本發明屬于仿生機械技術領域，具體涉及一種定軸帶傳動的半轉機構。

背景技術：

半轉機構是一種可以產生不對稱轉動，用于動物運動仿生的機構。已用于構成中國專利CN100534858的雙葉片推進器、CN104192307A一種仿鳥撲翼機構、CN200510040830.8轉動步行輪以及CN200910263070雙直桿腿步行輪的步行機構等。在這些項目使用的半轉機構中，輸出構件的不對稱轉動是通過置于轉臂內部的行星齒輪傳動或鏈傳動來實現的。因而機構的運動零件較多，運動質量大，產生的不平衡慣性力較大，影響機構的工作性能。公知的CN 102837751 A帶槽動軸式半轉機構改變了較復雜的轉臂內部設置輪系傳動的方案，提出零件最少、構成最簡的半轉機構方案，但機構的運動穩定性和承載能力較差。公知的CN 105240474A帶單向軸承的曲柄搖塊式半轉機構通過限制搖塊和半轉桿的單向轉動解決了機構的運動穩定性和承載能力較差的問題，但增加了機構的運動部件，機構的重量較大，同時輸入軸的轉向受到限制，只能單向工作，機構的適用性有所限制。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種定軸帶傳動的半轉機構，解決現有半轉機構中存在的不足，獲得一種結構簡單、運動質量輕、運動穩定和承載能力較大，適用性好的半轉機構。

本發明所提供的定軸帶傳動的半轉機構包括主軸、曲柄、動軸、半轉桿、軸套、副軸、滑塊、小傳動輪、大傳動輪、傳動帶、機架；所述主軸與副軸安裝在機架上，所述副軸與主軸的軸線平行，相互之間的距離與所述曲柄的長度相等；位于同一平面的所述小傳動輪和大傳動輪分別與主軸和副軸固定連接，傳動帶同時連接小傳動輪和大傳動輪；所述的小傳動輪和大傳動輪的速比為2；所述曲柄的一端與主軸固定連接，曲柄的另一端固定連接動軸，所述動軸安裝在軸套內，所述動軸與軸套軸線重合且能夠相對轉動，所述軸套固定連接在半轉桿的中部，所述半轉桿沿桿軸線方向設有縱向滑槽，所述縱向滑槽長度大于曲柄長度的4倍；所述軸套的一端設有與縱向滑槽貫通連接的缺口；所述滑塊與副軸固定連接，滑塊斷面的對稱中心通過副軸的中心，滑塊能夠在縱向滑槽內滑動；所述動軸的端部設有開口槽，該槽的側面不與滑塊接觸；所述滑塊的長度大于等于開口槽的長度加上滑塊的厚度。

進一步的，所述滑塊采用A型平鍵形斷面。

進一步的，所述傳動帶可以是齒形帶或傳動鏈。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1、運動平穩，適用性強。半轉桿的轉速能始終保持曲柄轉速的一半，不會因滑塊通過動軸滑槽時而發生轉速突變而影響半轉機構的運動性能；曲柄的轉向不受限制可正反向轉動。

2、滑塊與半轉桿縱向滑槽的接觸力較小，可提高機構的承載能力。

3、結構簡單，工作更可靠。與現有半轉機構相比，本發明的半轉機構隨轉臂或曲柄一起運動的非平衡質量最小，可以大大簡化基于半轉機構的各種機械的結構，減輕它們的離心力，提高它們的工作可靠性。

附圖說明

圖1是本發明定軸帶傳動的半轉機構的正視結構示意圖。

圖2是本發明定軸帶傳動的半轉機構的俯視結構示意圖。

圖中：1：主軸、2：傳動帶、3：曲柄、4：大傳動輪、5：副軸、6：滑塊、7：動軸、8：半轉桿、9：軸套、10：螺栓、11：擋板、12：機架、13：小傳動輪。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例詳述本發明，但本發明不局限于下述實施例。

圖1中曲柄3的一端與主軸1固定連接，另一端固定連接動軸7。滑塊6與副軸5固定連接，副軸5到主軸1的距離與曲柄3的長度相等，滑塊6的長度大于開口槽長+滑塊6的厚度。在半轉桿8的中部固定連接著軸套9，半轉桿8上有沿桿軸線方向的縱向滑槽，該縱向滑槽的長度必須大于曲柄3的長度的4倍，縱向滑槽穿過軸套9，在軸套9的一端形成相應的缺口。半轉桿8一方面通過軸套9與動軸7間隙配合，可以繞動軸7轉動；另一方面通過縱向滑槽與滑塊6間隙配合，可以沿滑塊6滑動。

發動機驅動主軸1轉動，主軸1帶動曲柄3以轉速Ω轉動，固連在曲柄3端部的動軸7通過軸套9帶動半轉桿8運動，同時半轉桿8的運動還受到置于縱向滑槽內的滑塊6的約束，因而產生半轉桿8既繞副軸5中心的轉動又相對于該中心的移動，轉動的角速度為Ω/2。

圖2是本發明定軸帶傳動的半轉機構的俯視結構示意圖。主軸1和副軸5軸線平行，分別安裝在機架12中，可相對于機架轉動。位于同一平面的小傳動輪13和大傳動輪4采用齒形帶輪或鏈輪，分別與主軸1和副軸5固定連接，傳動帶2采用齒形同步帶或鏈條，同時與小傳動輪13和大傳動輪4嚙合。

半轉桿8和軸套9通過焊接方式或過盈配合進行固定連接，動軸7與軸套9的軸線重合，動軸7的圓柱面和軸套9的內表面間隙配合能實現相對轉動，動軸7的端部與擋板10接觸并用螺栓9固定以防止軸套軸向竄動。

當動軸7接近副軸5的位置時，動軸7上的開口槽入口與半轉桿8的縱向滑槽連通，滑塊6的前端進入動軸7的開口槽，滑塊6的后端與半轉桿8的縱向滑槽接觸；而滑塊6的后端進入動軸7的開口槽，滑塊6的前端與半轉桿8的縱向滑槽接觸。

由于傳動帶的拉力能平衡滑塊前端或后端的接觸力，可提高動軸7接近副軸5時的機構承載能力。由于小傳動輪13和大傳動輪4的速比為2，滑塊的轉速約束半轉桿的轉速，從而避免了動軸7與副軸5重合的瞬時半轉桿8轉動的不確定性。