一种浮动齿轮驱动的平行四边形机构的制作方法

1.本发明涉及一种平行四边形机构和结构，尤其是涉及一种浮动齿轮驱动的可平稳运动的平行四边形机构。


背景技术：

2.平行四边形机构在使用中，最常见的方法是其中的一个连架杆作为主动件，连杆和另一个连架杆作为从动件。在理论上，该机构的两个连架杆转速一致，连杆则做平行运动；但实际上，由于制造误差和铰链内间隙的存在，两个连架杆的转速并不一致，同时连杆的运动也不平行。由于该机构在四杆共线位置时的传动角为零，因而在这个位置附近的传力特性很差：这不仅导致机构在这个位置附近运动速度波动很大，甚至可能引起从动连架杆的反转，出现运动不确定的问题。因而，如何提高平行四边形机构在实际使用中的平稳性是一个需要解决的问题。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浮动齿轮驱动的平行四边形机构，以提高平行四边形机构在实际使用中的平稳性。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.本发明在平行四边形机构的两个连架杆上分别固连有两个齿轮作为定轴齿轮，在两个定轴齿轮之间安装有相互啮合的奇数个齿轮作为浮动齿轮，其中位于正中间的浮动齿轮安装在一个弹性支架上，对其余的浮动齿轮和定轴齿轮形成径向压力；其余的浮动齿轮轮均安装在滑块上，使得位于正中间的浮动齿轮产生的径向压力能够直接或经由其余的浮动齿轮依次传递到两个定轴齿轮上。
6.所述的弹性支架由中心体、位于中心体两侧的支撑头以及连接中心体和支撑头的梁组成，中心体内安装有位于正中间的浮动齿轮，中心体和两侧的支撑头之间分别通过一根梁相连；产生径向力的方法是将两个支撑头强制卡入固定的滑槽中，梁中产生的弯曲变形通过中心体作用于正中间的浮动齿办形成所需的压力。
7.本发明的浮动齿轮驱动的平行四边形机构，可用于单屏圆周平动位图式体积显示，以减少振动和噪声。本发明机构本身是对平行四边形机构的一种改良，也可用于平行杆连轴器，升降平台，定向送料器等。
8.本发明具有的有益效果是：
9.本发明机构采用相互啮合的齿轮在平行四边形机构两个连架杆之间增加了一条传动链，与通过连杆的传动链并行。这将克服单独使用平行四边形机构时在四杆共线位置附近机构传力特性太差的问题，从而显著减少机构的振动。同时，本发明采用了安装在弹性支架和滑块上的浮动齿轮，这不仅可以克服制造误差产生的在两条并行传动链之间的同步性矛盾，而且可以消除齿轮传动侧隙，从而减少机构的运行噪声。在需要用到平行四边形机构、特别是对噪声要求较高的场合有着良好的应用前景。
附图说明
10.图1是含有一个浮动齿轮的机构运动简图；
11.图2是含有三个浮动齿轮的机构运动简图；
12.图3是正中间的浮动齿轮实现浮动的一种具体实施例。
13.图中：1、连架杆，2、连杆，3、连架杆，4、机架，5、定轴齿轮，6、定轴齿轮，7、浮动齿轮，8、滑块，9、滑块，10、弹性支架，11、浮动齿轮，12、滑块，13、滑块，14、浮动齿轮，15、中心体，16、梁，17、支撑头。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。
15.有一个平行四边形机构，在机架的两个铰链上分别安装有两个相同的齿轮作为定轴齿轮，这两个定轴齿轮与两个连架杆分别固连；在两个定轴齿轮之间安装有相互啮合的奇数个齿轮作为浮动齿轮，其中位于正中间的浮动齿轮安装在一个弹性支架上，对两侧与之啮合的其余浮动齿轮和定轴齿轮形成径向压力；其余的浮动齿轮均安装在滑动副上，滑动副的滑动方向沿着回转轮之间的中心距方向，使得位于正中间的浮动齿轮产生的径向压力能够经其余的浮动齿轮依次传递到两个定轴齿轮上。
16.本发明中的定轴齿轮和浮动齿轮的旋转轴均位于自身的中心轴处。
17.如图1和图2所示，平行四边形机构由四个杆件铰接而成，其中一杆件固定作为机架4，与机架4铰接的两杆分别为连架杆1和连架杆3，连架杆1和连架杆3的另一端分别与连杆2铰接形成一个平行四边形。机架4两端铰链处分别同轴安装有定轴齿轮5和定轴齿轮6，定轴齿轮5和连架杆1固连即保持同步旋转，定轴齿轮6和连架杆3固连即保持同步旋转。定轴齿轮5带动连架杆1绕自身对应的铰链主动旋转，定轴齿轮6带动连架杆3绕自身对应的铰链被动旋转。
18.当浮动齿轮数量为一时：含有一个浮动齿轮的机构如图1所示，定轴齿轮5和定轴齿轮6之间设有一个浮动齿轮7，浮动齿轮7通过弹性浮动结构安装于机架4上，且浮动齿轮7分别与定轴齿轮5和定轴齿轮6啮合。
19.图1是含有一个浮动齿轮的机构运动简图。其中的连架杆1、连杆2、连架杆3和机架4构成一个平行四边形机构。定轴齿轮5与连架杆1固连成一体；定轴齿轮6与连架杆3固连成一体；浮动齿轮7与定轴齿轮5和定轴齿轮6同时啮合，通过铰链安装在一个弹性支架10上，该弹性支架的两端分别通过铰链安装在滑块8和滑块9上，滑块8和滑块9与机架4分别构成移动副。
20.当浮动齿轮数量为三时：含有三个浮动齿轮的机构如图2所示，定轴齿轮5和定轴齿轮6之间设有三个浮动齿轮7、11、14，位于正中间的浮动齿轮7通过弹性浮动结构安装于机架4上，其余两个浮动齿轮11、14分别位于浮动齿轮7的两侧且与之啮合，同时分别与定轴齿轮5和定轴齿轮6啮合，两个浮动齿轮11、14分别通过铰链安装在滑块12、13上，滑块12、13与机架4构成滑动副。
21.图2是含有三个浮动齿轮的机构运动简图。其中的连架杆1、连杆2、连架杆3和机架4构成平行四边形机构。定轴齿轮5与连架杆1固连成一体；定轴齿轮6与连架杆3固连成一体；正中间的浮动齿轮7与浮动齿轮11和浮动齿轮14同时啮合，通过铰链安装在一个弹性支
架上10上，该弹性支架的两端分别通过铰链安装在滑块8和滑块9上，滑块8和滑块9与机架4分别构成移动副；浮动齿轮11与浮动齿轮7和定轴齿轮5同时啮合，通过铰链安装在滑块12上，滑块12与机架4构成称动副；浮动齿轮14与浮动齿轮7和定轴齿轮6同时啮合，通过铰链安装在滑块14上，滑块14与机架4构成移动副。
22.正中间的浮动齿轮7与浮动齿轮11和浮动齿轮14同时啮合，浮动齿轮11与定轴齿轮5和浮动齿轮7同时啮合，通过铰链安装在滑块12上，滑块12与机架4构成移动副；浮动齿轮14与定轴齿轮6和浮动齿轮7同时啮合，通过铰链安装在滑块14内，滑块14与机架4构成滑动副。
23.弹性浮动结构包括机架4、滑块8、滑块9和弹性支架10，布置于机架4的中间侧方，正中间的浮动齿轮7与弹性支架10铰接，弹性支架10分别和两个滑块8、9铰接，两个滑块8、9分别与机架4构成移动副，滑动方向与机架4上的两个固定铰链的连线相平行。
24.浮动齿轮11、14分别铰接于滑块12、13，滑块12、13分别与机架4构成移动副，滑动方向使得浮动齿轮7产生的径向压力能够经由浮动齿轮11、14分别传递到两个定轴齿轮5、6上；所示方案将滑块安装在机架4上的两个固定铰链的连线之间，达成这一目标。
25.一种正中间的浮动齿轮实现浮动的弹性浮动结构包括弹性支架10和位于两侧的机架4上的滑槽，弹性支架10的中间为中心体15，其上开设圆孔，浮动齿轮7的旋转轴安装于中心体15的圆孔内，中心体15分别经各自的梁16和两个支撑头17连接，两个支撑头17被强制卡入机架4上的滑槽中并可沿滑槽移动，产生弹性形变并形成所需的压力；两个支撑头17作为滑块，滑槽作为导轨，这样支撑头17在机架4的滑槽中可以滑动，形成了两个简化掉滑块8和滑块9的移动副。
26.图3是正中间的浮动齿轮实现浮动的一种具体实施例。中心体15圆孔内安装浮动齿轮7，中心体15通过两侧梁16与支撑头17相连；安装时两端的支撑头17被强制卡入机架4上的滑槽中，产生弹性形变并形成所需的压力；同时支撑头17在机架4的滑槽中可以滑动，形成了两个简化掉滑块8和滑块9的移动副。
27.本发明的工作过程原理情况是：
28.在定轴齿轮5受外力驱动转动时，带动连架杆1同步转动，进而带动从定轴齿轮6和连架杆3相应同步转动。此时，正中间的浮动齿轮7在弹性浮动结构的作用下向靠近机架4一侧的方向始终压靠，进而对与之啮合的浮动齿轮并经浮动齿轮传递到两个定轴齿轮上形成径向压力，或者直接对两个定轴齿轮形成径向压力，形成浮动齿轮驱动。在实现消除齿轮传动中侧隙和减少机构的振动的同时，也消除了齿轮传动链与连杆传动链之间因制造误差产生的同步性矛盾，提高机构运行稳定性，减少运行噪声。