往复微位移促动装置的制作方法

本发明涉及机械领域，特别涉及一种往复微位移促动装置。

背景技术：

在一些装置或行业中常常需要实现机构的往复微位移，现有技术中通常使用压电陶瓷机构或是精密电机实现，成本普遍较高。例如，在血液动力学检测装置中，用于血液检测的传感器的探针需要能进行垂直方向的往复位移，以模拟人体内血液凝固的生理过程，从而保证检测分析结果的准确性，同时还需要能够调节探针的位置，使其对准样品杯的中心，使测量有一定的一致性。现有技术中或者是采用普通电机仅仅实现低精度位移控制，或者是采用精密电机及复杂的控制电路来实现，或者是采用价格较贵且容易损坏的压电陶瓷机构实现，导致存在或精度不够、或成本过高等缺陷，难以满足行业的需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种往复微位移促动装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种往复微位移促动装置，所述微位移促动机构包括底板、设置于所述底板上的电机、与所述电机驱动连接的端面凸轮、配合插设在所述端面凸轮上开设的端面槽中的从动销、与所述从动销固接且底面与所述底板可滑动连接的下楔形块、通过楔形面可滑动设置在所述下楔形块上的上楔形块、固接于所述上楔形块底部的直线轴承以及上端插设在所述直线轴承中且下端与所述底板固接的导向轴。

优选的是，其中，电机带动所述端面凸轮转动，在所述端面槽与从动销配合下，所述下楔形块在所述底板上往复滑动；在所述导向轴的限制下，下楔形块在水平面内的往复滑动带动所述上楔形块在垂直面内上下往复运动。

优选的是，所述电机的输出轴上连接有联轴器，所述端面凸轮通过传动轴与所述联轴器的输出端连接；

优选的是，所述传动轴上还设置有轴承组件，所述轴承组件与所述底板连接。

优选的是，所述下楔形块通过平面导轨与所述底板可滑动连接；

所述下楔形块的上端面设置有第一楔形面，所述上楔形块的下端面设置有第二楔形面，所述第二楔形面通过斜面导轨与所述第一楔形面可滑动连接。

所述平面导轨和斜面导轨均为交叉滚柱导轨。

优选的是，还包括设置在所述微位移促动机构上的位置调节机构，所述位置调节机构包括与所述上楔形块连接的位移转接板、与所述位移转接板底面连接的挡板、与所述挡板底面连接的外套筒、插设在所述外套筒内的连接杆、设置在所述外套筒上的用于调节所述连接杆在外套筒中的位置的若干调节组件及设置在所述外套筒上的用于对所述连接杆进行锁紧的拉环组件；

所述位置调节机构用于对所述连接杆的位置进行调节，所述微位移促动机构用于实现所述连接杆在垂直方向的往复位移。

优选的是，所述外套筒的侧部开设有多个调节螺纹孔，所述调节组件包括配合插设在所述调节螺纹孔内的调节螺母、配合插设在所述调节螺母内的调节螺钉以及设置在所述调节螺钉上的锁紧螺母，所述调节螺钉的内端设置有用于顶压所述连接杆的外壁的第一顶球；

在所述外套筒上且处于所述调节螺纹孔的对侧还设置有铜片弹簧。

优选的是，所述外套筒的侧壁上开设有用于设置所述铜片弹簧的铜片槽孔，所述铜片弹簧为折形铜片，其包括固接在所述铜片槽孔上的竖直片部以及与所述竖直片部连接的弹性倾斜片部，所述弹性倾斜片部伸入所述外套筒内部并顶压在所述连接杆的外壁上。

优选的是，所述连接杆的顶端设置有用于与所述挡板的底面顶压的第二顶球。

优选的是，所述拉环组件包括固接在所述外套筒的外壁上的拉环座、可伸缩插设在所述拉环座上开设的拉杆孔内的拉杆、连接于所述拉杆外端的拉环帽、套设在所述拉杆上的弹簧以及连接于所述拉杆内端上的拉环，所述弹簧的一端与所述拉环座连接且另一端与所述拉环帽连接，所述拉环套设在所述连接杆上。

优选的是，其中，所述电机带动所述端面凸轮转动，在所述端面槽与从动销配合下，所述下楔形块在所述底板上往复滑动；在所述导向轴的限制下，下楔形块在水平面内的往复滑动带动所述上楔形块在垂直面内上下往复运动，从而带动所述位置调节机构上下往复运动。

本发明的有益效果是：本发明通过采用凸轮楔形微位移促动机构实现机构的高精度往复微位移，可通过成本低廉的普通电机实现精度高位移输出，在满足精度的前提下能大大降低装置的成本；本发明可通过改变楔形块的斜面比例或端面凸轮的导程能够有效改变垂直方向往复运动的行程；本发明的位置调节机构能实现微位移促动机构上的从动件的空间位置的精确调节。

附图说明

图1为本发明的往复微位移促动装置的结构示意图；

图2为本发明的微位移促动机构的结构示意图；

图3为本发明的微位移促动机构的另一个视角的结构示意图；

图4为本发明的微位移促动机构的剖视图；

图5为本发明的端面凸轮的结构示意图；

图6为本发明的位置调节机构的结构示意图；

图7为本发明的调节组件的剖视结构示意图；

图8为本发明的拉环组件的剖视结构示意图；

图9为本发明的外套筒的结构示意图；

图10为一种实施例中将本发明的位置调节机构与血液检测装置配合使用的结构示意图；

图11为一种实施例中将本发明的往复微位移促动装置应用于血液动力学检测装置中的结构示意图。

附图标记说明：

1—机架；

2—血液检测装置；20—探针；

3—微位移促动机构；30—底板；31—电机；32—端面凸轮；33—从动销；34—下楔形块；35—上楔形块；36—直线轴承；37—导向轴；300—联轴器；301—轴承组件；302—平面导轨；320—传动轴；321—端面槽；340—第一楔形面；341—斜面导轨；350—第二楔形面；

4—位置调节机构；40—位移转接板；41—挡板；42—外套筒；43—连接杆；44—调节组件；45—拉环组件；46—铜片弹簧；47—铜片槽孔；420—调节螺纹孔；430—第二顶球；440—调节螺母；441—调节螺钉；442—锁紧螺母；443—第一顶球；444—第一上调节组件；445—第一下调节组件；446—第二上调节组件；447—第二下调节组件；450—拉环座；451—拉杆；452—拉环帽；453—弹簧；454—拉环；460—竖直片部；461—弹性倾斜片部；

5—样品杯。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-11所示，本实施例的一种往复微位移促动装置，包括：微位移促动机构3和设置在所述微位移促动机构3上的位置调节机构4；

所述微位移促动机构3包括底板30、设置于所述底板30上的电机31、与所述电机31驱动连接的端面凸轮32、配合插设在所述端面凸轮32上开设的端面槽321中的从动销33、与所述从动销33固接且底面与所述底板30可滑动连接的下楔形块34、通过楔形面可滑动设置在所述下楔形块34上的上楔形块35、固接于所述上楔形块35底部的直线轴承36以及上端插设在所述直线轴承36中且下端与所述底板30固接的导向轴37；

所述位置调节机构4包括与所述上楔形块35连接的位移转接板40、与所述位移转接板40底面连接的挡板41、与所述挡板41底面连接的外套筒42、插设在所述外套筒42内的连接杆43、设置在所述外套筒42上的用于调节所述连接杆43在外套筒42中的位置的若干调节组件44及设置在所述外套筒42上的用于对所述连接杆43进行锁紧的拉环组件45。

本发明中，通过电机31带动所述端面凸轮32转动，在所述端面槽321与从动销33配合下，带动所述下楔形块34在所述底板30上往复滑动；在所述导向轴37的限制下，通过下楔形块34在水平面内的往复滑动带动所述上楔形块35在垂直面内上下往复运动，从而带动所述位置调节机构4上下往复运动。

所述位置调节机构4用于对所述连接杆43的位置进行调节，所述微位移促动机构3用于实现所述连接杆43在垂直方向的往复位移。

本发明用于实现连接杆43上连接的从动件在垂直方向的往复微位移，且能精确调节连接杆43上的从动件的精确位置。本发明可应用于需实现机构往复微位移的装置中，例如应用于血液分析装置中，通过将用于血液检测的的凝血检测装置(例如专利cn106153439b中公开的凝血检测装置)固定在本发明的连接杆43上，即可实现凝血检测装置在垂直方向的往复微位移，通过调节凝血检测装置的空间位置，便于精确调节凝血检测装置的探针20插入待检测的血液样品中的位置，然后通过凝血检测装置在垂直方向的往复微位移，以模拟人体内血液凝固的生理过程，从而保证检测分析结果的准确性。当然，本发明也可应用于其他需实现机构往复微位移的装置中。

在一种实施例中，所述电机31的输出轴上连接有联轴器300，所述端面凸轮32通过传动轴320与所述联轴器300的输出端连接；所述传动轴320上还设置有轴承组件301，所述轴承组件301与所述底板30连接。轴承组件301约束传动轴320上的端面凸轮32的空间位置并保证较高精度的旋转精度。端面凸轮32的槽根据微位移促动机构3需实现的往复运动路径与时间的关系来确定，端面槽321的设计根据单周期的往复运动随角度的变化的曲线卷成一个圆柱。即端面凸轮32的端面槽321沿圆周方面的展开就是往复运动一个周期的运动路径。

其中，所述下楔形块34通过平面导轨302与所述底板30可滑动连接；所述下楔形块34的上端面设置有第一楔形面340，所述上楔形块35的下端面设置有第二楔形面350，所述第二楔形面350通过斜面导轨341与所述第一楔形面340可滑动连接。在更为优选的实施例中，所述平面导轨302和斜面导轨341均为交叉滚柱导轨。

上述实施例中，微位移促动机构3的工作原理为：电机31通过联轴器300、传动轴320带动所述端面凸轮32转动，在所述端面槽321与从动销33配合下，端面槽321带动从动销33水平往复运动，再通过从动销33带动所述下楔形块34在所述底板30上水平往复滑动；在所述导向轴37的限制下，通过下楔形块34在水平面内的往复滑动带动所述上楔形块35在垂直面内上下往复运动，从而带动与上楔形块35连接的所述位置调节机构4上下往复运动。上楔形块35与下楔形块34经由斜面导轨341形成导轨副，即上楔形块35沿下楔形块34斜面相对运动。直线轴承36固定在上楔形块35上，与导向轴37相对导向轴37的轴向方向相对滑动，导向轴37固定在底板30上，且保证较好的垂直度。这样就限定了上楔形块35只能沿导向轴37的轴向方向垂直运动。在下楔形块34水平运动时，上楔形块35相对下楔形块34沿斜面相对运动，另一方面由于导向轴37的存在，上楔形块35不得不沿垂直方向运动，从而使得上楔形块35只能被下楔形块34顶起或者拉下而不会被下楔形块34带产生水平方向位移。下楔形块34的斜面的坡度可以根据精度要求和行程需求设计成是1:5、1:10、1:20等比例。以1:10为例，当下楔形块34沿水平方向运动运动10个单位长度时，上楔形块35沿垂直方向上升或下降1个单位长度，同样由于传动而在水平方向产生的误差在垂直方向将缩小10倍。从而实现了垂直方向的高精度的往复直线微位移。

在一种实施例中，所述外套筒42的侧部开设有多个调节螺纹孔420，所述调节组件44包括配合插设在所述调节螺纹孔420内的调节螺母440、配合插设在所述调节螺母440内的调节螺钉441以及设置在所述调节螺钉441上的锁紧螺母442，所述调节螺钉441的内端设置有用于顶压所述连接杆43的外壁的第一顶球443；在所述外套筒42上且处于所述调节螺纹孔420的对侧还设置有铜片弹簧46。

其中，所述外套筒42的侧壁上开设有用于设置所述铜片弹簧46的铜片槽孔47，所述铜片弹簧46为折形铜片，其包括固接在所述铜片槽孔47上的竖直片部460以及与所述竖直片部460连接的弹性倾斜片部461，所述弹性倾斜片部461伸入所述外套筒42内部并顶压在所述连接杆43的外壁上。

其中，所述连接杆43的顶端设置有用于与所述挡板41的底面顶压的第二顶球430。连接杆43的顶端通过第二顶球430与所述挡板41的底面顶压，通过球面与平面的接触能便于连接杆43的位置的调节。

其中，所述拉环组件45包括固接在所述外套筒42的外壁上的拉环座450、可伸缩插设在所述拉环座450上开设的拉杆451孔内的拉杆451、连接于所述拉杆451外端的拉环帽452、套设在所述拉杆451上的弹簧453以及连接于所述拉杆451内端上的拉环454，所述弹簧453的一端与所述拉环座450连接且另一端与所述拉环帽452连接，所述拉环454套设在所述连接杆43上。拉环组件45用于锁紧连接杆43，防止连接杆43向下掉出外套筒42，同时也能便于连接杆43在外套筒42内位置的调节。

参照图8，拉环组件45工作原理为：安装连接杆43时，需使连接杆43上端的第二顶球430顶压在挡板41的底面，需要调节连接杆43的上下位置，此时先按下拉环帽452(即向右按压拉环帽452)，拉杆451向外套筒42内插入(即向右)，带动拉环454向右移动，拉环454不再拉紧连接杆43，解除对连接杆43的固定，然后向上推动连接杆43到最上端；然后松开拉环帽452，弹簧453的弹力作用将拉环帽452向左顶，通过拉杆451带动拉环454向左移动，拉环454勾紧连接杆43，使连接杆43不会下落，然后通过调节组件44调节好连接杆43的位置即可。

调节组件44的工作原理为：调节螺母440固定在外套筒42上，通过旋转调节螺钉441，使调节螺钉441在调节螺母440左右移动，调节螺钉441向内运动时则顶压连接杆43，使其移动，调节好后转动锁紧螺母442进行锁紧；铜片弹簧46中的弹性倾斜片部461顶压在连接杆43上，使连接杆43与调节螺钉441的内端始终接触，且提供连接杆43的回程动力。具体的，参照图7，例如当旋转调节螺钉441，使其向外套筒42内部移动(向左)，顶压在连接杆43上，使连接杆43向左移动；当旋转调节螺钉441，使其向外套筒42外部移动(向右)时，调节螺钉441对面的；铜片弹簧46顶压连接杆43，使连接杆43向右移动，通过若干个调节组件44即可实现连接杆43的左右前后以及空间角度的调节。

参照图10，在更为优选的实施例中，所述调节组件44包括4组，分别为第一上调节组件444、第一下调节组件445、第二上调节组件446、第二下调节组件447；

其中，所述第一上调节组件444和第一下调节组件445沿竖直方向依次设置在所述外套筒42的外壁上，构成第一调节组件单元；所述第二上调节组件446和第二下调节组件447沿竖直方向依次设置在所述外套筒42的外壁上，构成第二调节组件单元；所述第一上调节组件444和第二上调节组件446在同一水平面内，且夹角为90°；所述第一下调节组件445和第二下调节组件447在同一水平面内，且夹角为90°。所述铜片弹簧46包括第一铜片弹簧和第二铜片弹簧，分别与所述第一调节组件单元和第二调节组件单元正对。从而通过第一上调节组件444、第一下调节组件445、第二上调节组件446、第二下调节组件447可实现连接杆43的左右前后以及空间角度的调节。

参照图10和11，在一种实施例中，将本发明应用于血液动力学检测装置中，微位移促动机构3和位置调节机构4安装在机架1上，连接杆43的底部连接血液检测装置2，血液检测装置2下方设置样品杯5，位置调节机构4调节血液检测装置2上的探针20的位置，以使探针20对准样品杯5的中心，使测量有一定的一致性；微位移促动机构3用于实现探针20在垂直方向的往复微位移，以模拟人体内血液凝固的生理过程，从而保证检测分析结果的准确性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。