一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构的制作方法
【专利摘要】本发明属于机械传动【技术领域】，涉及一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构。该机构主要由驱动系统、位移放大系统和棘轮机构系统三部分组成，其中驱动系统主要由线圈及超磁致伸缩材料组成，通过磁场实现超磁致伸缩材料的伸缩效果；位移放大系统用于实现伸缩位移的放大，使其能够推动单个棘轮齿运动，同时压缩复位弹簧，当无磁场作用时，超磁致伸缩材料恢复原来的长度，在复位弹簧作用下，棘轮机构的主动棘爪复位。如此反复，实现自动式间歇传动。本发明创造性地利用超磁致伸缩材料的伸缩效应，并通过位移放大系统驱动棘轮机构运转，其结构简单且占用空间小。
【专利说明】一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构
【技术领域】
[0001]本发明属于机械传动【技术领域】，尤其涉及一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，其适用于自动化的间歇传动上，如生产线、手表秒针走动等。
【背景技术】
[0002]焦尔在1840年就发现磁性体在被磁化的过程中其外型尺寸会发生变化，后来人们称之为磁致伸缩效应。磁致伸缩材料从一开始磁致伸缩系数只有40X 10_6的Ni或者Co晶体发展到磁致伸缩系数达IlOX 10_6的铁氧体材料。磁致伸缩材料的功能性使得其发展十分迅猛，尤其是80年代美国、日本等国家争先对其性能、相结构和磁结构做了充分研究，并在此基础上开发了大量的实用器件。
[0003]另一方面，棘轮机构以其结构简单、工作可靠等优点，在各类机械设备中广泛应用，多用于进给、转位或分度、制动、超越、计数等场合。目前棘轮机构的传动基本上都是由电机通过曲柄滑块机构带动的，普遍存在着体积较大，结构复杂等缺点。
[0004]有鉴于上述不足，本发明人经过长期研究，提出了一种由超磁致伸缩材料的位移放大和保持功能驱动棘轮机构的运动装置，本案由此而产生。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于克服现有的由电机通过曲柄滑块机构驱动棘轮机构的结构复杂、占用空间大等缺点，而提供一种可由超磁致伸缩材料的位移放大和保持功能驱动棘轮机构的运动装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是:
一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，包括驱动系统、位移放大系统、棘轮机构系统和基座；该驱动系统包括固定在基座上的超磁致伸缩材料和线圈；该棘轮机构系统包括棘轮及与棘轮配合的主动棘爪和止回棘爪，该棘轮通过销轴连接在基座上，该止回棘爪铰接在基座上；该位移放大系统设置在超磁致伸缩材料的伸长端与棘轮机构系统的主动棘爪之间，用以将超磁致伸缩材料的伸长量放大后带动主动棘爪位移。
[0007]所述的位移放大系统包括输入杆、中间杆、输出杆和复位弹簧，该输入杆、中间杆与输出杆的一端均铰接在基座上；所述超磁致伸缩材料的伸长端与输入杆靠近其铰接处接触，该输入杆的自由端与中间杆靠近其铰接处接触，该中间杆的自由端与输出杆靠近其铰接处接触；所述的主动棘爪铰接在该输出杆上，所述的复位弹簧设置在输出杆的自由端一侧。
[0008]所述的输出杆铰接在所述棘轮的销轴上。
[0009]所述的超磁致伸缩材料固定端一侧设有用以调节该超磁致伸缩材料的初始伸长量的预紧螺栓。
[0010]采用上述方案后，本发明通过磁场实现超磁致伸缩材料的伸缩效果，位移放大系统用于实现伸缩位移的放大，使其能够推动单个棘轮齿运动，同时压缩复位弹簧，当无磁场作用时，超磁致伸缩材料恢复原来的长度，在复位弹簧作用下，棘轮机构主动棘爪复位。如此反复，实现自动式间歇传动。由于本发明创造性地利用超磁致伸缩材料的伸缩效应，并通过位移放大系统驱动棘轮机构运转，从而实现棘轮机构的自动式间歇式传动，其结构简单且占用空间小。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的装配图；
图2是本发明所述驱动系统与位移放大系统的装配图；
图3是本发明所述棘轮机构系统前进运动图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
[0013]本发明所揭示的是一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，如图1至图3所示，为本发明的较佳实施例。所述的棘轮机构主要包括驱动系统1、位移放大系统2、棘轮机构系统3和基座4。其中:
所述的驱动系统I主要包括超磁致伸缩材料11和线圈12，且该超磁致伸缩材料11和线圈12均固定在基座4上。进一步的，所述的超磁致伸缩材料11固定端一侧设有预紧螺栓13，用以调节该超磁致伸缩材料11的初始伸长量。
[0014]所述的棘轮机构系统3主要包括棘轮31及与该棘轮31配合的主动棘爪32和止回棘爪33，该棘轮31通过销轴34连接在基座4上，该止回棘爪33铰接在基座4上。
[0015]所述的位移放大系统2设置在超磁致伸缩材料11的伸长端与棘轮机构系统3的主动棘爪32之间，用以将超磁致伸缩材料11的伸长量放大后带动主动棘爪32位移。该位移放大系统2可以采用多种结构形式，本实施例中，所述的位移放大系统2采用三级放大结构。具体为，该位移放大系统2主要包括输入杆21、中间杆22、输出杆23和复位弹簧24,所述输入杆21、中间杆22与输出杆23的一端均铰接在基座4上。所述超磁致伸缩材料11的伸长端与输入杆21靠近其铰接处接触，该输入杆21的另一端即自由端与中间杆22靠近其铰接处接触，该中间杆22的另一端即自由端与输出杆23靠近其铰接处接触。所述的主动棘爪32铰接在该输出杆23上，所述的复位弹簧24设置在输出杆23的另一端即自由端一侧。进一步的，为了简化机构，所述的输出杆23可以铰接在所述棘轮31的销轴34上。
[0016]本机构在前进运动时，超磁致伸缩材料11在外磁场的作用下其尺寸伸长，通过位移放大系统2的前两级位移放大后，中间杆22作用在输出杆23的底端，以销轴34为支点，实现位移的第三级放大。输出杆23带动主动棘爪32向前摆动，驱动棘轮31逆时针转动，止回棘爪33用于防止棘轮反转。
[0017]在复位运动时，超磁致伸缩材料11在无磁场下恢复原来尺寸，复位弹簧24在弹性力作用下带动输出杆23往后摆动，中间杆22和输入杆21在输出杆23的作用下返回原位，为下一次的前进运动做准备。
[0018]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。
【权利要求】
1.一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，其特征在于:包括驱动系统、位移放大系统、棘轮机构系统和基座；该驱动系统包括固定在基座上的超磁致伸缩材料和线圈；该棘轮机构系统包括棘轮及与棘轮配合的主动棘爪和止回棘爪，该棘轮通过销轴连接在基座上，该止回棘爪铰接在基座上；该位移放大系统设置在超磁致伸缩材料的伸长端与棘轮机构系统的主动棘爪之间，用以将超磁致伸缩材料的伸长量放大后带动主动棘爪位移。
2.根据权利要求1所述的一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，其特征在于:所述的位移放大系统包括输入杆、中间杆、输出杆和复位弹簧，该输入杆、中间杆与输出杆的一端均铰接在基座上；所述超磁致伸缩材料的伸长端与输入杆靠近其铰接处接触，该输入杆的自由端与中间杆靠近其铰接处接触，该中间杆的自由端与输出杆靠近其铰接处接触；所述的主动棘爪铰接在该输出杆上，所述的复位弹簧设置在输出杆的自由端一侧。
3.根据权利要求2所述的一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，其特征在于:所述的输出杆铰接在所述棘轮的销轴上。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种超磁致伸缩材料驱动的棘轮机构，其特征在于:所述的超磁致伸缩材料固定端一侧设有用以调节该超磁致伸缩材料的初始伸长量的预紧螺栓。
【文档编号】F16H29/02GK103912649SQ201410130281
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】王建, 苏德瑜, 罗善明, 常雪峰 申请人:厦门理工学院