一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械传动【技术领域】，具体地说是一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，包括机架、驱动组件、连杆组件和摇摆组件，所述驱动组件包括曲柄驱动轴、曲柄和曲柄连杆连接轴，所述连杆组件万向节组件、连接组件、铆钉和连杆调节组件，所述摇摆组件包括螺纹摇杆、刻度螺母、定位螺钉、摇杆锁紧螺母和摇杆滑套，所述曲柄驱动轴安装在机架上并插入曲柄，所述曲柄通过曲柄连杆连接轴与万向节组件连接，进而与连杆组件连接，所述连杆组件通过万向节组件与螺纹连杆连接，进而与摇摆组件连接，摇摆组件轴承安装在机架上。本实用新型结构简单、调节方便、精度高、适应性强，能根据需要自由、精确地调整摇摆的角度和方向。
【专利说明】一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种空间曲柄摇杆机构，具体涉及一种可精确调节摇摆角度和方 向的空间曲柄摇杆机构，属于机械传动【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 如今生活中，摇摆结构主要用在探照灯、风扇、风门、搅拌器和角度定向输送装置 上；在一些精密传动领域，摇摆机构主要用于雷达天线、汽车转向、周期性摆角等装置上。目 前，此类装置可以周期性的在某一角度范围内来回摆动，但是摆动的角度范围值一般是固 定不变的，而且对于实际安装过程中的各种误差也难以适应。对于一些在工作过程中需要 改变摆角的装置，一般需选用合适摆角范围的机构，这就必然造成装置参数规格较多，通用 性差，给使用者带来使用不便和经济负担。虽然在上述装置中，也出现了一些摇摆角度可 调的曲柄摇杆结构，但是，这些曲柄摇杆机构大都只是通过改变摇杆的尺寸来实现摆角范 围的调节，这种调节机构不仅大多数都是只适用于平面范围内，而且结构复杂、调节灵活性 差，不能实现任意摇摆角度和方向的调节，同时，还存在精确度较低、调节范围有限等缺点， 所以，在使用的过程中仍然存在较大的不便和限制。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于：提供一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机 构，克服上述装置中的曲柄摇杆机构所存在的缺陷。本实用新型能够根据需要自由、精确地 调节摇杆的摇摆角度和方向，而且结构简单、操作方便、调节精度高、适用性强、不受平面范 围的限制。
[0004] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型所采用的技术方案是：一 种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，包括机架、驱动组件、连杆组件和摇摆 组件，所述驱动组件包括曲柄驱动轴、曲柄和曲柄连杆连接轴，所述连杆组件包括万向节组 件、连接组件、铆钉和连杆调节组件，所述摇摆组件包括螺纹摇杆、刻度螺母、定位螺钉、摇 杆锁紧螺母和摇杆滑套。
[0005] 进一步的，所述万向节组件包括万向节内叉、万向节轴和万向节外叉，所述万向节 内叉与万向节外叉通过万向节轴铰接，具有相互转动的自由度，所述连接组件包括万向节 连接件和连杆连接件，二者之间通过螺纹连接，所述连杆调节组件包括刻度套筒、螺纹连杆 和连杆锁紧螺母，所述刻度套筒和连杆锁紧螺母通过螺纹配合与螺纹连杆安装在一起。
[0006] 进一步的，所述万向节组件与连接组件之间通过螺纹配合连接在一起，所述连接 组件与连杆调节组件通过铆钉铰接在一起，刻度套筒具有绕其铰接点转动的自由度，所述 连杆调节组件与万向节组件之间通过螺纹配合连接在一起。
[0007] 进一步的，所述螺纹摇杆插入摇杆滑套，具有沿摇杆滑套滑动的自由度，所述定位 螺钉通过螺纹配合安装在摇杆滑套上，并通过摇杆上的凹槽限制螺纹摇杆的周向转动，所 述刻度螺母和摇杆锁紧螺母通过螺纹配合与螺纹摇杆安装在一起。
[0008] 进一步的，所述曲柄驱动轴通过轴承安装在机架上并插入曲柄，具有转动的自由 度，所述曲柄通过曲柄连杆连接轴与万向节组件连接，通过垫片和螺母限位，进而与连杆组 件连接，且具有相互转动的自由度，所述连杆组件通过万向节组件与螺纹连杆连接，通过垫 片和螺母限位，进而与摇摆组件连接，且具有相互转动的自由度，所述摇摆组件通过摇杆滑 套与轴承配合并安装在机架上，具有左右摆动的自由度。
[0009] 本实用新型的工作原理是：当摇杆的摇摆角度和方向不符合预期的效果时，松退 摇杆锁紧螺母，将刻度螺母转动一定的圈数，使得螺纹摇杆沿摇杆滑套滑动一定的距离，从 而改变摇杆的长度，实现摇摆角度大小的调节；松退连杆锁紧螺母，将刻度套筒转动一定的 圈数，从而改变连杆的长度，实现摇摆角度方向的调节。通过二者的交替调节可以将摇杆的 摇摆角度调节到满意合适的大小和方向，拧紧摇杆锁紧螺母和连杆锁紧螺母，完成摇摆角 度的调节。由于螺纹摇杆和螺纹连杆都采用螺距为〇. 5mm的螺纹，刻度螺母和刻度套筒上 均匀分布20条刻度线，连杆连接件和摇杆滑套上刻有标记线，故可实现精度为0. 5/20mm的 精密调节。
[0010] 本实用新型的有益效果是：本实用新型能根据需要自由、精确地调整摇杆摇摆的 角度和方向，使其在需要的范围内工作。本实用新型一种可精确调节摇摆角度和方向的空 间曲柄摇杆机构，具有结构简单、调节方便、调节精度高、空间适应性和实用性强的优点，有 效地克服了上述装置中曲柄摇杆机构所存在的调节机构复杂、灵活性差、调节精度低、调节 范围有限、使用不便、受平面范围限制等缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。
[0012] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0013] 图1是本实用新型的结构原理图。
[0014] 图2是本实用新型的结构示意图：（a)是右视图，（b)是俯视图。
[0015] 图3是图2的A- A剖视图。
[0016] 图4是本实用新型的安装示意图。其结构为一种以重力势能驱动的具有方向控制 功能的自行小车，可自动交错绕过赛道上设置的等间距障碍物，通过简单调节结构参数，还 可适应障碍物的间距变化。
[0017] 图中标号说明：1、机架，2、曲柄驱动轴，3、曲柄，4、曲柄连杆连接轴，5、万向节组 件，501、万向节内叉，502、万向节轴，503、万向节外叉，6、连接组件，601、万向节连接件， 602、连杆连接件，7、铆钉，8、连杆调节组件，801、刻度套筒，802、螺纹连杆，803、连杆锁紧螺 母，9、螺纹摇杆，10、摇杆滑套，11、垫片，12、螺母，13、刻度螺母，14、定位螺钉，15、摇杆锁紧 螺母，16、轴承。
【具体实施方式】
[0018] 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0019] 参照图1、图2和图3所示，一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构， 包括机架（1)、驱动组件（2、3、4)、连杆组件（5、6、7、8)和摇摆组件（9、10、13、14、15)，所述 驱动组件包括曲柄驱动轴（2)、曲柄（3)和曲柄连杆连接轴（4)，所述连杆组件包括万向节 组件（5)、连接组件（6)、铆钉（7)和连杆调节组件（8)，所述摇摆组件包括螺纹摇杆（9)、刻 度螺母（13)、定位螺钉（14)、摇杆锁紧螺母（15)和摇杆滑套（10)。
[0020] 进一步的，所述万向节组件（5)包括万向节内叉（501)、万向节轴（502)和万向节 外叉（503)，所述万向节内叉（501)与万向节外叉（503)通过万向节轴（502)铰接，具有相 互转动的自由度，所述连接组件（6)包括万向节连接（601)件和连杆连接件（602)，二者之 间通过螺纹连接，所述连杆调节组件（8)包括刻度套筒（801)、螺纹连杆（802)和连杆锁紧 螺母（803)，所述刻度套筒（801)和连杆锁紧螺母（803)通过螺纹配合与螺纹连杆（802)安 装在一起。
[0021] 进一步的，所述万向节组件（5)与连接组件（6)之间通过螺纹配合连接在一起，所 述连接组件（6)与连杆调节组件（8)通过铆钉（7)铰接在一起，刻度套筒（801)具有绕其 铰接点转动的自由度，所述连杆调节组件（8)与万向节组件（5)之间通过螺纹配合连接在 一起。
[0022] 进一步的，所述螺纹摇杆（9)插入摇杆滑套（10)，具有沿摇杆滑套（10)滑动的自 由度，所述定位螺钉（14)通过螺纹配合安装在摇杆滑套（10)上，并通过摇杆（9)上的凹槽 限制螺纹摇杆的周向转动，所述刻度螺母（13)和摇杆锁紧螺母（15)通过螺纹配合与螺纹 摇杆（9)安装在一起。
[0023] 进一步的，所述曲柄驱动轴（2)通过轴承（16)安装在机架（1)上并插入曲柄（3)， 具有转动的自由度，所述曲柄（3)通过曲柄连杆连接轴（4)与万向节组件（5)连接，通过垫 片（11)和螺母（12)限位，进而与连杆组件（5、6、7、8)连接，且具有相互转动的自由度，所 述连杆组件（5、6、7、8)通过万向节组件（5)与螺纹连杆（9)连接，通过垫片（11)和螺母 (12)限位，进而与摇摆组件（9、10、13、14、15)连接，且具有相互转动的自由度，所述摇摆组 件（9、10、13、14、15)通过摇杆滑套（10)与轴承（16)配合并安装在机架（1)上，具有左右 摆动的自由度。
[0024] 如图4所示，本实施例的工作原理是：当所需要的摇摆角度不符合预期的效果时， 松退摇杆锁紧螺母（15)，将刻度螺母（13)转动一定的圈数，使得螺纹摇杆（9)沿摇杆滑套 (10)滑动一定的距离，从而改变摇杆的长度，实现摇摆角度大小的调节；松退连杆锁紧螺 母（803)，将刻度套筒（801)转动一定的圈数，从而改变连杆的长度，实现摇摆角度方向的 调节。通过二者的交替调节可以将摇杆的摇摆角度调节到满意合适的大小和方向，拧紧摇 杆锁紧螺母（15)和连杆锁紧螺母（803)，完成摇摆角度的调节。由于螺纹摇杆（9)和螺纹 连杆（802)都采用螺距为0. 5mm的螺纹，刻度螺母（13)和刻度套筒（801)上均匀分布20 条刻度线，连杆连接件（6)和摇杆滑套（10)上刻有标记线，故可实现精度为0.5/20mm的精 密调节。
[0025] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，其特征在于：包括机架（1)、 驱动组件（2、3、4)、连杆组件（5、6、7、8)和摇摆组件（9、10、13、14、15)，所述驱动组件包括 曲柄驱动轴（2)、曲柄（3)和曲柄连杆连接轴（4)，所述连杆组件包括万向节组件（5)、连接 组件（6)、铆钉（7)和连杆调节组件（8)，所述摇摆组件包括螺纹摇杆（9)、刻度螺母（13)、 定位螺钉（14)、摇杆锁紧螺母（15)和摇杆滑套（10)，所述机架（1)与驱动组件（2、3、4)通 过轴承配合连接，所述驱动组件（2、3、4)与连杆组件（5、6、7、8)通过轴承配合连接，所述连 杆组件（5、6、7、8)与摇摆组件（9、10、13、14、15)通过轴承配合连接。
2. 根据权利要求1所述的一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，其特 征在于：所述万向节组件（5)包括万向节内叉（501)、万向节轴（502)和万向节外叉（503)， 所述万向节内叉（501)与万向节外叉（503)通过万向节轴（502)铰接，具有相互转动的自 由度，所述连接组件（6)包括万向节连接（601)件和连杆连接件（602)，二者之间通过螺纹 连接，所述连杆调节组件（8)包括刻度套筒（801)、螺纹连杆（802)和连杆锁紧螺母（803)， 所述刻度套筒（801)和连杆锁紧螺母（803)通过螺纹配合与螺纹连杆（802)安装在一起。
3. 根据权利要求1所述的一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，其特 征在于：所述万向节组件（5)与连接组件（6)之间通过螺纹配合连接在一起，所述连接组件 (6)与连杆调节组件（8)通过铆钉（7)铰接在一起，刻度套筒（801)具有绕其铰接点转动的 自由度，所述连杆调节组件（8)与万向节组件（5)之间通过螺纹配合连接在一起。
4. 根据权利要求1所述的一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，其特 征在于：所述螺纹摇杆（9)插入摇杆滑套（10)，具有沿摇杆滑套（10)滑动的自由度，所述 定位螺钉（14)通过螺纹配合安装在摇杆滑套（10)上，并通过摇杆（9)上的凹槽限制螺纹 摇杆的周向转动，所述刻度螺母（13)和摇杆锁紧螺母（15)通过螺纹配合与螺纹摇杆（9) 安装在一起。
5. 根据权利要求1所述的一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构，其特 征在于：所述曲柄驱动轴（2)通过轴承（16)安装在机架（1)上并插入曲柄（3)，具有转动 的自由度，所述曲柄（3)通过曲柄连杆连接轴（4)与万向节组件（5)连接，进而与连杆组件 (5、6、7、8)连接，且具有相互转动的自由度，所述连杆组件（5、6、7、8)通过万向节组件（5) 与螺纹连杆（9)连接，进而与摇摆组件（9、10、13、14、15)连接，且具有相互转动的自由度， 所述摇摆组件（9、10、13、14、15)通过摇杆滑套（10)与轴承（16)配合并安装在机架（1)上， 具有左右摆动的自由度。
【文档编号】F16H21/52GK203906693SQ201320729918
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】张旋, 马树奇, 靳松, 谢登轩, 付铁, 周凯, 王晓颖 申请人:北京理工大学