一种凸轮恒力机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105650221A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610162022.7(22)申请日2016.03.22(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人黄春强李斌叶北发姚进(51)Int.Cl.F16H25/10(2006.01)F16H25/14(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称一种凸轮恒力机构(57)摘要本发明提供了一种凸轮恒力机构，该恒力机构包括基座和凸轮机构；所述基座由盖板、外壳和底盘组成；盖板、外壳和底盘依次固连；凸轮机构由螺钉、弹簧、推杆、滚子、凸轮轴和凸轮组成；所述螺钉、弹簧和推杆依次连接，所述螺钉通过螺纹与外壳的底部旋合，所述凸轮与凸轮轴固连并安装在外壳的内部，所述滚子安装在推杆的顶部并且与凸轮接触；所述凸轮的轮廓线满足滚子对凸轮中心产生的力矩在凸轮转动时保持恒定的条件。本发明具有结构紧凑、体积小、可靠性高，不受安装位置限制等优点。CN105650221ACN105650221A权利要求书1/1页1.一种凸轮恒力机构，其特征在于：其包括基座和凸轮机构；所述基座由盖板、外壳和底盘组成；盖板、外壳和底盘依次固连；所述凸轮机构由螺钉、弹簧、推杆、滚子、凸轮轴和凸轮组成；所述螺钉、弹簧和推杆依次连接，所述螺钉通过螺纹与外壳的底部旋合，所述凸轮与凸轮轴固连并安装在外壳的内部，所述滚子安装在推杆的顶部并且与凸轮接触；所述凸轮的轮廓线满足滚子对凸轮中心产生的力矩在凸轮转动时保持恒定的条件。2.根据权利要求1所述的凸轮恒力机构，其特征在于：其还包括转盘，所述转盘与凸轮轴固连并安装在外壳的外部。3.根据权利要求1或权利要求2所述的凸轮恒力机构，其特征在于：所述转盘上缠绕有用于对外输出恒力的钢丝绳。4.根据权利要求1所述的凸轮恒力机构，其特征在于：所述的外壳的内部还安装有轴承，所述轴承以推杆为中心在凸轮的工作平面上对称布置，并且轴承与推杆接触。2CN105650221A说明书1/2页一种凸轮恒力机构技术领域[0001]本发明涉及一种恒力加载机构，尤其涉及一种凸轮恒力机构。背景技术[0002]恒力机构是一种在载荷产生位移时仍输出基本恒定作用力的装置，因其不满足胡克定理，与传统的圆柱弹簧或其他弹性体有着本质的区别，现已广泛用于机械、核工业、国防军事、仪器仪表等诸多需要恒力输出的领域，如机械加持机构、核电站管道、火炮自动机、印刷机递纸机构等，对设备的安全性和可靠性有重要影响。而目前能够获得的恒力的方法有：机电一体化控制，重力平衡等方法。机电一体化控制通过反馈作用可以实现力的精确控制，但是一般情况下该结构较为复杂、体积较大、可靠性不高。重力平衡法通过重物受到的重力作为恒力的输入，可以获得很高的精度，但是这种装置对安装位置要求较高，难以满足实际应用条件。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有恒力机构存在的上述不足，提供一种体积小、结构简单、可靠性高的凸轮恒力机构。[0004]本发明采用以下技术方案。[0005]本发明的凸轮恒力机构，包括基座和凸轮机构：基座由盖板、外壳和底盘组成；盖板、外壳和底盘依次固连；凸轮机构由螺钉、弹簧、推杆、滚子和凸轮组成；所述螺钉、弹簧、和推杆依次连接，螺钉通过螺纹与外壳的底部旋合，凸轮与凸轮轴固连并安装在外壳的内部，滚子安装在推杆的顶部并且与凸轮接触；凸轮的轮廓线满足滚子凸轮中心产生的力矩在凸轮转动时保持恒定的条件。[0006]上述方案中，该凸轮恒力机构还包括转盘，转盘与凸轮轴固连并安装在外壳的外部。[0007]上述方案中，转盘上缠绕有用于对外输出恒力的钢丝绳。[0008]上述方案中，外壳的内部还安装有轴承，轴承以推杆为中心在凸轮的工作平面上对称布置，并且轴承与推杆接触。[0009]本发明所述的凸轮恒力机构的工作原理为：凸轮位于初始位置时，调节螺钉对弹簧施加一定的预紧力（预紧力的大小根据凸轮初始位置确定），弹簧通过推杆和滚子对凸轮施加压力，而压力作用线不经过凸轮中心，压力便会对凸轮中心产生力矩。凸轮转动时，弹簧的弹力随压缩量变化而变化，通过设计合理的凸轮轮廓线，让凸轮中心到压力作用线的力臂相应发生变化，使力与力臂的乘积保持恒定，从而获得恒力矩，恒定的力矩通过凸轮轴-转盘-钢丝绳对外输出恒定拉力。[0010]本发明的有益效果是：1.本发明采用纯机械结构，可靠性高2.采用凸轮力矩恒定原理，原理与结构简单，结构紧凑、体积小3.不是通过重力产生恒力，不受安装位置的限制。3CN105650221A说明书2/2页附图说明[0011]图1为本发明所述的凸轮恒力机构的横截面剖视图。[0012]图2为本发明所述的凸轮恒力机构的外部结构图。[0013