能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构的制作方法

技术领域

本发明涉及一种偏心机构，具体涉及一种能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构。

背景技术：

偏心机构作为一种机械结构，因其结构简单、可操作性强，被广泛应用在诸多行业。现有技术中的偏心机构大部分为定幅度，比如曲轴；也有部分幅度可调的机构，但由于动力轴为旋转运动，无法加装实时可调机构来实时调节偏心幅度，只能在动力轴停止运行时通过调节偏心距来调节运行幅度，因此无法实现偏心机构在运动过程中实时调节偏心幅度，不能满足设备在运行中对幅度调节的需求。中华人民共和国交通运输部2011年54 号公告公布了中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011），其中《沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验》（T0739-2011）中第1.2条规定，“标准的试验条件为试验温度15℃±0.5℃，加载频率10HZ±0.1 HZ，采用恒应变控制的连续偏正弦加载模式”。同行业相关生产企业目前一般采用气缸或油缸加载的方式，利用比例阀或伺服阀调节气缸/油缸活塞杆的位移量，实现对试样的正弦波加载，其缺点是成本高，控制系统结构及运算方式复杂，系统存在失效乃至失去控制的风险，导致波形偏离正弦波；且需要配置很大的液压站或空气压缩机，能耗高，噪音大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构，能够解决传统偏心机构在运动时无法实现运动幅度连续调节的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构，其特征是：包括主动轴、斜轴、轴套和斜套；主动轴包括左半轴、右半轴，左半轴、右半轴具有同一轴线，所述的斜轴连接于左半轴、右半轴之间，斜轴的轴线与主动轴的轴线相交，二者的夹角α为1°～15°；所述的斜套内开有斜通孔，斜轴穿过该斜通孔，斜轴可沿斜套内的斜通孔滑动；所述的轴套转动连接于斜套上；主动轴由驱动机构驱动可沿主动轴的轴向滑动。

本发明中，所述斜套外侧面的母线与主动轴的轴线平行，所述斜套的外侧面与轴套具有同一偏心轴线，该偏心轴线与主动轴的轴线平行且具有偏心距a，轴套通过轴承转动连接于斜套的外侧面上，主动轴转动时轴套一边随斜轴绕主动轴的轴线做半径为a的公转、一边可绕偏心轴线自转；轴套上任意一点随斜轴绕主动轴的轴线做公转运动的平面与主动轴的轴线相垂直。

本发明中，所述斜轴的轴线穿过斜套左右端面对称面与斜套外侧面的轴线的交点。

本发明中，所述的轴套上连接有滑块，滑块可沿着第一导轨滑动；第一导轨连接于导杆的一端，导杆的另一端与执行机构相连，导杆可沿着与主动轴的轴线相垂直的平面作直线运动。导杆另一端的执行机构输出的是正弦波。

本发明中，所述的轴套还可以与导杆的一端铰接，导杆的另一端与执行机构相连，导杆可沿着与主动轴的轴线相垂直的平面作直线运动。

为了对斜套进行导向，本发明中，斜轴通过导向键与斜套配合，斜轴上设有导向键，斜套的斜通孔上设有与导向键相配合的键槽。

本发明中，所述的左半轴、右半轴分别转动连接于左支架、右支架上，左支架、右支架固连于滑板上，滑板由驱动机构驱动可沿主动轴的轴向滑动。驱动机构驱动滑板进而带动主轴沿主动轴的轴向滑动。

本发明中，所述的驱动机构为伺服电机驱动的丝杠螺母副，伺服电机连接于机架上，螺母连接于右支架上，与螺母相适配的丝杠的一端与伺服电机的输出轴相连。

本发明中，所述的驱动机构还可以为气缸/油缸，气缸/油缸连接于机架上，气缸/油缸的活塞杆连接于右支架上。

本发明的有益效果：

本发明的有益效果可从下面的分析中明晰，本发明的执行机构通过导杆与轴套相连，轴套转动连接于斜套上，斜套可在斜轴上滑动，斜轴连接于主动轴的左半轴、右半轴之间，主动轴能带动斜轴在其轴线方向左右移动，驱动机构驱动主动轴左、右移动时，斜轴沿斜套内的斜通孔滑动并驱使斜套上、下位移，轴套的自转轴线与主动轴的轴线分离，使之与主动轴的轴线产生一定的偏心距a，主动轴旋转时便产生轴套的上下往复运动，因此通过调节偏心距a即可实时调整轴套上下往复运动的距离，而偏心距a是通过改变固连于主动轴上的斜轴与斜套的相对位置得到的，本发明的技术方案中，主动轴转动连接于左支架、右支架上，左支架、右支架固连于滑板上，滑板由驱动机构驱动可沿主动轴的轴向滑动；使用本发明的技术方案，即使主动轴处于旋转状态下，驱动机构也可驱动滑板进而带动主轴沿主动轴的轴向滑动，从而使主动轴带动斜轴移动与斜套产生相对位移，调节偏心距a，实现实时调整轴套上下往复运动的距离的目的，解决了传统偏心机构在运动时无法实现运动幅度连续调节的问题。

本技术方案的优点是，采用纯机械结构得到正弦波或其他波形，波形稳定，不需要复杂的控制系统，成本低，故障率低，能耗低、噪音小。

附图说明

图1为本发明实施例一的主视示意图。

图2为本发明实施例一的右视示意图。

图3为本发明实施例二的主视示意图。

图4为本发明实施例二的右视示意图。

图中：1-执行机构，2-导杆，3-第一导轨，4-滑块，5-斜套，6-机架，7-第二导轨，8-滑板，9-左支架，10-主动轴的轴线，11-偏心轴线，12-左半轴，13-斜轴，14-轴套，15-轴承，16-右半轴，17-斜轴的轴线，18-右支架，19-驱动机构，20-螺母，21-丝杠，22-活塞杆，23-销轴，24-连接块，α-斜轴的轴线与主动轴的轴线之间的夹角，a-偏心距。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例一：

参见图1、图2，一种能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构，安装于正弦波疲劳试验机上，用于沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验，包括主动轴、斜轴13、轴套14和斜套5；主动轴从中间断开成为左半轴12、右半轴16，左半轴12、右半轴16具有同一轴线，所述的斜轴13连接于左半轴12、右半轴16之间，斜轴的轴线17与主动轴的轴线10相交，二者的夹角为α；所述的斜套5内开有斜通孔，斜轴13穿过该斜通孔，斜轴13可沿斜套5内的斜通孔滑动；所述的轴套14转动连接于斜套5上；主动轴由驱动机构19驱动可沿主动轴的轴向滑动。

上述技术方案中，所述斜套5的外侧面的母线与主动轴的轴线10平行，所述斜套5的外侧面与轴套14具有同一偏心轴线11，该偏心轴线11与主动轴的轴线10平行且具有偏心距a，轴套14通过轴承15转动连接于斜套5的外侧面上，主动轴转动时轴套14一边随斜轴13绕主动轴的轴线10做半径为a的公转、一边可绕偏心轴线11自转；轴套14上任意一点随斜轴13绕主动轴的轴线10做公转运动的平面与主动轴的轴线10相垂直。

上述技术方案中，所述斜轴的轴线17穿过斜套5左右端面的对称面与斜套外侧面的轴线的交点。

上述技术方案中，所述的轴套14上固连有滑块4，滑块4可沿着第一导轨3滑动；第一导轨3连接于导杆2的一端，导杆2的另一端与执行机构1相连，导杆2可沿着与主动轴的轴线10相垂直的平面作直线运动。

上述技术方案中，斜轴13通过导向键与斜套5配合，斜轴13上设有导向键，斜套13的斜通孔上设有与导向键相配合的键槽。

上述技术方案中，所述的左半轴、右半轴分别通过轴承转动连接于左支架9、右支架18上，左支架9、右支架18固连于滑板8上，机架6上设有与主动轴的轴线10相平行的第二导轨7，滑板8由驱动机构19驱动可沿第二导轨7滑动，即沿着主动轴的轴向滑动；本实施例的驱动机构19为伺服电机驱动的丝杠螺母副，伺服电机通过连接架连接于机架6上，螺母20连接于右支架18上，与螺母20相适配的丝杠21的一端与伺服电机的输出轴相连；伺服电机驱动丝杠21转动，螺母20带动左支架9、右支架18、滑板8一起移动。

本实施例的工作原理如下：

轴套14通过轴承15安装在斜套5上，斜套5通过导向键滑动配合地安装在斜轴13上，斜套5的外侧面与轴套14具有同一偏心轴线11，且与主动轴的轴线10平行，斜轴13连接于主动轴的左半轴12、右半轴16之间，斜轴的轴线17与主动轴的轴线10相交，二者的夹角α为1°～15°，本实施例取3°；主动轴能带动斜轴13在其轴线方向左右移动，当斜轴的轴线17、导杆2往复运动的轴线、主动轴的轴线10三线相交于一点时，此时轴套14的上下往复运动的幅度为零，即轴套14上下不运动；驱动机构19驱动主动轴左、右移动时，斜轴13沿斜套5内的斜通孔滑动，并驱使斜套5位移，轴套14的自转轴线即偏心轴线11与主动轴的轴线10分离，使之与主动轴的轴线10产生一定的偏心距a，此时主动轴的旋转便产生轴套14的上下往复运动，通过调节偏心距a即可实时调整轴套上下往复运动的距离，并在连接于导杆2的另一端的执行机构1上得到正弦波。

实施例二：

参见图3、图4，一种能够实现运动中连续调节幅度的偏心机构，其轴套14与导杆2的一端通过销轴23、连接块24相铰接，连接块24固连于轴套14上，导杆2的另一端与执行机构1相连，导杆2可沿着与主动轴的轴线10相垂直的平面作直线运动。

本实施例的驱动机构19为气缸/油缸，气缸/油缸通过连接架连接于机架6上，气缸/油缸的活塞杆22的杆端连接于右支架18上；气缸/油缸的活塞杆22带动左支架9、右支架18、滑板8一起移动。其余结构同实施例一，不再赘述。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施方式。但是凡是未脱离本发明技术原理的前提下，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与改型，皆应落入本发明的专利保护范围。