同轴往复运动机构及设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种往复运动机构，尤其涉及一种往复运动机械机构及应用该机构的设备。


背景技术：

2.现有的电动工具(往复锯、电动锉刀)、筋膜枪、电动牙刷等都用到了往复运动机构。
3.cn112263459a的筋膜枪，包括往复运动机构，其采用偏心轮通过滑杆带动滑块往复运动。
4.cn200957117y的电动牙刷，包括刷头内设置一根可旋转的传动轴，传动轴上安装有偏心轴，偏心轴绕传动轴转动。
5.cn104096910a的用于往复锯机的往复运动机构，往复运动机构包括第一驱动部分、第二驱动部分、导向部分和运动部分，运动部分被第一、第二驱动部分驱动以便进行沿第一方向的往复运动和沿第二方向的摆动运动，第二方向为往复锯机的切割前进方向且垂直于第一方向。
6.综上，连杆式往复机构，输入端与输出端的角度呈90
°
，设备所需体积就比较大；
7.斜盘式往复机构，摩擦力比较大，输出端不能自动回位，需增加回弹机构，工作噪音大。
8.偏心轮式往复机构，摆杆轴承的体积大，且不能形成同轴输出。
9.申请公布号为cn114673769a的同轴往复运动机构及器具，内转轴转动，定位钢珠沿着环形槽滚动并被外套内壁的直线槽所束缚沿直线方向滑动，定位钢珠通过定位孔带动输出轴作前后伸缩往复运动；该同轴往复运动机构及器具的优点是寿命长、小体积、低噪音。
10.本发明人提供另一种结构形式的同轴往复运动机构，其结构更为简单，装配更加方便。


技术实现要素：

11.基于现有往复运动机构的不足，本实用新型所要解决的技术问题一种新型的同轴往复运动机构，同样具备寿命长、噪音小的特点，且结构更加简单，制作和装配更加方便。
12.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：同轴往复运动机构，包括动力源、输出轴、受动力源驱动可转动的转轴套和固定外套；
13.所述输出轴包括前轴部和后驱动部；所述转轴套包括连接部和内套部；所述固定外套包括供前轴部穿过的颈部和外套部；
14.所述外套部包括第一腔室，所述内套部被套设于所述第一腔室；所述连接部从所述第一腔室向后伸出并连接所述动力源；
15.所述内套部包括前侧开口的第二腔室，所述后驱动部可沿所述第二腔室前后移
动；
16.所述后驱动部设有至少一条环绕在该轴表面的环形槽，所述环形槽相对于该轴横截面具有一定倾斜角度；
17.所述内套部的内壁设有定位孔，所述定位孔内嵌有定位钢珠，所述定位钢珠与所述环形槽配合；
18.所述前轴部上设有轴向延伸的腰型孔，固定外套颈部的导向销穿过所述腰型孔；以使输出轴轴向移动而不可径向转动；
19.所述转轴套受动力源驱动转动时，所述定位钢珠作用于环形槽，在其沿着环形槽滚动的过程中迫使受导向销束缚的输出轴轴向往复运动。
20.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述输出轴具有往复运动的前限位和后限位；当所述输出轴位于前限位时，所述后驱动部的前端与外套部的前侧内壁之间具有第一距离；当所述输出轴位于后限位时，所述后驱动部的后端与内套部的后侧内壁之间具有第二距离。
21.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述前轴部和后驱动部均为圆柱构造，所述前轴部的直径小于后驱动部。
22.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述颈部内设有一润滑套，所述前轴部经所述润滑套伸出于固定外套的前端。
23.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述内套部的前端面远离外套部的前侧内壁。
24.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述后驱动部上设有前后分布的第一环形槽和第二环形槽；所述第一环形槽和第二环形槽倾斜角度互补。
25.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述定位孔贯穿内套部，所述定位钢珠从所述内套部的外侧穿过所述定位孔落入所述环形槽中，所述外套部的内壁与内套部的外壁之间的间距小于定位钢珠的半径，所述定位钢珠被所述外套部限制在定位孔内。
26.本实用新型解决上述技术问题所采用的优选的技术方案为：所述第一环形槽上设有第一定位钢珠，所述第二环形槽上设有第二定位钢珠；所述第一定位钢珠与第二定位钢珠在后驱动部的圆周面上相差180度；所述内套部的壁上设有与第一定位钢珠配合的第一定位孔和与第二定位钢珠配合的第二定位孔。
27.本实用新型的另一方案为：同轴往复运动机构，包括动力源、输出轴、受动力源驱动可转动的转轴套；
28.所述输出轴包括前轴部和后驱动部，且受转动限制结构束缚不可径向转动；
29.所述转轴套包括内套部和连接动力源的连接部，所述后驱动部伸入所述内套部；
30.所述后驱动部设有至少一条环绕在该轴表面的斜向的环形槽；
31.所述内套部的内壁设有定位钢珠，所述定位钢珠与所述环形槽配合；
32.所述转轴套受动力源驱动转动时，所述定位钢珠作用于环形槽，在其沿着环形槽滚动的过程中迫使受径向束缚的输出轴轴向往复运动。
33.本实用新型的另一方案为：设备，包括壳体、电池及所述同轴往复运动机构，所述同轴往复运动机构设置于所述壳体的内腔中，所述输出轴的前轴部伸出壳体前侧，所述壳
体的后侧设有为作为所述动力源的电机提供电力支持的蓄电池。
34.与现有技术相比，本实用新型的优点是：输出轴位于机构的内芯，其结构的稳定性和强度更为可靠。而且更重要的是无需针对定位钢珠适配的直线槽，也无需设置活动钢珠和与活动钢珠适配的腰型孔，从而使得结构更加简单，制作和装配更加方便，生产成本更低。
附图说明
35.以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
36.图1为本实用新型的一个优选实施例的具有同轴往复运动结构的设备的示意图；
37.图2为本实用新型的一个优选实施例的具有同轴往复运动结构的设备的剖视图；
38.图3为本实用新型的一个优选实施例的具有同轴往复运动结构的设备的爆炸图；
39.图4为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的示意图；
40.图5为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的剖视图；
41.图6为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的剖视图局部；
42.图7为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的输出轴的示意图；
43.图8为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的转轴套的示意图；
44.图9为本实用新型的一个优选实施例的同轴往复运动机构的固定外套的示意图。
具体实施方式
45.以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。
46.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
47.如图1所示，本实施例提供了一种设备，例如成人电动玩具，其包括壳体1、位于壳体1内的同轴往复运动机构，以及连接在同轴往复运动机构的前端且露出于壳体1前部的工作头2。同轴往复运动机构运动使得工作头2前后活动实现直线往复作业。
48.具体地，如图2-6所示，同轴往复运动机构，包括动力源3、输出轴4、受动力源3驱动可转动的转轴套5和固定外套6。应当被理解的是动力源3通常为电机。壳体的后侧设有为作为动力源3的电机提供电力支持的蓄电池20。固定外套6可以为独立配件，也可以为壳体的一部分。
49.如图2-6所示，输出轴4、转轴套5和固定外套6沿同一轴线设置。
50.如图5、6、9所示，固定外套6位于最外层，其包括前侧的颈部61和后侧的外套部62。其中外套部62具有第一腔室k1，颈部61具有连通第一腔室k1的第一通道s1，第一通道s1一直延伸至壳体1的前端面。
51.如图5、6、8所示，转轴套5包括前侧的内套部51和后侧的连接部52。内套部51被同
轴套设于第一腔室k1；连接部52从第一腔室k1穿过第二通道s2向后伸出并连接动力源3。动力源3通过连接部52驱动转轴套5转动。另外内套部51包括前侧开口的第二腔室k2，第二腔室k2及其前侧开口构成了供输出轴4前后移动的通道。
52.如图5、6、7所示，输出轴4包括前轴部41和后驱动部42。而前轴部41依次穿过内套部51的前侧开口、固定外套6的颈部61的第一通道s1和壳体1的前端，并露出壳体1的前端与工作头2同轴连接。后驱动部42伸入到内套部51的第二腔室k2，并可沿第二腔室k2前后移动。
53.如图5-7所示，后驱动部42设有至少一条环绕在该轴表面的斜向的环形槽7，环形槽7相对于该轴横截面具有一定倾斜角度。倾斜角度是决定往复运动行程的关键。再无其他幅度限制条件下，环形槽7在轴现上的投影长度为往复运动的幅度。
54.进一步地，内套部51的内壁设有定位钢珠8。定位钢珠8的球面凸出于内套部51的内壁。且定位钢珠8可在内套部51的内壁侧自由滚动。在本实施例中，内套部51的内壁设有定位孔9，定位钢珠8嵌在定位孔9中，并在定位孔9中滚动。定位钢珠8的下半球与环形槽7配合。转轴套5相对输出轴4转动过程中，定位钢珠8沿着环形槽7的延伸方向活动。
55.如图5-7所示，前轴部41上设有轴向延伸的腰型孔10，固定外套6的颈部61的导向销11穿过腰型孔10。因为导向销11仅能够沿着腰型孔10轴向移动，这就构成了转动限制结构束缚输出轴4不可径向转动，同时也形成了轴向移动的导向结构，减少输出轴4的径向抖动。当然转动限制结构还可以是在前轴部和颈部之间设置平面面等其他方式。如图3、4、9所示，优选地，颈部61设有安装孔h,导向销11穿过安装孔h和腰型孔10。
56.如图4-6所示，转轴套5受动力源3驱动转动时，定位钢珠8因嵌入在其定位孔9中而受迫随转轴套5转动，进而定位钢珠8势必作用于环形槽7的槽壁。因为环形槽7为斜向槽，这就使得定位钢珠8对其的作用力具有轴向的分力，使得在定位钢珠8沿着环形槽7滚动的过程中迫使输出轴4轴向往复运动。
57.需要明确的，环形槽7为一个封闭环形，且相对于该轴横截面具有一定倾斜角度。这就意味着转轴套5转动180度时，定位钢珠8推动输出轴42到达一轴向距离极值，再转动180度，即旋转一周后，定位钢珠84又带动输出轴42回到另一个轴向距离极值。也就是说输出轴4具有往复运动的前限位和后限位。
58.与连杆式和偏心轮式往复机构相比，本实施例中机构呈同轴延伸状态，设备的直径可以做到更小，避免因为输出轴4和输入轴呈角度连接或偏心连接而迫使设备体积增大的情况。
59.而且，在本实施例中，定位钢珠8为滚动机构，在整个往复运动，始终是其的滚动在带动输出轴4的活动，因此滑动摩擦力小，本身活动产生的噪音就小。更重要的是因为环形槽7的设置，使得定位钢珠8的活动具有连贯性，也就是转动一周后输出轴4能自动回位，不需要另外设置回弹机构，这样不仅仅精简了结构，进一步减小了机构所需的体积，更避免了回弹机构运动过程中产生的额外噪音，进一步实现了同轴往复运动机构的小型化，静音化。
60.此外，也正因为结构简单，摩擦力小，运行顺滑，所以本实施例的同轴往复运动机构的使用寿命也比传统的斜盘式往复机构、偏心轮式往复机构或连杆式往复机构来得长。
61.而与申请公布号为cn114673769a的同轴往复运动机构及器具相比，本实施例中输出轴4位于机构的内芯，其结构的稳定性和强度更为可靠。而且更重要的是无需针对定位钢
珠8适配的直线槽，也无需设置活动钢珠和与活动钢珠适配的腰型孔10，从而使得结构更加简单，制作和装配更加方便，生产成本更低。
62.如图5、6、8所示，定位孔9贯穿内套部51，定位钢珠8从内套部51的外侧穿过定位孔9落入环形槽7中，外套部62的内壁与内套部51的外壁之间的间距小于定位钢珠8的半径，定位钢珠8被外套部62限制在定位孔9内。
63.因此在装配时，首先将输出轴4插入到转轴套5中，然后将定位钢珠8从转轴套5的外壁穿过定位孔9进入到转轴套5内侧，并调整输出轴4的轴向位置，使得定位钢珠8落入到输出轴4的环形槽7中。然后将固定外套6从前往后，穿过输出轴4的前轴部41套设在转轴套5外完成装配。可见整个装配过程省时方便，可容易操作，也更有利于自动化装配的实现。
64.应当说明的是，环形槽7可以从前往后倾斜也可以从后往前倾斜，可以仅一条，可以为多条环形槽7，可以多条环形槽7两两之间相互平行，也可以两两之间倾斜角度互为补角。
65.如图6、7所示，本实施例中，后驱动部42上设有前后分布的第一环形槽71和第二环形槽72；第一环形槽71和第二环形槽72倾斜角度互补。
66.第一环形槽71上设有第一定位钢珠81，第二环形槽72上设有第二定位钢珠82；第一定位钢珠81与第二定位钢珠82在后驱动部42的圆周面上相差180度；内套部51的壁上设有与第一定位钢珠81配合的第一定位孔91和与第二定位钢珠82配合的第二定位孔92。这样的设置使得第一定位钢珠81和第二定位钢珠82能够在转轴套5转动时同步同向推动输出轴4，两者之间不会产生干扰是相互协同作用。而且这样的方式，使得输出轴4的两侧都具有导向的滑动结构，避免轴向运动时因受力不均而发生偏斜，进一步保证了整个同轴往复运动机构运动的流畅性，也进一步避免额外摩擦力的产生，为设备静音化提供保障。
67.如图7所示，前轴部41和后驱动部42均为圆柱构造，前轴部41的直径小于后驱动部42。
68.如图5、6所示，第二腔室k2的内径略大于后驱动部42的外径，使得两者之间具有第一活动间隙。第一腔室k1的内径略大于内套部51的外径，外套部62的内壁与内套部51的外壁之间具有第二活动间隙。为保持活动间隙的均匀性，在转轴套5的连接部52和固定外套6的外套部62之间，输出轴4的前轴部41和固定外套6的颈部61之间均设有支撑部件，从而起到周向支撑的作用，保持机构的同轴性。
69.如图3、5所示，颈部61的第一通道s1内设有一润滑套13，润滑套13可以为直线轴承。前轴部41经润滑套13伸出于固定外套6的前端。此外润滑套13还能降低前后运动阻力，进一步保障输出轴4往复运动的顺利进行。
70.外套部62和内套部51内壁之间设有转动轴承14，转动轴承14的设置不仅对转轴套5起到支撑作用，而且也更有利于转轴套5的周向转动。并且转动轴承14后侧用卡簧15固定，以使得转轴套5可转动地被限位在固定外套6内。
71.如图3、5所示，内套部51的前端面远离外套部62的前侧内壁。当输出轴4位于前限位时，后驱动部42的前端与外套部62的前侧内壁之间具有第一距离；当输出轴4位于后限位时，后驱动部42的后端与内套部51的后侧内壁之间具有第二距离。从而避免往复运动中的碰撞，使得设备更加静音，更加安全。
72.以上对本实用新型所提供同轴往复运动机构及器具进行了介绍，本文中应用了具
体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。