[发明专利]实现升降旋转动作的机械机构及其构成的压页设备

权利要求书

1.一类实现升降旋转动作的机械机构一，其包括基座一、螺杆和螺套；该机械机构具有平动和转动两个功能，平动功能实现螺套的平移升降，转动功能实现螺套的旋转，两个功能的动作平滑过渡；其特征在于，基座一上有一道由平面一、平面二、螺旋面一及螺旋面二组成的轨道槽一，平面一、平面二分别与螺杆轴线平行或相交于螺杆轴线，平面一与螺旋面二、平面二与螺旋面一均为平滑过渡，螺套上有一个圆柱凸台、圆柱凸台轴线与螺套轴线垂直且相交；基座一、螺杆和螺套之间由三个运动副构成运动关系，第一个是连接于基座一与螺杆之间的转动副，第二个是连接于螺杆与螺套之间的螺旋副，第三个是连接于基座一与螺套之间的摩擦副；螺杆通过转动副安装在基座一上，螺杆与螺套通过螺旋配合安装，螺套的圆柱凸台的圆柱面通过摩擦副与基座一的轨道槽一其中一侧接触；在螺杆上施加正向转矩时，螺杆推动螺套沿着轨道槽一的平面一上升，当上升到平面一顶端时，螺套的圆柱凸台的圆柱面与螺旋面一接触，螺杆对螺套产生的围绕螺杆轴线的旋转分力与螺旋面一对螺套产生的围绕螺杆轴线的旋转分力同向，形成螺套的旋转力，螺杆对螺套产生的螺杆轴向分力克服螺旋面一对螺套产生的螺杆轴向分力,形成螺套的轴向力，在旋转力和轴向力的综合作用下，螺套沿着螺旋面一正向旋转上升到螺旋面一和螺旋面二的交汇处停止；在螺杆上施加反向转矩时，其运动原理与施加正向转矩的运动原理相同，螺杆推动螺套沿着螺旋面二反转下降，当脱离螺旋面二并接触上平面二后，沿着平面二下降。

2.一类实现升降旋转动作的机械机构二，其包括基座二、螺杆、螺套挡圈和螺套；该机械机构具有平动和转动两个功能，平动功能实现螺套的平移升降，转动功能实现螺套的旋转，两个功能的动作平滑过渡；其特征在于，基座二上有一道由平面一、平面二、平面三及螺旋面二组成的轨道槽二，平面一、平面二分别与螺杆轴线平行或相交于螺杆轴线，平面一与螺旋面二平滑过渡，螺套上有一个圆柱凸台,圆柱凸台轴线与螺套轴线垂直且相交；基座二、螺杆和螺套之间由三个运动副构成运动关系，第一个是连接于基座二与螺杆之间的转动副，第二个是连接于螺杆与螺套之间的螺旋副，第三个是连接于基座二与螺套之间的摩擦副；螺杆通过转动副安装在基座二上，螺杆与螺套通过螺旋配合安装，螺套的圆柱凸台的圆柱面通过摩擦副与基座二的轨道槽二其中一侧接触，螺套挡圈同轴固定在螺杆的螺纹尽头处；在螺杆上施加正向转矩时，螺杆推动螺套沿着轨道槽二的平面一上升，当上升到平面一顶端时解除约束，螺套同时正转及上升，由于螺旋面二关于螺杆轴向的长度是根据螺纹升角、螺套及与螺套固连相关部件的总质量和综合转动惯量等参数确定的，以使螺旋面二增加螺套在反向旋转下降过程中的旋转速度，所以螺套在正转且无螺旋面增加其旋转速度的情况下，到达平面三和螺旋面二的交汇处前必先接触螺套挡圈并与螺杆结为一体，螺套和螺杆在动力机传递给螺杆的转矩以及从动力机到螺杆的综合旋转动能的作用下一起正转到平面三和螺旋面二的交汇处停止；在螺杆上施加反向转矩时，螺杆对螺套产生的围绕螺杆轴线的旋转分力与螺旋面二对螺套产生的围绕螺杆轴线的旋转分力同向，形成螺套的旋转力，螺杆对螺套产生的螺杆轴向分力克服螺旋面二对螺套产生的螺杆轴向分力形成螺套的轴向力，在旋转力和轴向力的综合作用下，螺套沿着螺旋面二反向旋转下降，当脱离螺旋面二并接触上平面二后，沿着平面二下降。

3.一类分别应用权利要求1-2或发明专利（ZL 2013 1 0490632.6）所述的实现升降旋转动作机械机构来实现综合自锁以在无动力状态下保持对施力对象作用力的机械装置，其分别在所述权利要求1-2或发明专利（ZL 2013 1 0490632.6）机械机构中的任意一种机械机构基础上，增加了动力机、主动轮、传动机构、从动轮、压点和压点连接杆；动力机固定安装在基座上，主动轮固定安装在动力机上，从动轮固定安装在螺杆上，主动轮通过传动机构与从动轮连接，动力机输出的转矩通过主动轮、传动机构、从动轮传递到螺杆上，实现螺套的上升正转和反转下降动作；其特征在于，压点连接杆固定安装在螺套上，压点与压点连接杆固定安装，在螺纹升角大于当量摩擦角、采用常规工艺进行螺纹加工的情况下,选取合适的压点连接杆横梁长度和螺套长度后，在压点对施力对象施加压力，动力机对螺杆停止输出转矩后，螺套能实现螺杆轴向综合自锁以在无动力状态下保持压点对施力对象的压力，在自锁状态下，当动力机输出小于施压转矩的反向转矩时，螺套能立即解除自锁状态。

4.一类以权利要求3所述实现升降旋转动作且综合自锁的三种机械装置任意组合而成的四个机械装置为基础，增加传感器和电控装置，采用电机作为动力机所构成的压页设备；其特征在于，传感器安装在翻页手能有效触发的位置，电控装置与传感器及电机连接，四个机械装置均固定安装在放置书本的底板上，各个机械装置跟随翻页手的动作做出相应的升降旋转动作以避让被翻动的书页，并使打开的左右两侧书页的任何一侧书页在翻页过程中的任何时刻均被至少一个机械装置的压点压紧在背板上，翻页时无翻页障碍，翻页和非翻页时书本及其书页均能保持稳定。