连续旋转机构制造技术

一种能使两个或多个互连的四边形连续旋转的联动机构系统，其基本构件是一多平面连杆，它能将两个位于分开的平行平面内的子连杆无旋转地连接起来，并可以可旋转地连接另一个位于各子连杆的平面之间的另一平行平面内的连杆。藉助各连杆构件和各四边形之间的种种互连件，当联动机构旋转时，联动机构系统可呈种种几何形状。由于四边形位于不同平面内，因此它们可彼此相对地连续旋转。联动机构系统可用作玩具、新颖物品，并可用作教学玩具。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本申请要求1998年12月4日申请的临时专利申请No.60/111,001的申请日。本文所揭示的技术是一种独特的联动机构，它包括多个位于不同平面上的连杆。这些连杆形成一互连的四杆联动机构的链系或矩阵。本专利技术人专利技术了一种新的连接件设置方案，它可以使这种联动机构内的各连杆彼此相对地连续旋转，而不会受到任何旋转限制。当被驱动时，这样一种联动机构可以顺畅和同步地移动，各连杆可以在不同的平面内移动并相互经过。当各连杆改变它们的结构时由各连杆所形成的图案会令人惊讶和令人感到美观和愉快。将这种联动机构用作玩具或新颖物品是十分有用的。这种联动机构可以利用变化的几何图案来揭示一些数学关系而用作交互式教学用具。其它的用途可以包括越野车，在越野中，所述联动机构可形成一种能在崎岖不平的地面上踩踏的独特的方式。在本申请人前此的美国专利中已揭示了种种结构，其中就有各种不同类型的联动机构系统，这些美国专利包括于1990年7月24授权、题为“能可逆地延展的双弧形桁架结构”的No.4,942,700专利；于1988年10月25日授权、题为“能可逆地延展的三维结构”的No.4,780,344专利；于1991年1月1日授权、题为“能可逆地延展的结构”的No.4,981,732专利；于1993年8月10日授权、题为“弧形皱褶式片状结构”的No.5,234,727专利；于1991年6月18日授权的、题为“径向延伸/回缩桁架结构”的No.5,024,031专利。为了更好地理解本技术，下面将结合附图，对本技术作具体描述。在各附图中附图说明图1-图2示出了本技术的一个基本件，即，一多平面连杆；图3-图5示出了与另一基本件装配在一起的多平面连杆，即，一平面连杆；图6示出了本技术的第一实施例，即，一由两个能连续旋转的组件构成的联动机构；图7是与所述联动机构相对应的线条示意图8-图12示出了所述联动机构的其它位置；图13是本技术第二实施例的立体分解图，即，一具有位于五个平面内的构件的联动机构；图14-图20示出了图13所示联动机构的其它位置；图21示出了本技术第三实施例的立体分解图，它具有一跨越了所述联动机构的整个厚度的连杆；图22示出了图21所示联动机构的侧视图；图23-图26示出了处于不同位置的图21所示联动机构的前视图；图27-图29示出了处于不同位置的所述联动机构的立体图；图30是本技术第四实施例的立体分解图，它具有一跨过所述联动机构整个厚度的连杆；图31示出了图30所示联动机构的侧视图；图32-图35示出了处于不同位置的图30所示联动机构的前视图；图36-图38示出了处于不同位置的图30所示联动机构的立体图；图39-图40是本技术多平面连杆的第五实施例的立体分解图，它由位于三个平面内的三个子连杆构成；图41示出了本技术第五实施例的立体分解图，它具有一跨过所述联动机构的整个厚度的连杆；图42是图41所示联动机构的侧视图；图43-图45是处于不同位置的图41所示联动机构的前视图；以及图46-48是处于不同位置的图41所示联动机构的立体图。图1示出了一连杆1的立体分解图，它由两个子连杆2和3构成。子连杆2在其一端具有一枢接件6，并且在其另一端具有第二枢接件5。与枢接件5相连的是一构件4，它能提供一刚性(无旋转)地连接于子连杆3上的装置。子连杆3在其一端部上具有一枢接件7和一与构件4相啮合的空穴8。在图2中，所示的子连杆2和3是刚性地连接在一起。可以看到的是，连杆1位于两个不同平面之内，并且具有一仍暴露在子连杆2和3之间的中心枢接件5。在本文中，将连杆1和其它类似(同类)的连杆称为多平面连杆。枢接件6和7位于连杆1的末端，在本文中将它称为一端枢接件。图3是连杆1的立体分解图，其中，一第二角形连杆10位于子连杆2和3之间。连杆10具有一中心枢接件11和两个端枢接件12、13。连杆10可以枢转地连接于连杆1上从而使中心枢接件11与枢接件5相啮合。在本文中将连杆10和其它类似的连杆称为平面连杆。图4示出了枢转地连接在一起的多平面连杆1和平面连杆10。为了清晰起见，在该图中，在连杆1上画上了阴影线。图5示出了旋转至另一不同位置的连杆1和10。可以看到的是，连杆10能相对于连杆1以连续的方式旋转。图6示出了由多平面连杆1、平面连杆10和四个其它平面连杆20、30、40和50构成的联动机构15。连杆20和30分别与连杆1和10的一端枢接件相连，并且可枢转地相互连接在一起，由此形成一封闭的回路。类似的，连杆40和50也分别与连杆1和10的一端枢接件相连，并可枢转地相互连接在一起，也形成一封闭的回路。图7是一将图6所示联动机构的各枢接件-中心连接起来而得到的线条示意图。可以看出，所述示意图是由两个平行四边形16和17构成的。而平行四边形则是与实际机构中的平行四杆联动机构相对应的。图8-图11示出了处于各种不同位置的联动机构15。可以看到的是，连杆10可以相对于连杆1旋转整整360度，而不会与相连的连杆20、30、40和50发生干扰。图12是一示意图，它与那些将图11所示联动机构15的各枢接件连接起来的线条相对应。从中可以看出，在这一情况中，它是由两个呈平行四边形的四边形18、19组成的。事实上，对于联动机构15的所有位置来说，结构类似的示意图都是由两个四边形构成的，并且连杆10形成每一四边形的一条边和每一四边形的一个顶点。连杆10的两杆臂如图所示彼此之间以一钝角延伸。应予理解的是，如果两杆臂是以锐角或直角设置的，连杆10所起的作用也将是相同的。类似地，连杆1的子连杆2和3彼此之间也能以除直角之外的其它角度来设置。图13是一由三个多平面连杆110、120和130以及三个角形平面连杆140、150、160构成的联动机构的立体分解图。每一多平面连杆的每一中心枢接件穿过平面连杆150的一枢接件，从而能使子连杆112、122和132位于平面连杆150的一侧上，而使子连杆113、123和133位于连杆150的另一侧上。平面连杆140枢转地连接于每一多平面连杆110、120和130的一个端枢接件上。同样，平面连杆160分别枢转地连接于多平面连杆110、120和130的一个端枢接件上。图14示出了装配好的联动机构100。多平面连杆110、120和130的每一中心枢接件均穿过平面连杆150的枢接点并与之相枢接。子连杆112和113刚性地连接在一起而形成一多平面连杆110。子连杆122、123和子连杆132、133分别形成多平面连杆120和130。图15示出了处于不同位置的联动机构100，其中平面连杆150已相对于多平面连杆120有所旋转。图16示出了联动机构100的另一旋转位置。图17是一示意图，它与那些将图15所示联动机构100的各枢接件连接起来的线条相对应。可以看出，它由四个四边形(平行四边形)171、172、173和174组成。连杆140、150和160形成相邻四边形的侧边和顶点。图18和图19示出了联动机构100的其它位置。对图14-图19所示的五个位置进行分析，可以发现，平面连杆150可以无干扰地相对于多平面连杆120连续旋转转过整整360度。图20是一示意图，它与那些将图19所示联动机构100的各枢接件连接起来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种至少包括六个连杆和至少七个枢接件的联动机构，所述各枢接件的所有轴均相互平行，其特征在于，在一垂直于各枢接件的轴的平面内、将各枢接件的中心连接起来所得到的线条示意图至少形成两个平行四边形，每一平行四边形与另一平行四边形至少共享一个顶点 ，每一平行四边形均对应于一平行四杆联动机构，并且在所述示意图中的每一共享顶点均对应于至少两个连杆之间的一枢接件，每一连杆均具有一个或多个中心枢接件和两个或多个端枢接件，并且这两个或多个连杆中至少一个基本上位于一平面内，并且至少一个另一连 杆包括至少两个子连杆，这样每一子连杆均位于一不同的平面内，至少一个子连杆位于所述平面连杆的一侧上，并且至少另一子连杆位于所述平面连杆的相对侧上，并且平面连杆和多平面连杆之间的枢接件构造得平面连杆的中心枢接件基本上是一孔，一包括多平面 连杆的中心枢接件的销穿过所述孔，并且所述销：ａ）在平面连杆和多平面连杆之间形成所述枢接件；并且ｂ）将多平面连杆的至少两个子连杆刚性地相互连接起来；这样，所述平面连杆和所述多平面连杆就可以彼此相对地、围绕它们共享的枢接件旋转整整３６０ 度，从而可以以一种连续的方式驱动互连的四杆联动机构。...

【技术特征摘要】
US 1999-8-4 09/366,831;US 1998-12-4 60/111,0011．一种至少包括六个连杆和至少七个枢接件的联动机构，所述各枢接件的所有轴均相互平行，其特征在于，在一垂直于各枢接件的轴的平面内、将各枢接件的中心连接起来所得到的线条示意图至少形成两个平行四边形，每一平行四边形与另一平行四边形至少共享一个顶点，每一平行四边形均对应于一平行四杆联动机构，并且在所述示意图中的每一共享顶点均对应于至少两个连杆之间的一枢接件，每一连杆均具有一个或多个中心枢接件和两个或多个端枢接件，并且这两个或多个连杆中至少一个基本上位于一平面内，并且至少一个另一连杆包括至少两个子连杆，这样每一子连杆均位于一不同的平面内，至少一个子连杆位于所述平面连杆的一侧上，并且至少另一子连杆位于所述平面连杆的相对侧上，并且平面连杆和多平面连杆之间的枢接件构造得平面连杆的中心枢接件基本上是一孔，一包括多平面连杆的中心枢接件的销穿过所述孔，并且所述销a)在平面连杆和多平面连杆之间形成所述枢接件；并且b)将多平面连杆的至少两个子连杆刚性地相互连接起来；这样，所述平面连杆和所述多平面连杆就可以彼此相对地、围绕它们共享的枢接件旋转整整360度，从而可以以一种连续的方式驱动互连的四杆联动机构。2．如权利要求1所述的联动机构，其特征在于，按上述方式形成的线条示意图包括至少三个能在所有位置上形成一封闭回路的平行四边形。3．如权利要求2所述的联动机构，其特征在于，至少一连杆跨过所述联动机构的整个厚度，并与那些位于所述联动机构的最外平面内的连杆具有一个或多个枢接连接。4．如权利要求1所述的联动机构，其特征在于，为了使联动机构的运动同步，有一些齿轮与至少两个连杆相连。5．一种用来形成至少两个可连续旋转的四边形的联动机构系统，所述系统包括(a)一具有第一和第二子连杆的连杆构件，每一所述第一和第二子连杆都包括一端枢接件，所述第一和第二子连杆形成所述第一四边形的第一侧边和所述第二四边形的第一侧边；(b)一将所述连杆构件的所述第一和第二子连杆无旋转地连接起来的多平面联动机构构件，用以使所述第一和第二子连杆可以一预定角度相连，并设置在分开的平行平面内，所述多平面联动机构构件还包括可旋转地连接一位于所述第一和第二子连杆之间的平面连杆的装置；(c)一可旋转地连接于所述多平面联动机构的所述可旋转连接装置的平面连杆构件，所述平面连杆具有彼此之间以一预定角度设置的第一和第二杆臂，所述平面连杆的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：查理斯霍夫曼，
申请(专利权)人：查理斯霍夫曼，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]