一种用于作动缸的单向位移补偿装置

1.本发明涉及精密制造技术领域，尤其涉及一种用于作动缸的单向位移补偿装置。


背景技术：

2.位移补偿装置是精密制造行业不可或缺的装备。现如今许多位移补偿装置都无法很好地满足“一机多用”的要求，基本上只能适应唯一一种特定的工况，若使用场景十分复杂，需要涉及复合运动补偿时，原有的位移补偿装置就无法完成工作。而且，许多位移补偿装置不具备机械锁止的功能，由于工作对象会与位移补偿装置接触，从而产生作用力，若没有机械锁止，那么工作对象的作用力很可能使得位移补偿装置产生逆向移动，从而无法完成精密制造的工作。
3.如果通过合理安排结构，使用合适的机构使得位移补偿装置具有机械锁止功能，同时又能够实现旋转运动和直线运动的补偿，那么该装置就可以适应广泛的使用工况，使用一个装置就可以适配多种多样的机器，以满足不同的精密制造要求。


技术实现要素：

4.针对上述问题，现提供一种具有直线补偿、旋转补偿、旋转-直线复合补偿三种位移补偿形式的用于作动缸的单向位移补偿装置。
5.具体技术方案如下：
6.一种用于作动缸的单向位移补偿装置，具有这样的特征，包括：
7.作动缸，作动缸的活塞杆上安装有连杆；
8.凸轮，凸轮上设有作动槽，作动槽内嵌设有作动滑块，连杆的另一端转动安装于凸轮上；
9.输出腔室，输出腔室内安装有输出齿条及内齿圈，且输出腔室上转动安装有转轴及旋转台，输出齿条的一端连接于作动滑块上，转轴与输出齿条传动连接，且内齿圈可沿旋转台轴向方向移动并与转轴及旋转台传动连接；以及
10.输出壳，输出壳滑动连接于输出腔室上，且输出壳可锁止于输出齿条上；
11.其中，当输出壳锁止于输出齿条上且内齿圈与转轴脱离时输出壳依次在作动缸及输出齿条作动下输出直线动力；当输出壳锁止于输出齿条上且内齿圈与转轴及旋转台传动连接时输出壳依次在作动缸及输出齿条作动下输出直线动力，旋转台依次在作动缸、输出齿条、转轴及内齿圈作用下旋转并输出旋转动力；当输出壳与输出齿条脱离且内齿圈与转轴及旋转台传动连接时旋转台依次在作动缸、输出齿条、转轴及内齿圈作用下旋转并输出旋转动力。
12.上述的单向位移补偿装置，还具有这样的特征，作动槽包括补偿槽段及与补偿槽段相连通的推出槽段，当作动缸的活塞杆作动推出并使作动滑块沿补偿槽段滑动时输出齿条静止不动，当作动缸的活塞杆作动推出并使得作动滑块沿推出槽段滑动时输出齿条作动推出，当作动缸的活塞杆作动推出并使得作动滑块滑动至推出槽段末端时输出齿条锁止。
13.上述的单向位移补偿装置，还具有这样的特征，补偿装置还包括锁止销，锁止销可依次穿过输出腔室及输出壳后穿入输出齿条。
14.上述的单向位移补偿装置，还具有这样的特征，转轴上安装有受动齿及传动齿，且内齿圈键连接于旋转台上，转轴通过受动齿与输出齿条传动连接，且转轴可通过传动齿与内齿圈传动连接。
15.上述的单向位移补偿装置，还具有这样的特征，补偿装置还包括凸轮腔室，凸轮安装于凸轮腔室内。
16.上述方案的有益效果是：
17.1)本发明良好的解决了一般位移补偿装置无法适应多个工作场景的问题，同时也很好的解决了位移补偿装置机械锁止的问题；
18.2)本发明提供的补偿装置可实现直线补偿、旋转补偿、旋转-直线复合补偿三种位移补偿形式，整体具有传递效率高、工作安全可靠、适用范围广泛的优点。
附图说明
19.图1为本发明的实施例中提供的补偿装置的结构示意图；
20.图2为本发明的实施例中提供的补偿装置的部分分解结构示意图；
21.图3为本发明的实施例中提供的输出壳的安装示意图；
22.图4为本发明的实施例中提供的补偿装置的补偿示意图。
23.附图中：1、作动缸；2、连杆；3、凸轮；4、输出腔室；5、输出齿条；6、内齿圈；7、转轴；8、旋转台；9、输出壳；10、补偿槽段；11、推出槽段；12、锁止销；14、受动齿；15、传动齿；16、凸轮腔室。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
27.如图1至图4所示，本发明的实施例中提供的补偿装置包括作动缸1，作动缸1的活塞杆上安装有连杆2；凸轮3，凸轮3上设有作动槽，作动槽内嵌设有作动滑块，连杆2的另一端转动安装于凸轮3上；输出腔室4，输出腔室4内安装有输出齿条5及内齿圈6，且输出腔室4上转动安装有转轴7及旋转台8，输出齿条5的一端连接于作动滑块上，转轴7与输出齿条5传动连接，且内齿圈6可沿旋转台8轴向方向移动并与转轴7及旋转台8传动连接；以及输出壳9，输出壳9滑动连接于输出腔室4上，且输出壳9可锁止于输出齿条5上。
28.本发明中当输出壳9锁止于输出齿条5上且内齿圈6与转轴7脱离时输出壳9依次在作动缸1及输出齿条5作动下输出直线动力；当输出壳9锁止于输出齿条5上且内齿圈6与转轴7及旋转台8传动连接时输出壳9依次在作动缸1及输出齿条5作动下输出直线动力，旋转
台8依次在作动缸1、输出齿条5、转轴7及内齿圈6作用下旋转并输出旋转动力；当输出壳9与输出齿条5脱离且内齿圈6与转轴7及旋转台8传动连接时旋转台8依次在作动缸1、输出齿条5、转轴7及内齿圈6作用下旋转并输出旋转动力。
29.具体的，本发明中补偿装置还包括锁止销12，上述锁止销12可依次穿过输出腔室4及输出壳9后穿入输出齿条5，以将输出壳9锁止于输出齿条5上。
30.具体的，本发明中转轴7上安装有受动齿13(转轴7通过受动齿13与输出齿条5传动连接)及传动齿14，且内齿圈6通过平键键连接于旋转台8上，本发明中内齿圈6可沿平键滑动并与转轴7上传动齿14传动连接，从而使旋转台8依次在作动缸1、输出齿条5、转轴7及内齿圈6作用下旋转并输出旋转动力。
31.为对上述直线位移、旋转位移、旋转-直线复合位移下提供补偿，本发明中凸轮3上作动槽包括补偿槽段10及与补偿槽段10相连通的推出槽段11(本发明中作动槽推出槽段的型线方程为)，式中，ρ为凸轮旋转绕点o到型线上的距离；r为凸轮旋转绕点o到凸轮连接点p之间的距离；s＝2*r；α为qo和op的夹角，p点为连杆2与凸轮3的连接点，q点是连杆2与作动缸1的活塞杆的连接轴点；λ为连杆比，λ＝op的长度/pq的长度；l为初始时刻凸轮旋转绕点o到滑块与凸轮连接点的距离)，这样当输出壳9锁止于输出齿条5上且内齿圈6与转轴7脱离时作动缸1的活塞杆作动推出并使作动滑块沿补偿槽段10滑动，此时补偿槽段10上各点至凸轮旋转绕点o的距离相同(均为l)，作动滑块并没有相对凸轮旋转绕点o运动，此时输出齿条5静止不动，锁止于输出齿条5上的输出壳9也静止不动，从而实现直线补偿；当作动缸1的活塞杆继续作动推出并使作动滑块沿推出槽段11滑动，推出槽段11上各点至凸轮旋转绕点o的距离逐步增大，满足推出槽段的型线方程，此时作动滑块相对凸轮旋转绕点o作直线运动，与作动滑块连接的输出齿条5作直线运动，锁止于输出齿条5上的输出壳9也作直线运动，从而实现直线动力输出。当输出壳9与输出齿条5脱离且内齿圈6与转轴7及旋转台8传动连接时作动缸1的活塞杆作动推出并使作动滑块沿补偿槽段10滑动，补偿槽段10上各点至凸轮旋转绕点o的距离相同(均为l)，此时作动滑块并没有相对凸轮旋转绕点o运动，输出齿条5静止不动，与输出齿条5啮合传动的齿轮13也静止不动，从而实现旋转补偿；当作动缸1的活塞杆继续作动推出并使作动滑块沿推出槽段11滑动，推出槽段11上各点至凸轮旋转绕点o的距离逐步增大，满足推出槽段的型线方程，此时作动滑块相对凸轮旋转绕点o作直线运动，与作动滑块连接的输出齿条5作直线运动，与输出齿条5啮合的齿轮13作旋转运动，从而实现旋转动力输出。当输出壳9锁止于输出齿条5上且内齿圈6与转轴7及旋转台8传动连接时作动缸1的活塞杆作动推出并使作动滑块沿补偿槽段10滑动，补偿槽段10上各点至凸轮旋转绕点o的距离相同(均为l)，此时作动滑块并没有相对凸轮旋转绕点o运动，此时输出齿条5静止不动，与输出齿条5啮合传动的齿轮13也静止不动，锁止于输出齿轮5上的输出壳9也静止不动，从而实现旋转-直线复合补偿；当活塞杆继续作动推出并使作动滑块沿推出槽段11滑动，推出槽段上各点至凸轮旋转绕点o的距离逐步增大，满足推出槽段的型线方程，此时作动滑块相对凸轮旋转绕点o作直线运动，与作动滑块连接的输出齿条5作直线运动，锁止于输出齿条5上的输出壳9也作直线运动，同时与输出齿条5啮合的齿轮13作旋转运动，从而实现直线-旋转动力复合输出。
32.本发明中当滑块运动至推出槽段11末端时输出齿条5、滑块与凸轮连接点、凸轮旋
转绕点o共线(如图4所示)。
33.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。