内支撑件上，与所述移动件连接，用于锁定及松开所述移动件，以使所述移动件在所述弹性件释放弹性势能时沿着所述第二直筒部移动。本实用新型结构简单，控制灵敏，并且制造成本低。
【专利说明】往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及机械部件的运行轨迹控制【技术领域】，具体而言，本实用新型特别 涉及一种往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构。
【背景技术】
[0002] 在机械设备领域，不论是大型的舰船，还是简单的电动工具，为了实现设计目的， 其移动部件必须按照一定的轨迹运动，最为常见的是移动部件沿着直线运动，并且作为动 力输出机构的主动部件不直接与移动部件连接，而是通过传动机构、缓冲机构与移动部件 连接，并将移动部件安装于轨迹控制机构中，以获得所需的运动轨迹、速度、功率等。目前， 为了使移动部件实现脉冲式运动，其传动机构、轨迹控制机构等，都较为复杂，设备制造成 本较高。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，以解 决现有技术存在的机械结构复杂、成本高等问题。
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：
[0005] -种往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其包括：外支撑件，具有呈直筒 状的第一直筒部；弹性件，用于接受压力及扭力，以积蓄弹性势能，从而向外提供弹力；移 动件，后端设于所述弹性件的前端；内支撑件，具有呈直筒状的第二直筒部，所述第二直筒 部可滑动地设于所述外支撑件中，所述弹性件设于所述内支撑件中，且所述弹性件的后端 固定于所述内支撑件中，所述移动件可旋转并可直线移动地设于所述第二直筒部中；位置 控制结构，设于所述外支撑件及内支撑件上，与所述移动件连接，用于锁定及松开所述移动 件，以使所述移动件在所述弹性件释放弹性势能时沿着所述第二直筒部移动。
[0006] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 一直筒部、第二直筒部的截面均呈正方形，所述移动件的截面呈圆形。
[0007] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 二直筒部包括：内套，为所述第二直筒部的后段，所述弹性件位于所述内套中；导向套，为 所述第二直筒部的前段，所述导向套的截面大于所述内套的截面，所述导向套的外表面和 所述第一直筒部的内表面之间紧密而可滑动接触，所述移动件位于所述导向套中。
[0008] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述移 动件的两侧设有两个相互对应的定位短柱；所述位置控制结构与所述定位短柱连接，以控 制所述移动件的位置。
[0009] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述位 置控制结构包括：两个第一长孔，分别位于所述导向套前段的相对侧，并沿着所述导向套的 长度方向延伸，其中第一个所述第一长孔的中部上侧设有一个倾斜面以向上扩展，第二个 所述第一长孔的前部下侧设有一个倾斜面以向下扩展；两个定位槽，分别位于所述第一直 筒部前段的相对侧，以分别卡入所述移动件的两个所述定位短柱；两个第二长孔，分别位于 所述第一直筒部前段的相对侧，两个所述定位槽分别连通于两个所述第二长孔的上侧或下 侦h其中，与第一个所述第一长孔位于同一侧的所述定位槽高于相应的所述第二长孔，与第 二个所述第一长孔位于同一侧的所述定位槽低于相应的所述第二长孔；当所述导向套向前 移动时，所述第一长孔中的倾斜面将位于所述定位槽中的所述定位短柱顶出，以松开所述 移动件，使得所述定位短柱沿着所述第二长孔向前移动。
[0010] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，每一所 述第一长孔的前端面也为倾斜面，且每一所述第一长孔的前端面的倾斜方向与其中部的倾 斜面的倾斜方向相同。
[0011] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 一直筒部的两侧分别设有沿着所述第一直筒部长度方向延伸至所述第一直筒部后端面的 第三长孔，且所述第三长孔的前端与所述第二长孔分别贯通，且所述第三长孔的宽度大于 所述定位短柱的直径。
[0012] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 一直筒部的外侧固定连接有截面呈U型的连接板，所述连接板的两折边分别连接于所述第 二长孔的上下两侧。
[0013] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 三长孔和所述第二长孔的结合处设有一台阶，且所述台阶与所述定位槽对应以方便所述定 位短柱滑入所述定位槽。
[0014] 在上述往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构的一种优选实施方式中，所述第 一长孔的前端面的倾斜角度小于其中部的所述倾斜面的倾斜角度。
[0015] 分析可知，本实用新型的移动件可以在内支撑件中往复移动，而内支撑件可以在 外支撑件上往复移动，位置控制结构仅包括设于内、外支撑件上的孔槽类结构，结构简单， 控制灵敏，并且制造成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型实施例的主视结构（局部）示意图；
[0017] 图2为本实用新型实施例的第一直筒部剖开时的结构示意图；
[0018] 图3为本实用新型实施例的内套、导向套剖开时的结构示意图；
[0019] 图4为图1中沿A-A线的剖视结构示意图；
[0020] 图5为图2中沿B-B线的剖视结构示意图；
[0021] 图6为本实用新型实施例的第一直筒部的主视结构示意图；
[0022] 图7为本实用新型实施例的第一直筒部的后视结构示意图；
[0023] 图8为本实用新型实施例的第一直筒部的俯视结构示意图；
[0024] 图9为本实用新型实施例的第一直筒部的左视结构示意图；
[0025] 图10为图6中沿C-C线的剖视结构示意图；
[0026] 图11为图6中沿D-D线的剖视结构示意图；
[0027] 图12为本实用新型实施例的移动件的主视结构示意图；
[0028] 图13为本实用新型实施例的移动件的俯视结构示意图；
[0029] 图14为本实用新型实施例的内套剖开时的结构示意图；
[0030] 图15为图14中沿E-E线的剖视结构示意图；
[0031] 图16为本实用新型实施例的导向套的主视结构示意图；
[0032] 图17为本实用新型实施例的导向套的左视结构示意图；
[0033] 图18为图16中沿F-F线的剖视结构示意图；
[0034] 图19为图16中沿G-G线的剖视结构示意图；
[0035] 图20为图17中沿H-H线的剖视结构示意图；
[0036] 图21为本实用新型实施例应用时弹性件压缩、移动件未弹射的结构示意图；
[0037] 图22为本实用新型实施例应用时弹性件释放、移动件弹射的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。
[0039] 本实用新型实施例包括外支撑件、弹性件、移动件4、内支撑件和位置控制结构，如 图1-图5所示，外支撑件具有呈直筒状的第一直筒部3 ;弹性件为一压缩弹簧7 ;移动件呈 圆柱状结构；内支撑件具有呈直筒状的第二直筒部，优选地，第二直筒部包括内套5、导向 套6。压缩弹簧7用于接受压力及扭力，以积蓄弹性势能，从而向外提供弹力。移动件4的 后端设于压缩弹簧7的前端。第二直筒部的内套5、导向套6可滑动地设于第一直筒部3 中，压缩弹簧7设于内套5中，其后端固定于内套5中，例如，内套5后端内壁固定有一封板 51，压缩弹簧7的后端固定于封板51的前端面上。移动件4可旋转并可直线移动地设于第 二直筒部3中。位置控制结构包括位于第一直筒部3、内套5、导向套6上的多个孔、槽，移 动件4上的定位短柱41沿着此类多个孔、槽移动，用于锁定及松开移动件4,以使移动件4 在压缩弹簧7释放弹性势能时在导向套6及第一直筒部3的内部移动。
[0040] 优选地，如图4所示，第一直筒部3、内套5、导向套6截面均为正方形，避免相互之 间发生相对转动，而且加工简单。
[0041] 再如图1-图5所不，导向套6的截面大于内套5的截面，导向套6的外表面和第 一直筒部3的内表面之间紧密而可滑动接触，移动件4位于导向套6中，这样，导向套6既 可以起到导向作用，又可以容纳更大体积的移动件4。
[0042] 在本实施例应用时，移动件4可以向外提供脉冲式运动，如图12-图13所示，移动 件4呈圆柱状，且移动件4的两侧设有两个相互对应的呈圆柱状的定位短柱41。位置控制 结构主要与定位短柱41连接，通过控制定位短柱41的轨迹来锁紧、松开移动件4。
[0043] 如图1-图11所示，在第一直筒部3的左右两侧设有相对的、高度相同且自第一直 筒部3的后端面一直向前延伸的长孔31，由下文的描述可知，长孔31可以简化安装工艺。 在长孔31的前端，分别位于第一直筒部3两侧的长孔34、长孔36与之连通，但是长孔34的 位置稍低于长孔31，长孔36的位置稍高于长孔31，借此在它们的结合处分别形成一台阶。 定位槽33、35分别位于长孔34、长孔36和两长孔31的结合处，并与前述台阶上下对应。也 艮P，定位槽33位于长孔34上方，定位槽35位于长孔36下方（参见图6-图7所示的第一 直筒部3的主视、后视结构）。由于长孔31、长孔34、长孔36的长度较大，可能会影响第一 直筒部3的结构强度，鉴于此，本实施例在第一直筒部3的侧面焊接有多个跨越长孔31且 截面呈U型的连接板32,连接板32的两折边分别连接于长孔31的上下两侧（如图9、图10 所示）。
[0044] 长孔31在装配本实施例时，用于通过定位短柱41。本实施例应用时，长孔34、长 孔36用于通过定位短柱41，因此各长孔的宽度大于定位短柱41的直径。
[0045] 如图14、图15所示，内套5的后端面由封板51封闭，前端周围设有螺纹孔52,与 此对应的是，如图16-图20所示，导向套6的后端周围设有沉孔62,在装配时，导向套6的 后端套设在内套5的前端之后，通过螺钉穿过沉孔62、螺纹孔52将导向套6、内套5固定连 接为一体。
[0046] 再如图16-图20所示，在导向套6的前后两侧设有相对的、高度相同的长孔601、 长孔602,长孔601、长孔602自导向套6的后端面沿着导向套6的长度方向延伸。并且位于 同一侧的长孔601、长孔34高度相同、宽度相当以及另一侧的长孔602、长孔36高度相同、 宽度相当。长孔601的前部上侧设有一个倾斜面611以使该侧的长孔601向上扩展，且长 孔601的前端面为倾斜面613,倾斜面613的倾斜方向和倾斜面611相同，并且倾斜面613 的倾斜角度明显小于倾斜面611。倾斜面611、613的顶部之间为平整面612 (如图16)，长 孔601的前部下侧则为常规的平整面614。如图20,另一长孔602的前部下侧设有一倾斜 面615以使该侧的长孔602向下扩展，且该长孔602的前端面为倾斜面617,倾斜面615的 倾斜方向和倾斜面617相同，且倾斜面615的倾斜角度明显小于倾斜面617。倾斜面615、 617的顶部之间为平整面616,长孔602的前部上侧则为常规的平整面618。
[0047] 本实施例的位置控制结构包括定位槽33、定位槽35、长孔601、长孔602、长孔34、 长孔36。定位短柱41在这些孔、槽结构中移动，借此控制移动件4的位置，定位短柱41的 具体运行轨迹见下述。
[0048] 装配本实施例时，将压缩弹簧7装进内套5内并固定于封板51前端面，移动件4 的后端面固定于压缩弹簧7的前端面，导向套6套设于压缩弹簧7、移动件4上；再用螺钉 固定连接内套5、导向套6。然后扭转移动件4,使定位短柱41沿着长孔31将装配完毕的组 件送入第一直筒部3中，并使两个定位短柱41分别卡进定位槽33、35中。
[0049] 具体操作时，若将一动力输出机构与封板51的后端面连接，并向前推动内套5,如 图21所示，压缩弹簧7将受到压迫、积蓄势能（此时定位短柱41分别卡入定位槽33、35中， 移动件4无法移动，长孔601的平整面612、长孔602的平整面616等与定位短柱41接触， 并滑过定位短柱41)，当接近设定值时，导向套6上的倾斜面611、615分别压迫定位短柱41 脱离定位槽33、35,使定位短柱41滑入长孔34、36中，在压缩弹簧7的驱动下，如图22所 示，两定位短柱41会分别迅速沿着长孔601、长孔34及长孔602、长孔36向前移动，当然移 动件4也会迅速前移形成弹射效果，弹射出去的移动件4可以对目标物体形成猛烈撞击，移 动件4类似于一种脉冲式运动。
[0050] 定位短柱41到达长孔34、长孔36的前端面之后，动力输出机构，例如油缸，拉动 内套5、导向套6向第一直筒部3的后端移动，定位短柱41沿着长孔34、36后撤，此时定位 短柱41也将滑过长孔601、长孔602的平整面614、平整面618,待定位短柱41移动至长孔 34、36与长孔31结合的台阶处时，压缩弹簧7依靠自身的扭力使与其连接的移动件4的定 位短柱41发生一定的旋转，也即，使定位短柱41再次卡入定位槽33、35中，如此反复。在 其他实施例，也可以将动力输出机构与移动件连接，或者与内套、移动件同时连接，根据具 体应用环境，选择本实用新型与其他机构的组装方式。
[0051] 为了使定位短柱41能够更顺利的卡入定位槽33、35,导向套6两侧的长孔601、长 孔602的前端面分别为倾斜面613、617,倾斜面613、617向各自对应的定位槽方向倾斜，如 图22所示，当导向套6向第一直筒部3的后端移动时，倾斜面613能够向定位短柱41施加 一个向定位槽33滑动的力。
[0052] 综上所述，本实用新型能够将动力输出机构的直线运动转换为脉冲式运动，并且 移动件的移动轨迹始终沿着同一直线，可见，本实用新型是一种结构简单、应用灵活、转换 灵敏、成本低的一种运动调整设备。
[0053] 由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实 施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有 的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包 含。
【权利要求】
1. 一种往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，包括： 外支撑件，具有呈直筒状的第一直筒部； 弹性件，用于接受压力及扭力，以积蓄弹性势能，从而向外提供弹力； 移动件，后端设于所述弹性件的前端； 内支撑件，具有呈直筒状的第二直筒部，所述第二直筒部可滑动地设于所述外支撑件 中，所述弹性件设于所述内支撑件中，且所述弹性件的后端固定于所述内支撑件中，所述移 动件可旋转并可直线移动地设于所述第二直筒部中； 位置控制结构，设于所述外支撑件及内支撑件上，与所述移动件连接，用于锁定及松开 所述移动件，以使所述移动件在所述弹性件释放弹性势能时沿着所述第二直筒部移动。
2. 根据权利要求1所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第一直筒部、第二直筒部的截面均呈正方形，所述移动件的截面呈圆形。
3. 根据权利要求2所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第二直筒部包括： 内套，为所述第二直筒部的后段，所述弹性件位于所述内套中； 导向套，为所述第二直筒部的前段，所述导向套的截面大于所述内套的截面，所述导向 套的外表面和所述第一直筒部的内表面之间紧密而可滑动接触，所述移动件位于所述导向 套中。
4. 根据权利要求3所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述移动件的两侧设有两个相互对应的定位短柱； 所述位置控制结构与所述定位短柱连接，以控制所述移动件的位置。
5. 根据权利要求4所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述位置控制结构包括： 两个第一长孔，分别位于所述导向套前段的相对侧，并沿着所述导向套的长度方向延 伸，其中第一个所述第一长孔的中部上侧设有一个倾斜面以向上扩展，第二个所述第一长 孔的前部下侧设有一个倾斜面以向下扩展； 两个定位槽，分别位于所述第一直筒部前段的相对侧，以分别卡入所述移动件的两个 所述定位短柱； 两个第二长孔，分别位于所述第一直筒部前段的相对侧，两个所述定位槽分别连通于 两个所述第二长孔的上侧或下侧，其中，与第一个所述第一长孔位于同一侧的所述定位槽 高于相应的所述第二长孔，与第二个所述第一长孔位于同一侧的所述定位槽低于相应的所 述第二长孔； 当所述导向套向前移动时，所述第一长孔中的倾斜面将位于所述定位槽中的所述定位 短柱顶出，以松开所述移动件，使得所述定位短柱沿着所述第二长孔向前移动。
6. 根据权利要求5所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，每 一所述第一长孔的前端面也为倾斜面，且每一所述第一长孔的前端面的倾斜方向与其中部 的倾斜面的倾斜方向相同。
7. 根据权利要求5所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第一直筒部的两侧分别设有沿着所述第一直筒部长度方向延伸至所述第一直筒部后端 面的第三长孔，且所述第三长孔的前端与所述第二长孔分别贯通，且所述第三长孔的宽度 大于所述定位短柱的直径。
8. 根据权利要求7所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第一直筒部的外侧固定连接有截面呈U型的连接板，所述连接板的两折边分别连接于所 述第二长孔的上下两侧。
9. 根据权利要求7所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第三长孔和所述第二长孔的结合处设有一台阶，且所述台阶与所述定位槽对应以方便所 述定位短柱滑入所述定位槽。
10. 根据权利要求6所述的往复运动部件的轨迹调整及运动转换机构，其特征在于，所 述第一长孔的前端面的倾斜角度小于其中部的所述倾斜面的倾斜角度。
【文档编号】G05D3/00GK203909622SQ201420283301
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】王红军, 马静, 常迎雪, 高冰, 赵康, 冯正阳, 李勇 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司, 国网河北省电力公司衡水供电分公司