“门内马斯摆杆”与精确直线驱动装置和卡当离合器制造方法及图纸

一种在椭圆中孕育千年的“门内马斯摆杆”在圆轨迹点和直线轨迹点的约束下，二点运动合成后成为多能的驱动杆。它自带“卡当离合器”，能起锁定、行程调整和离合器的作用，特别适用于步行机械腿装置，扑动飞行装置，鱼尾式推进器装置，精确直线驱动装置，双桨装置等。此杆可放到各种机器、设备、装置中作往复直线驱动，放到机电一体化中作“直线驱动器”使用；此杆神通广大，技术应用领域宽广，可揭“杆”而起，挺进新产品领域。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及“门内马斯摆杆”与精确直线驱动装置和卡当离合器，本专利技术的门内马斯摆杆，自带特殊的卡当离合器，特别适用于步行机械腿装置、扑翼飞行装置、鱼尾式推进装置等和用于各种机器、设备和装置中作可调角度的往复摆动和可调行程的直线驱动使用；机电一体化中的“驱动器”单元中作直线驱动和角度驱动使用。从古希腊的门内马斯(Menaechmus，公元前375-325年)用平面去截锐角圆锥时发现了椭圆及椭圆曲线，多才多艺的列奥纳多·达·芬奇(1452-1519)根据十字槽双滑块椭圆仪机构原理曾经设计过椭圆加工车床，数学家卡当(1501-1576)用特殊比例的行星齿轮传动，形成另一种椭圆仪机构，在快速印刷机上得到广泛应用，天文学家开普勒(1571-1630)揭示出行星等天体均按椭圆曲线轨道绕太阳运行。十字槽双滑块椭圆仪，卡当圆行星齿轮椭圆仪的原理图中都有同样说明的运动杆，杆上都有相同的特殊点能走出精确的直线来，国内很多著名学者认为这种由椭圆仪演变来的精确直线导向机构，模仿、设计、制造、应用都很困难，故只有用近似直线导向机构来满足人们广泛的应用需求，被冷落的精确直线导向机构在国外学术界也是多年不争的事实。既然在广袤的太阳系内的太空中都遵循着椭圆曲线的普遍运动规律，而且在地球上的自然界中生活着众多能“走”、“飞”、“游”的各种不同类别的动物，都共同具有作摆动行走，飞翔和游动的共性，那么椭圆曲线内的运动杆，是可以人为地控制它在椭圆中作旋转摆动的。如果造物主—“上帝”在造世界万物之中，特别是在造“飞的”，“走的”，“游的”各种动物，昆虫和鱼类等动物时也曾借鉴过椭圆之中的运动杆的摆动特性的话，那与本专利技术纯属巧合。本专利技术的目的是将十字槽双滑块椭圆仪和卡当圆行星齿轮椭圆仪二者原理图中的运动杆人为地约束和控制它在椭圆之中作旋转运动，迫使运动杆按椭圆的运行机制和特性运动。具体是把运动杆上的作直线运动的直移轨迹点和运动杆上作圆周运动的圆轨迹点通过各种构件约束起来，迫使运动杆只能按这两种运动的合成而运动，形成本专利技术中作旋转摆动运动的“驱动杆”。为了纪念伟大的几何学家门内马斯发现椭圆，称为“门内马斯摆杆”。门内马斯摆杆从功能和作用上分为驱动杆，摆动杆和传动杆；从结构上分为直杆，弯杆和组合杆；从类型上分为门氏A杆(MA杆)，门氏B杆(MB杆)和门氏上杆，总称“门内马斯摆杆”，简称“门氏摆杆”或“门氏杆”(M杆)。2300多年以来，无数的专家，学者对椭圆仪机构作过若干的改进和创造，也形成了若干的相关的装置和机构在各个领域中发挥作用。本专利技术的目的是将全面综合和组合椭圆仪机构方面的原理，各种独立装置和技术，创造出一种新式的，无固定支点的摆动驱动杆机构及专用的直线驱动装置。前者主要通过摆动驱动杆来模仿或代替动物大腿的摆动作用，飞鸟或会飞昆虫翅膀的扑动作用，模仿水中鱼类摆尾推进的作用和人力双桨。后者主要是在机械传动领域创造出一种在0-1000mm左右的可调行程的精确直线往复驱动的系列装置产品(在1000mm以上行程可调的精确直线往复驱动实施同样都不困难)。在一般情况下，都可以替代导轨的作用，实现精确直线往复运动或驱动。在各种机器、装置、设备或阀体中需要作往复直线运动的地方很多，液压油缸、气动气缸、丝杠，甚至作短程直线驱动的电磁铁等都可作往复直线传动，各具有特色。精确直线系列驱动装置在短行程的可调往复直线传动或驱动方面比油缸和气缸更有优越性。近代在机电一体化中，诸多的机电产品领域中，特别是小型或微型的产品中，机械的精确直线驱动器系列产品可以和电机、减速、控制、传感等融合为一体，作成单独的直线驱动单元使用，更有十分广阔的应用前景。在本专利技术中都是把卡当圆行星齿轮机构作为输入的驱动机构，这种经典的机构本身带有最大行程和最小行程的调整机构。本专利技术发现在最小行程的零位处，即行星齿轮与固定在内齿圈套中的内齿圈的啮合定位点处在纵轴线的时候，卡当驱动销只能在过几何中心的纵轴线上作上下直线运动，不能对驱动杆背面的纵槽壁产生驱动力，这样动力被切断，变成了名符其实的离合器。此离合器在步行机械腿装置和飞行扑翼装置及鱼尾式推进器等装置中有特殊的作用，为了纪念伟大的数学家卡当(Kardano)，理应称作卡当离合器本专利技术的目的是通过以下途径来达到的。门氏摆动驱动杆的最重要特征是，在门氏杆上作直线运动的直移轨迹点和杆上作圆周运动的圆轨迹点通过分别的约束构件或共同的约束构件，约束或锁定在规定的构件中只能按规定轨迹运动，这样，门氏杆上这二点的直线和圆周运动的合成，就能迫使运动杆按椭圆仪原理的运动规律作有序的旋转往复摆动。精确直线驱动装置内包含着本专利技术核心的门氏摆动驱动杆机构装置。为了实现本专利技术的目的，是通过以下技术方案来达到的。具体是在曲柄上有成整体的曲柄轴、曲柄销或压入的曲柄销和曲柄盘及盘上的配重调整块。行星齿轮是和三联滚轮上的阶台端面紧固，通过三联滚轮上的内孔与曲柄销保持转动配合，并一起与压合在内齿圈套内的内齿圈啮合并作行星转动。内齿圈的节圆半径与行星齿轮的节圆半径之比为2∶1。在三联滚轮上有成整体的卡当驱动销或压入的卡当驱动销，其中心轴线有意选在行星齿轮节圆点处，卡当驱动销上装有滚动轮或滑块，一起置入门氏驱动杆背后的纵向槽中，驱动门氏杆作旋转往复摆动。在圆轨迹点处设置带台轴销和滚轮，放入到以壳体几何中心为圆心的壳体环槽之中进行约束，或将锚式摆动连杆下端凸起轴销放入与壳体几何中心重合的横梁板中间的小孔中作锚式摆动连杆的摆动中心，然后将锚式摆动连杆上端孔直接与门氏摆杆的圆轨迹点处轴销转动铰接；门氏摆杆上的直移轨迹点处设置的轴销和滚轮一起置入到与壳体固连的横梁板内，对称于横轴线的长槽之中，来约束滚轮只能沿横轴线作直线往复滚动。或在锚式摆动连杆上制有弧状的阶台圆柱面，与门氏摆杆上直移轨迹点处孔中的带台轴销上的滚轮保持精确的纯滚动，即弧状阶台圆柱面半径与滚轮半径之和，要严格保证等于门氏摆杆上圆轨迹点到直移轨迹点的距离，从而迫使驱动杆在壳体横轴线上作直线轨迹运动。这二个特殊的圆轨迹点和直线运动轨迹点在分开构件约束和共同构件的约束下，门氏杆只能对称于纵轴线，以2α的最大摆动角度，按照椭圆的运动规律在椭圆中作正反旋转的、有序的往复摆动。若门氏摆杆上作直线运动的直移轨迹点或门氏杆上特别是杆的下端任意点是以最大的摆动半角α从横轴线上左端的摆动折返点处向右摆动时，门氏摆杆是以渐加速度向纵轴线靠拢，然后又以渐减速度从纵轴线离开摆向靠右的折返点。这就说明门氏摆杆在纵轴线附近，即摆动角的中间速度最快，左右折返点处速度最慢。如果将门氏摆杆从力臂直移点处向上延长一段，仍对门氏摆杆在圆轨迹点和直移轨迹点二点约束下和卡当驱动销与滚轮仍在门氏摆杆背面的纵向槽中作动力输入驱动，那么门氏摆杆的延长段上任意点，都是以渐减速度向纵轴线靠拢，然后又以渐加速度从纵轴线离开，这说明“门氏上杆”的运动特性是在纵轴线附近的速度最慢，而二个折返点附近的速度最快。三联滚轮的外圆柱面在内齿圈套的内孔中作纯滚动，这对处于悬臂的的曲柄销和卡当驱动销起滚动支承的分担作用，能改善它们的受力情况，提高承载能力，和寿命方面有很大的好处。曲柄轴、曲柄销和卡当驱动销之间形成双重的曲柄旋转机构，这种结构特征是当门氏摆杆旋转摆动到两个折返点时，门本文档来自技高网...

【技术保护点】
“门内马斯摆杆”与精确直线驱动装置和卡当离合器综合了十字槽双滑块椭圆仪机构和卡当圆行星齿轮椭圆仪机构，其特征在于驱动杆（９）包括“门氏Ａ杆”，“门氏Ｂ杆”和“门氏上杆”，其上都有约束作直线运动的构件和约束作圆周运动的构件，两个运动合成后，就迫使驱动杆（９）按椭圆运动规律作有序的旋转往复摆动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊介良，
申请(专利权)人：熊介良，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]