本發(fā)明涉及一種同步聯(lián)動裝置。

背景技術(shù)：

在各種機電產(chǎn)品和設(shè)備中，廣泛存在多個旋轉(zhuǎn)軸按一定轉(zhuǎn)動比同步轉(zhuǎn)動的聯(lián)動裝置，這種聯(lián)動裝置通常采用齒輪、傘齒輪、同步帶及連桿等實現(xiàn)多個旋轉(zhuǎn)軸同步聯(lián)動。

齒輪傳動振動和噪聲較大，同時因存在磨損，使用壽命也受到局限，當(dāng)需要同步的轉(zhuǎn)軸數(shù)量眾多時，中間零件較多，機構(gòu)比較復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：

為了克服齒輪傳動震動和噪音較大以及多轉(zhuǎn)軸機構(gòu)復(fù)雜的問題，本發(fā)明通過曲線導(dǎo)軌約束導(dǎo)向桿，實現(xiàn)多個旋轉(zhuǎn)軸同步聯(lián)動；采用的導(dǎo)軌曲線圓滑，震動較小；當(dāng)同步旋轉(zhuǎn)部件數(shù)量較多時，無須增加中間傳動件，從而簡化了結(jié)構(gòu)；尤其是采用磁力導(dǎo)軌時，因避免了直接機械接觸，可降低噪音，延長使用壽命，降低制造成本。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

采用一種720度封閉的圓內(nèi)旋輪線曲線導(dǎo)軌，約束多個子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸上連接的導(dǎo)向桿，實現(xiàn)主轉(zhuǎn)輪與子轉(zhuǎn)輪的同步聯(lián)動。如圖1所示，半徑為r2的子轉(zhuǎn)輪2，其軸心繞主轉(zhuǎn)輪1的軸心o以半徑為r1的圓周轉(zhuǎn)動，同時子轉(zhuǎn)輪以1：2的轉(zhuǎn)速比自轉(zhuǎn)，在此聯(lián)動過程中，子轉(zhuǎn)輪外周兩個中心對稱端點a和b的運動軌跡為同一條720度封閉的圓內(nèi)旋輪線3；

其中a點曲線方程為：

xa=r1*cos(t)+r2*sin(t/2)；

ya=r1*sin(t)-r2*cos(t/2)；

t=0~720度；

b點曲線方程為：

xb=r1*cos(t)-r2*sin(t/2)；

yb=r1*sin(t)+r2*cos(t/2)；

t=0~720度；

相對的，當(dāng)半徑為r2的子轉(zhuǎn)輪2的軸心c繞主轉(zhuǎn)輪1的軸心o以半徑為r1的圓周轉(zhuǎn)動，且子轉(zhuǎn)輪外周兩個中心對稱端點a和b受所述720度封閉的圓內(nèi)旋輪線約束沿該曲線運動，子轉(zhuǎn)輪將以與主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速比為1：2的轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)。

該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，但是，當(dāng)子轉(zhuǎn)輪在經(jīng)過t=180度和t=540度位置時，曲線約束子轉(zhuǎn)輪的受力方向通過子轉(zhuǎn)輪軸心c，存在在特定工況下可能卡死的死點，為此，本發(fā)明還提供了一種中心對稱的兩條疊加曲線導(dǎo)軌，每個子轉(zhuǎn)輪可以有4個導(dǎo)向桿，分別受兩條曲線導(dǎo)軌約束，兩條曲線導(dǎo)軌的死點位置相差一定角度，保證了4個導(dǎo)向桿不會同時處于死點位置，從而有效解決了死點問題。

針對曲線導(dǎo)軌約束結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了3種方案，分別是滑槽導(dǎo)軌、磁性導(dǎo)軌、帶滑槽的磁性導(dǎo)軌；滑槽導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，磁性導(dǎo)軌噪音低，帶滑槽的磁性導(dǎo)軌噪音低、可靠性高。

有益效果：

本發(fā)明特別適用于帶旋轉(zhuǎn)葉片的各種流體驅(qū)動裝置，可廣泛應(yīng)用于貫流風(fēng)機、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機、滾翼直升飛機、造流泵、河流發(fā)電機、船舶推進裝置中，實現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提升能效、降低噪聲的目的。

附圖說明

圖1是720度封閉的圓內(nèi)旋輪線曲線方程示意圖

圖2是采用單一曲線的導(dǎo)軌輪平面圖

圖3是同步聯(lián)動機構(gòu)的主視圖

圖4是圖3采用滑槽導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的a-a向剖視圖

圖5是圖3采用磁性導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的a-a向剖視圖

圖6是圖3采用帶滑槽的磁性導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的a-a向剖視圖

圖7是采用2條曲線疊加的導(dǎo)軌輪平面圖

圖8疊加導(dǎo)軌的同步聯(lián)動機構(gòu)的主視圖

具體實施方式

如圖2~4所示，本實施例提供了一種6個均布子轉(zhuǎn)輪的同步聯(lián)動裝置，由主轉(zhuǎn)輪11、主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12、子轉(zhuǎn)輪21、子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22、導(dǎo)向桿23、導(dǎo)軌輪31及曲線導(dǎo)軌32組成；所述主轉(zhuǎn)輪11沿徑向均勻分布6個子轉(zhuǎn)輪21，每個所述子轉(zhuǎn)輪21通過所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22穿過所述主轉(zhuǎn)輪11對應(yīng)的子軸孔活動連接，每個所述子轉(zhuǎn)輪21的所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心到所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12軸心的距離相等，每個所述子轉(zhuǎn)輪21的所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心與所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12軸心平行；每個所述子轉(zhuǎn)輪21上以所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心為中心沿徑向均布有2個與所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心平行的所述導(dǎo)向桿23；所述導(dǎo)向桿23與所述曲線導(dǎo)軌32活動連接。

所述導(dǎo)軌輪31上裝有所述曲線導(dǎo)軌32，所述曲線導(dǎo)軌32的曲線，為一種720度封閉的圓內(nèi)旋輪線，如圖1所示，圖中a點曲線方程為：

xa=r1*cos(t)+r2*sin(t/2)；

ya=r1*sin(t)-r2*cos(t/2)；

t=0~720度；

其中r1為所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心到曲線坐標(biāo)原點o的距離；

所述坐標(biāo)原點與所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12軸心重合；

r2為所述導(dǎo)向桿23中心到所述子轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸22軸心的距離；

t為所述主轉(zhuǎn)輪11繞所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)角；

xa、ya為所述導(dǎo)軌輪31上所述曲線導(dǎo)軌32中心線上任意一點的的平面坐標(biāo)值，坐標(biāo)原點為所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12軸心o。

在所述導(dǎo)軌輪31上所述曲線坐標(biāo)原點o的位置上有一個與所述曲線導(dǎo)軌32平面垂直的軸孔，所述導(dǎo)軌輪31通過該軸孔套接在所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12上活動連接。

所述曲線導(dǎo)軌32為凹槽結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向桿23插接在對應(yīng)的所述曲線導(dǎo)軌32的凹槽中，當(dāng)所述主轉(zhuǎn)輪11轉(zhuǎn)動時，所述導(dǎo)向桿23受所述曲線導(dǎo)軌32滑槽的約束聯(lián)動，使所述子轉(zhuǎn)輪21與所述主轉(zhuǎn)輪11按照1：2的轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)動。

滑槽導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣泛。

進一步的，為避免機械摩擦，可采用磁性導(dǎo)軌代替滑槽導(dǎo)軌，如圖5所示，所述曲線導(dǎo)軌32與所述導(dǎo)向桿23均為磁性材料，所述導(dǎo)向桿23沿所述曲線導(dǎo)軌32所在平面垂直方向充磁，所述曲線導(dǎo)軌32與所述導(dǎo)向桿23之間保持一個微小的間隙；當(dāng)所述主轉(zhuǎn)輪11轉(zhuǎn)動時，所述曲線導(dǎo)軌32通過磁力引導(dǎo)所述導(dǎo)向桿23沿所述曲線導(dǎo)軌32運動。

磁性導(dǎo)軌為柔性約束，沒有機械接觸，噪聲小，但由于是非剛性約束，當(dāng)子轉(zhuǎn)輪受到較大力矩沖擊時，可能出現(xiàn)子轉(zhuǎn)輪脫軌的情況。

進一步的，為了避免磁性導(dǎo)軌子轉(zhuǎn)輪可能脫軌的情況，可采用帶滑槽的磁性導(dǎo)軌，如圖6所示，曲線導(dǎo)軌32安裝在所述曲線導(dǎo)軌32凹槽中，所述曲線導(dǎo)軌32凹槽約束所述導(dǎo)向桿23在運動過程中不超出所述曲線導(dǎo)軌32凹槽限定的空間。

帶滑槽的磁性導(dǎo)軌結(jié)合了凹槽導(dǎo)軌和磁性導(dǎo)軌的優(yōu)點，是本實施例的優(yōu)選方案。

進一步的，為了使同步聯(lián)動更流暢平滑，可采用中心對稱的兩條疊加曲線導(dǎo)軌，如圖7所示。

圖8所示是一種6個均布子轉(zhuǎn)輪采用疊加導(dǎo)軌的同步聯(lián)動裝置，其特征在于曲線導(dǎo)軌32由二條720度封閉的圓內(nèi)旋輪線疊加而成，二條所述曲線導(dǎo)軌32的曲線以主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)軸12中心對稱，對應(yīng)的每個所述子轉(zhuǎn)輪21上均布有4個所述導(dǎo)向桿23。由于兩條曲線導(dǎo)軌的死點位置相差180度，因此可以有效克服在特定工況下可能的死點問題，是本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方案。

以上所述，僅是發(fā)明的較佳實施方式，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明實質(zhì)對以上實施方式所作的任何修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種同步聯(lián)動裝置，所述同步聯(lián)動裝置由導(dǎo)軌輪、主轉(zhuǎn)輪及多個子轉(zhuǎn)輪組成；當(dāng)所述主轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動時，所述導(dǎo)軌輪通過720度封閉的圓內(nèi)旋輪線曲線導(dǎo)軌，驅(qū)動帶對稱導(dǎo)向桿的多個所述子轉(zhuǎn)輪同步轉(zhuǎn)動，所述子轉(zhuǎn)輪與所述主轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速比為1：2。針對曲線導(dǎo)軌約束結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了3種方案，分別是滑槽導(dǎo)軌、磁性導(dǎo)軌、帶滑槽的磁性導(dǎo)軌；滑槽導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，磁性導(dǎo)軌噪音低，帶滑槽的磁性導(dǎo)軌噪音低、可靠性高。本發(fā)明特別適用于帶旋轉(zhuǎn)葉片的各種流體驅(qū)動裝置，可廣泛應(yīng)用于貫流風(fēng)機、垂直軸風(fēng)力發(fā)電機、滾翼直升飛機、造流泵、河流發(fā)電機、船舶推進裝置中，實現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提升能效、降低噪聲的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：吳其兵
受保護的技術(shù)使用者：吳其兵
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.31
技術(shù)公布日：2017.08.25