一种传动机构及纹绣装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动技术领域，特别涉及一种传动机构及纹绣装置。


背景技术：

2.与cn100518666c所公开的纹眉机传动机构的改良结构相似，市面上的纹眉机传动大多是马达的输出轴上装一圆柱，圆柱上端设置一个斜面，利用斜面带动一个跷跷板件进行升降，同时跷跷板件连接传动杆，把升降运动传递给传动杆；跷跷板安装在外壳里面，外壳用螺钉固定在马达上。在现有技术中，以上的各种零部件例如圆柱、跷跷板、传动杆和外壳全是塑料生产。
3.现有技术中的传动系统要求圆柱斜面和跷跷板的配合非常严格，存在一点小误差都将引起不必要的麻烦，例如误差会导致出针不稳、噪音大和不耐磨，也不容易组装，需要花费很长时间来进行装配。
4.另外，现有的传动杆一端用来锁针的是塑料件，塑料件的使用寿命较短，时间一长就会出现锁不紧针的情况，容易造成飞针的事故。
5.再次，现有技术的传动杆只能用在锁针纹绣机上面，不能用在一次性针头纹绣机上，如果要用在一次性针头纹绣机上，还要再开模具，用注塑机生产配件换掉这个传动杆，存在传动杆应用场景单一的问题。
6.基于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的一个目的在于提供一种传动机构，采用如下的技术方案：
8.一种传动机构，包括外壳、传动杆、偏心单元和连接单元，所述外壳、偏心单元和连接单元共同构成运动转换机构，所述偏心单元和连接单元都设置在所述外壳内部；所述偏心单元的第一运动输出部分与所述连接单元的第二运动输入部分转动连接，所述连接单元的中间部分通过第一球铰铰接在外壳的底部中央，所述传动杆的上端通过第二球铰与第二运动输出部分铰接，所述偏心单元的旋转中心穿过所述第一球铰的中心。
9.进一步地，所述外壳包括圆筒状的壳体，在所述壳体的底部中央设置有球铰支座和设置在球铰支座上的第一球铰的球体，在壳体的下部侧壁上设置有供第二运动输出部分一端伸出的开口槽。
10.进一步地，所述偏心单元包括第一运动输入部分和第一运动输出部分，所述第一运动输入部分设置有与马达输出轴紧固配合的第一槽孔，所述第一运动输出部分设置有与第二运动输入部分转动连接的第二槽孔，所述第一槽孔和所述第二槽孔的轴线相交于所述第一球铰的中心。
11.进一步地，所述连接单元包括相互连接的第二运动输入部分和第二运动输出部分，所述第二运动输入部分设置有与第二槽孔同轴的第三槽孔，在第二运动输入部分和第
二运动输出部分连接部分设置有第一球铰的球壳，用于与设置在外壳底部中央的第一球铰的球体配合；在第二运动输出部分远离第一球铰的球壳的一端设置有第二球铰的球体，用于与设置在传动杆上端的第二球铰的球壳配合。
12.进一步地，在所述第二槽孔和所述第三槽孔内设置有销轴，所述销轴能够与第二槽孔或第三槽孔中的至少一个形成滑动配合，从而使得偏心单元被马达驱动旋转时，能够带动连接单元的第二运动输入部分绕第一球铰的中心作圆锥摆运动，而第二运动输出部分则带动传动杆作往复直线运动。
13.可选地，所述传动杆包括设置在上端用于与第二运动输出部分铰接的第二球铰的球壳、第一折弯部和快速插接部，所述快速插接部设置有用于插入不锈钢空心管的插孔。
14.进一步地，不锈钢空心管的中下部具有第二折弯部，用于锁住纹绣用针的尾部。
15.本实用新型的目的还在于提供一种纹绣装置，包括马达及上面所述的传动机构。
16.具体地，所述马达通过连接器与传动机构的外壳连接，其中，连接器与马达通过螺钉进行固定连接，所述外壳通过上部的外螺纹与连接器的内孔螺纹连接，马达的输出轴与偏心单元的第一运动输入部分上的第一槽孔固定连接。
17.本实用新型的有益效果如下：
18.1、本实用新型的传动机构通过偏心单元、连接单元和球铰来实现旋转运动到往复直线运动的转化，对配合的要求不高，使用过程中传动平稳、噪音小。
19.2、通过采用折弯的不锈钢空心管，可以牢固锁定纹绣用针的尾部，可反复插拔纹绣用针，不会出现锁不紧针的现象。
20.3、通过在传动杆上设置折弯的不锈钢空心管，可以对纹绣用针进行快速更换，使得本传动机构或纹绣装置不仅可以用在一次性针头纹绣机(全抛机)上，还可以用在锁针纹绣机(半抛机)上，无需为了适应不同的纹绣机而多次开模。
21.4、本实用新型的传动机构结构紧凑，安装方便，通过螺纹连接，可以快速将传动机构安装在马达上，实现快速组装。
附图说明
22.为了更清楚地说明本方案的实施，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，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。
23.图1为本实用新型传动机构一种实施例的剖面结构示意图。
24.图2为本实用新型传动机构一种实施例的外壳剖面结构示意图，其中显示了与
25.连接器相连的情形。
26.图3为本实用新型传动机构一种实施例的偏心单元结构示意图，其中显示了销
27.轴在第二槽孔中的情形。
28.图4为本实用新型传动机构一种实施例的连接单元结构示意图。
29.图5为本实用新型传动机构的机构运动分析示意图，其中5中a为传动杆能够延伸
30.到最远距离时的运动状态示意图；图5中b为连接单元的第二运动输出部分绕自身轴线转动一定角度的运动示意图；图5中c为传动杆能够回缩到最近距离时的运动状态示意图。
31.图6为本实用新型传动机构一种实施例的传动杆结构示意图。
32.图7为本实用新型纹绣装置一种实施例的结构示意图。
33.其中，1-马达，2-连接器，21-中央通孔，22-螺钉孔，3-外壳，31-第一球铰的球体，32-开口槽，33-球铰支座，34-凸缘，4-传动杆，41-第二球铰的球壳， 42-第一折弯部，43-快速插接部，431-插孔，5-螺钉，6-偏心单元，61-第一运动输入部分，611-第一槽孔，62-第一运动输出部分，621-第二槽孔，7-连接单元， 71-第二运动输入部分，711-第三槽孔，72-第二运动输出部分，73-第一球铰，731
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第一球铰的球壳，74-第二球铰，741-第二球铰的球体，8-销轴，9-空心管，91
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第二折弯部，o-第一球铰的中心，x1-第一槽孔的轴线，x2-第二槽孔的轴线， x3-第二运动输出部分的自身轴线，x4-穿过第一球铰的中心且同时垂直轴线x1 与轴线x3构成平面的轴线，h1-运动行程。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“首先”、“再次”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构单元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实用新型的限制；术语“固定”、“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，可以是两个结构单元内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.如图1所示，一种传动机构，包括外壳3、传动杆4、偏心单元6和连接单元7，外壳3、偏心单元6和连接单元7共同构成运动转换机构，将偏心单元6 的绕轴圆周运动转变为传动杆4的往复直线运动。偏心单元6和连接单元7都设置在外壳3内部；偏心单元6的第一运动输出部分62与连接单元7的第二运动输入部分71转动连接，连接单元7的中间部分通过第一球铰73铰接在外壳3 的底部中央，传动杆4的上端通过第二球铰74与第二运动输出部分72铰接，偏心单元6的旋转中心x1穿过第一球铰73的中心o。
37.如图2所示，外壳3包括圆筒状的壳体，在壳体的底部中央设置有球铰支座33，在球铰支座33上设置第一球铰的球体31，该球体31与设置在连接单元 7上的第一球铰的球壳731相配合，形成一个可360度旋转的第一球铰73。在壳体的下部侧壁上设置有开口槽32，它是本实用新型的传动机构运动转换成功后的动力出口，供连接单元7的第二运动输出部分
72一端伸出，开口槽32的侧壁面为光滑平面，可以在传动杆4作往复直线运动时，为传动杆4的运动导向。
38.外壳3的顶部设置有凸缘34，上面设置有外螺纹，其与连接器2内孔上的内螺纹配合，可以将外壳3与连接器2螺纹连接并紧固。
39.连接器2上设置有中央通孔21，用于马达1的输出轴伸入进来；另外，连接器2的周缘均布有螺钉孔22，用于通过螺钉5将连接器2连接到马达1上。
40.如图3所示，偏心单元6包括第一运动输入部分61和第一运动输出部分62，第一运动输入部分61设置有与马达1输出轴紧固配合的第一槽孔611，第一运动输出部分62设置有用于与第二运动输入部分71转动连接的第二槽孔621，第一槽孔611和第二槽孔621的轴线(x1,x2)具有一定的夹角，该夹角通常处于 15
°
～45
°
之间，优选30
°
，并且第一槽孔611的轴线x1和第二槽孔621的轴线 x2相交于第一球铰73的中心o。
41.相对于第一运动输入部分61来说，第一运动输出部分62的体积更小，其偏置于第一运动输入部分61下部，可以与第一运动输入部分61一体注塑成型。
42.如图4所示，连接单元7包括大致相互垂直连接的第二运动输入部分71和第二运动输出部分72，所述第二运动输入部分71设置有与第二槽孔621同轴的第三槽孔711，在第二运动输入部分71和第二运动输出部分72连接部分设置有第一球铰的球壳731，用于与设置在外壳3底部中央的第一球铰的球体31配合；在第二运动输出部分72远离球壳731的一端设置有第二球铰74的球体741，用于与设置在传动杆4上端的第二球铰74的球壳41配合。
43.在本实用新型中，偏心单元6和连接单元7之间的连接关系非常重要，偏心单元6在马达1的驱动下会绕着马达1的输出轴线(也是第一槽孔611的轴线x1)作圆周运动，其上的第一运动输出部分62中的第二槽孔621会扫出一个具有一定厚度的空心截锥体空间，这个空心截锥体延长出来的顶点就在第一球铰的球体31内，与球体31的中心o重合；连接单元7的中间部分通过第一球铰的球壳731安装在第一球铰的球体31上，连接单元7的第二运动输入部分 71与偏心单元6的第一运动输出部分62可转动地连接，二者的这种可转动地连接能达到如下的效果：第二运动输入部分71与第一运动输出部分62既有共同的圆锥摆运动，又有相互之间的转动。
44.图5是本实用新型传动机构的机构运动分析示意图。如图5中 a所示，为传动杆能够延伸到最远距离时的运动状态示意图，图5中 c所示为对应的传动杆能够收缩到最近距离时的运动状态示意图。由于偏心单元6的旋转中心x1穿过第一球铰73的中心o，当偏心单元6的第一运动输入部分61绕着第一槽孔611的轴线x1(即偏心单元6的旋转中心)旋转一周时，此时第一运动输出部分62也完成了两个同步的运动：绕着轴线x1旋转一周和绕着球体31中心o进行圆周摆运动一周。与此同时，连接单元7上的各个重要部分也作出了相应的运动，其中，第二运动输入部分71跟着第一运动输出部分62完成了绕着球体31中心o进行圆周摆运动一周；第二运动输出部分72完成了两个同步进行的运动：绕自身轴线x3转动一定角度θ1和绕轴线x4转动一定角度θ2，其中，轴线x4为直线，其穿过球体31中心o且同时垂直轴线x1与轴线x3构成的平面。
45.角度θ1可以通过第二运动输入部分71的绕轴x1运动展示出来，如图5中 b 所示，假设以图5中 a所示运动状态为起始点，当第一运动输入部分61绕着轴线 x1旋转1/4周时，此时第二运动输入部分71绕轴线x3转到了左边最大角度的位置；第二运动输入部分71继续
绕轴线x1旋转1/4周，此时第二运动输入部分71绕轴线x3转到了中间位置，此时刻角度最小，为0
°
；然后继续绕轴线x1 旋转1/4周，此时第二运动输入部分71绕轴线x3转到了右边最大角度的位置；接着再绕轴线x1旋转1/4周，回到了起始点，此时第二运动输入部分71绕轴线x3又转到了角度0
°
的中间位置。第二运动输入部分71绕轴线x3旋转，其旋转角度的大小等同于第二运动输出部分72绕自身轴线x3旋转的角度，从左边最大角度的位置到右边最大角度的位置，构成角度θ1。
46.角度θ2可以通过第二运动输出部分72的绕轴x4运动展示出来，假设以图 5中 a所示运动状态为起始点，此时第二运动输出部分72处在向下最大角度的位置；当第二运动输入部分71绕着轴线x1旋转1/4周时，第二运动输出部分72绕轴线x4转到了中间位置，此时刻角度最小，为0
°
；然后第二运动输入部分71继续绕轴线x1旋转1/4周，此时第二运动输出部分72转到了向上最大角度的位置；第二运动输入部分71继续绕轴线x1旋转1/4周，此时第二运动输出部分 72绕轴线x4又转到了角度0
°
的中间位置；接着再绕轴线x1旋转1/4周，回到了起始点，此时第二运动输出部分72又处在向下最大角度的位置。第二运动输出部分72从向下最大角度的位置到向上最大角度的位置，构成角度θ2。
47.在本实用新型中，第一运动输出部分62的长度、第二运动输入部分71的长度与球体31中心o构成一个直角三角形，角度θ1和θ2的大小都与第一运动输出部分62的长度、第二运动输入部分71的长度相关，它们的关系如下：θ1＝θ2＝2*arctan(第一运动输出部分62的长度/第二运动输入部分71的长度)。
48.传动杆4的往复直线运动行程h1与角度θ1有关，当角度θ1越大时，传动杆4的运动行程h1就越大，当角度θ1减小时，运动行程h1就变小。如果想增加传动杆4的运动行程，可以增大第一运动输出部分62的长度，或者减小第二运动输入部分71的长度。
49.如图1和图3所示，第二运动输入部分71与第一运动输出部分62可转动地连接形式，可以是通过销轴8来同时串起第二槽孔621和第三槽孔711，此时的销轴8与第二槽孔621和第三槽孔711中的一个形成过盈配合，与另一个形成间隙配合；也可以不采用销轴，直接将第二槽孔621和第三槽孔711中的任意一个变换成圆形轴，使得这个圆形轴与对应的第二槽孔621或三槽孔711形成间隙配合。
50.如图6所示，传动杆4包括设置在上端用于与第二运动输出部分72铰接的第二球铰的球壳41、第一折弯部42和快速插接部43，快速插接部43设置有用于插入空心管9的插孔431。
51.空心管9可以采用金属材料，例如采用不锈钢来制作，不锈钢空心管9的中下部通过简单的压弯即可形成一个第二折弯部91，用于锁住纹绣用针的尾部。
52.如图7所示，本实用新型提供的一种纹绣装置，包括马达1及传动机构。
53.马达1通过连接器2与传动机构的外壳3连接，其中，连接器2与马达1 通过螺钉5进行固定连接，外壳3通过上部凸缘34的外螺纹与连接器2的内孔螺纹连接，马达1的输出轴与偏心单元6的第一运动输入部分61过盈配合，从而形成固定连接。
54.本实用新型的纹绣装置的一个典型工作过程如下。
55.马达1转动后，偏心单元6中的第一运动输入部分61进行绕轴x1圆周运动，第一运动输出部分62既跟连接单元7上的第二运动输入部分71发生相互转动(第二槽孔621与第三槽孔711之间的相互运动)，又带动着第二运动输入部分71进行绕着第一球铰中心o的圆锥
摆运动；第二运动输入部分71的圆锥摆运动，引起第二运动输出部分72绕轴x4的摆动，从而使得铰接在第二运动输出部分72上的传动杆4进行往复直线运动，带动安装在传动杆4上的空心管 9也进行往复直线运动，由于空心管9插接有纹绣用针，这些纹绣用针就跟着传动杆4进行往复直线运动，可以据此进行纹绣作业。
56.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本新型所作的举例，而并非是对本新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本新型的保护范围之列。