4.6 广义机构
在广义机构中,由于利用了一些新的工作介质或工作原理。 因此,它具有比传统机构更简便地实现运动或动力转换的特点,在自动化机械中正在得到日益广泛的应用。 如图4.38 所示为机械手臂伸缩液动机构。 通过电液控制,从而使机械手臂完成预定的伸缩动作。
图4.38 机械手臂伸缩液动机构
控制机械手伸缩也可用电控气压缸完成,如图4.39 所示,气缸里有两个用活塞杆联接的活塞2;活塞杆上有两个滚子3。 星形凸轮4 和轴a 固定联接,星形凸轮4 放在活塞杆的切口内,轴a 装在壳体中,两者绕定轴A 转动。 在缸1 的两端装有电磁阀5 和6,阀的线圈接入控制电路。 在没有激励时,两个阀使缸1 的两个腔室和大气相通。 假如激励左边的阀5 的线圈,则阀5 落下,使缸1 的左腔室和压缩空气储气罐相通;在压缩空气压力下,活塞2 向右移动。这时,左边的滚子3 作用在凸轮4 上,使凸轮4 和轴a 沿顺时针方向转动。 转动持续到左边的滚子稳定在凸轮的两个突点之间时才停止。 这时,右边的滚子稍低于凸轮的突点。 当激励右边阀6 的线圈时,阀使缸的右腔室和压缩储气罐相通,断开左边的阀的线圈,活塞向左移动。在右边滚子3 的作用下,凸轮4 和轴a 沿逆时针方向转动。
图4.39 电控气压缸工作原理
1—缸;2—活塞;3—滚子;4—星形凸轮;5,6—电磁阀
图4.40 三自由度微动工作台(https://www.daowen.com)
如图4.40 所示为x-y-O 三自由度微动工作台。 它主要用于投影光刻机和电子束曝光机,粗动台行程120 mm×120 mm,速度为100 mm/s,定位精度为±5 μm。 三自由度的微动工作台被固定在粗动台上,x,y 行程为±8 μm,定位精度为±0.05 μm,±0.55 ×10 -3rad。
微动工作台的原理如下:整个微动工作台面由4 个两端带有柔性铰链的柔性杆支承,由3个筒状电压晶体驱动、压电器件安装在两端带有柔性铰链的支架上,支架分别固定在粗动台和微动台上,只要控制3 个压电器件上的外加电压,便可获得Δx,Δy = (Δy1 + Δy2)/2,Δθ =(Δy1 -Δy2)/2 这3 个微动自由度。
如图4.41 所示为声音轮机构。 当音叉1 振动时,它轮流地接通电磁铁2 和3。 当电磁铁2 被激励时,它的两极把轮4 的突出部a 和b 吸引过来,致使轮4 绕A 回转某一个角度;这时,突出部c 和d 接近电磁铁3 的两极。 如果现在接通电磁铁3,则它的两个极吸引突出部c 和d,轮子又在相同的方向回转。
如图4.42 所示为光电动机原理图。 其受光面一般是太阳能电池,3 只太阳能电池组成三角形,与电动机的转子结合起来。 太阳能电池提供电动机转动的能量,电动机一转动,太阳能电池也跟着旋转,动力就由电动机转轴输出。 由于受光面是一个连续三角形。 因此,当光的入射方向改变时,也不影响启动。 这样,光电动机就将光能转变成了机械能。
图4.41 声音轮机构
1—音叉;2,3—电磁铁;4—轮
图4.42 光电动机原理图