往复运动装置

技术领域

本发明涉及机械结构技术领域，具体地，涉及一种往复运动装置。

背景技术

机械运动中，往复运动是很常见的一种运动，能够实现多种功能的作业，例如打孔、切割、磨削、工件转运等一系列的作业都涉及到往复的运动，甚至医疗设备中也有涉及。

打孔是一常见工序，在一些精密的仪器或设备上对打孔的深度以及打孔位置的精确性要求非常高，但现有的打孔设备存在效率低、准确度不高的缺陷，同时人工打孔费时费力，因此亟需研发一种打孔效率高、准确度高、省时省力的的装置。

专利文献CN 208584621U公开了一种手摇打孔器，包括支承架、立轴总成、驱动机构；立轴总成安装在支承架之上，并穿过支承架完成轴向运动，驱动机构安装在支承架之上，并和立轴总成接触，驱动立轴总成的相应构件；通过操作驱动机构，将驱动机构的旋转运动转换为立轴总成上下往复运动；立轴总成产生往复运动的冲击力，与支撑部分的相应构件配合对物品打孔，但该设计费时费力且精确度不高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种往复运动装置。

根据本发明提供的一种往复运动装置，包括壳体、驱动组件以及功能组件；

所述壳体上设置有电磁体，当电磁体通电时能够驱使所述驱动组件运动进而能够使所述功能组件从第一位置运动到第二位置；

当电磁体断电时，所述驱动组件能够在自身的驱使下运动进而使所述功能组件从第二位置运动到第一位置；或者

所述功能组件能够在自身的驱使下从第二位置运动到第一位置；

其中，第一位置为初始位置，第二位置为目标位置。

优选地，所述驱动组件包括永磁结构体，功能组件上设置有移动体；

所述永磁结构体的一端通过第一固定轴安装在壳体上且永磁结构体能够绕第一固定轴转动，永磁结构体的另一端与所述移动体活动配合；

所述永磁结构体的数量为一个或多个且多个永磁结构体呈对称布置或非对称布置。

优选地，所述功能组件包括功能头，所述移动体采用如下任一种结构：

-移动体为永磁体；

-移动体为导磁材料体；

-移动体为导磁材料和非导磁材料制作的复合体；

-移动体为非导磁材料体，移动体与所述壳体之间设置有第一容纳空间，移动体上延伸出导向套，所述功能组件还包括第一弹簧，第一弹簧套装在导向套上并设置在第一容纳空间中，所述功能头的一端可拆卸的安装在导向套的内部，功能头的另一端穿过第一容纳空间并能够延伸到壳体的外部，在第一位置和第二位置时，第一弹簧均处于压缩状态且在第二位置时第一弹簧的弹力大于在第一位置时的弹力。

优选地，所述壳体的内部设置有限位框、第二弹簧以及调节端；

所述第二弹簧设置在限位框和调节端之间并处于压缩状态；

所述限位框能够对所述驱动组件上所具有的永磁结构体的运动进行限位，所述调节端能够调节所述第二弹簧的预紧力。

优选地，所述导向套的内部设置有卡紧件，所述功能头通过卡紧件插接在所述导向套上；

所述壳体上设置有止推板，所述功能头上设置有限位台；

当功能头从第二位置朝向第一位置运动时先运动到第三位置后再运动到第一位置，第一位置位于第二位置和第三位置之间；

当功能头从第一位置向第三位置运动时，止推板对限位台进行阻挡进而所述功能头从移动体上松脱。

优选地，接外部电源或所述壳体上安装有电池，所述电磁体与外部电源或电池电连接；

所述电磁体采用电磁线圈。

优选地，还包括连杆，所述连杆的一端与限位框活动配合，连杆的另一端与永磁结构体的端部紧固连接；

所述限位框为磁体且限位框与永磁结构体相对的一端磁性相反；或者所述限位框为非磁体。

优选地，还包括连接柱、活动杆、第三弹簧、第四弹簧、支撑框体以及连接板；

所述连接柱、支撑框体均安装在壳体的内部且连接柱的一端安装在移动体上，连接柱的另一端穿过支撑框体并依次与连接板、活动杆的一端连接，活动杆的另一端为自由端且延伸到壳体的外部，其中，第三弹簧设置在支撑框体和连接板之间，第四弹簧设置在壳体和活动杆的另一端之间。

优选地，所述支撑框体中设置有锁紧组件，锁紧组件包括锁紧壳体、滚动体、弹性体、保持架以及操作组件；

所述连接柱穿过所述锁紧壳体且连接柱与所述锁紧壳体之间形成楔形空间，滚动体安装在所述楔形空间中并嵌入到保持架上；

其中，楔形空间中空间小的一端朝向移动体，弹性体安装在楔形空间中空间大的一端且弹性体的两端分别连接锁紧壳体、保持架。

优选地，所述操作组件包括杠杆体、第二固定轴以及开关件；

所述杠杆体通过所述第二固定轴可转动的装在壳体上，所述开关件安装在杠杆体的一端，当按压开关件时能够驱使杠杆体的一端绕第二固定轴转动进而使所述杠杆体的另一端驱动滚动体朝向活动杆运动从而使所述连接柱解锁。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明中通过电磁体产生磁场并利用磁力实现往复运动装置功能头往复冲击动作，精确度高，速度快，且与现有的自动往复运动装置相比，具有结构更简单、省时省力、精确度高的优势，利于推广应用。

2、本发明中设置卡紧件能够使功能头固定在移动体上，避免运动过程中松脱影响正常作业，同时又在壳体上设置有止推板与限位台的结构，能够在作业完毕后依靠惯性使功能头挣脱卡紧件对功能头的束缚，方便了更换功能头的操作，结构设计巧妙，且省时省力。

3、本发明中的永磁结构体优选采用成对布置的磁体，当电磁体断电后能够依靠自身的磁性斥力迅速分开，且能够通过磁力吸引或通过功能组件上的弹簧迅速使功能头回位，操作便捷，使用方便。

4、本发明中的导向套能够对功能头进行定位和导向，提高了拆装的效率和动作的精确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构剖面示意图；

图2为本发明中设置有连杆时的结构示意图；

图3为本发明中设置有锁紧组件时的结构示意图。

图中示出：

壳体1 连接柱16

电磁体2 活动杆17

永磁结构体3 第三弹簧18

移动体4 第四弹簧19

第一容纳空间5 支撑框体20

功能头6 连接板21

第一弹簧7 锁紧壳体22

限位框8 滚动体23

第二弹簧9 弹性体24

调节端10 保持架25

止推板11 杠杆体26

限位台12 第二固定轴27

卡紧件13 标定位28

连杆14 电池29

第一固定轴15 导向套30

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种往复运动装置，如图1所示，包括壳体1、驱动组件以及功能组件，壳体1上设置有电磁体2，电磁体2优选采用电磁线圈，驱动组件上设置有永磁结构体3，永磁结构体3优选采用永磁体，当电磁体2通电时能够产生磁场且磁场磁力能够驱使驱动组件运动进而能够产生推力使功能组件从第一位置运动到第二位置，其中，第一位置为初始位置，第二位置为目标位置，功能组件包括功能头6，目标位置为功能头6的自由端需要到达的位置，初始位置为电磁体2通电前功能组件所在的位置。

进一步地，当电磁体2断电时，驱动组件能够在自身的驱使下运动进而使所述功能组件从第二位置运动到第一位置或由于功能组件自身的驱使下从第二位置朝向第一位置运动驱使驱动组件运动，功能组件上设置有移动体4，永磁结构体3的一端通过第一固定轴15安装在壳体1上，永磁结构体3能够绕第一固定轴15转动，永磁结构体3的另一端与移动体4活动配合。

具体地，移动体4为非导磁材料、永磁体、导磁材料体、导磁材料和非导磁材料制作的复合体中的任一种，在产品设计时，永磁结构体3的数量可以为一个，也可以为多个且多个永磁结构体3呈中心对称布置或非对称布置，在实际的应用中可具体设计为不同的结构，具体如下：

在一个具体的实施例中，移动体4为非导磁材料，移动体4与壳体1之间设置有第一容纳空间5，功能组件还包括第一弹簧7，移动体4上延伸出导向套30，第一弹簧7套装在导向套30上并设置在第一容纳空间5中，功能头6的一端可拆卸的安装在导向套30的内部，功能头6的另一端穿过第一容纳空间5并能够延伸到壳体1的外部，功能组件在第一位置、第二位置时，第一弹簧7均处于压缩状态且在第二位置时第一弹簧7的弹力大于第一位置时的弹力，功能组件依靠第一弹簧7的弹力从第二位置朝向第一位置运动进而驱使永磁结构体3运动。

进一步地，功能头6在安装时能够利用导向套30内部相匹配的空间方便的将功能头6安装到位，因此导向套30起到安装导向的作用，提高了安装效率，同时导向套30的设置也不是随意的，导向套30内部的安装空间与功能头6的结构匹配，使得安装后的功能头6朝向精确，为装置的精确作业提供保证。在实际应用中，导向套30与移动体4既可以为分体件，也可以为一体结构，具体应根据产品的实际应用场景灵活设计，以满足产品的需求。

在另一个具体的实施例中，第一弹簧7可以被省略，移动体4为永磁体、导磁材料体、导磁材料和非导磁材料制作的复合体中的任一种，永磁结构体3的数量多个且对称布置，例如为两个，当电磁体2断电时，多个永磁结构体3的端部之间能够依靠相互之间的斥力分离，同时，永磁结构体3磁力吸引移动体4因而在永磁结构体3运动时带动移动体4运动进而带动功能头6朝向第一位置运动，实现功能头6功能运动。

在再一个具体的实施例中，永磁结构体3的数量为一个，功能组件依靠第一弹簧7的弹力从第二位置朝向第一位置运动进而驱使永磁结构体3运动。

具体地，在实际应用中，应根据实际的应用场景灵活选择，永磁结构体3优选椭球体结构，设置成如图1所示的偏心结构。在一些应用场景中可以设计为杆状结构、长方体板状结构等适合的结构，满足不同的需求，另外，为增加设备的使用寿命，减少摩擦力，永磁结构体3朝向移动体4的一端优选安装有滚动轴承，使永磁结构体3与移动体4之间变滑动为滚动，减少相对运动时之间的摩擦力，提高动作的灵活性。

本发明中为防止功能头6在使用时从壳体1上脱落影响往复运动装置的正常使用，导向套30的内部设置有卡紧件13，功能头6通过卡紧件13插接在导向套30上实现功能头6的固定。

本发明中的往复运动装置可以应用到多个领域，实现多种功能，可以是钻孔装置，实现特定的钻孔功能，功能头6可为钻头，也可以为切割装置，功能头6为刀具，还可以为转运装置，功能头6可为支撑平台，利用支撑平台转运加工件至目标位置，还可以应用到医疗器械上。

在一个优选例中，壳体1上设置有止推板11，功能头6上设置有限位台12，当功能头6从第二位置朝向第一位置运动时由于顺时速度快，功能组件由于惯性带动功能头6先运动到第三位置后再运动到第一位置，第一位置位于第二位置和第三位置之间，在功能头6运动的过程中，当功能头6从第一位置向第三位置运动时，止推板11对限位台12进行阻挡进而功能头6从移动体4上挣脱卡紧件13的束缚而松脱，即止推板11的阻挡驱使功能头6脱离卡紧件13的夹紧，此时，功能头6可轻松取下，方便更换新的功能头6，为下一次作业做准备。

具体地，壳体1的内部设置有限位框8、第二弹簧9以及调节端10，第二弹簧9设置在限位框8和调节端10之间，限位框8能够对驱动组件上所具有的永磁结构体3的运动进行限位，使永磁结构体3的端部偏离壳体1轴心的距离在一定的范围内，例如0.5㎝，调节端10优选设置有外螺纹，壳体1上设置有内螺纹孔，调节端10可匹配安装到壳体1的内螺纹孔中，旋拧调节端10能够挤压或者拉伸第二弹簧9进而调节第二弹簧9的预紧力，第二弹簧9的预紧力能够影响第三位置与第一位置的距离，实现功能头6的自动松脱和快速更换。

本发明中的往复运动装置既可以将产品设计为通过接外部电源实现供电，也可以根据实际的应用场景在壳体1上安装有电池29，电池29既可以为充电电池，也可以根据实际情况设计为干电池，实现便携性的需求。

在一个优选例中，还包括连杆14，所述连杆14的一端与限位框8活动配合，如图2所示，连杆14的另一端与永磁结构体3的端部紧固连接，当两个永磁结构体3的端部靠拢时，两个连杆14的一端能够在限位框8上靠拢滑动，通过连杆14使限位框8与永磁结构体3连接增加连接的力臂，当断电时能够使永磁结构体3的端部借助于第二弹簧9的弹力远离壳体1的轴心运动，其中，限位框8为磁体且限位框8与永磁结构体3相对的一端磁性相反；或者限位框8为非磁体，例如，限位框8为非导磁材料制作。

本发明中还包括连接柱16、活动杆17、第三弹簧18、第四弹簧19、支撑框体20以及连接板21，所述连接柱16、支撑框体20均安装在壳体1的内部且连接柱16的一端安装在移动体4上，连接柱16的另一端穿过支撑框体20并依次与连接板21、活动杆17的一端连接，活动杆17的另一端为自由端且延伸到壳体1的外部，在一个优选例中，调节端10的中心设置有通孔，活动杆17穿过通孔，第三弹簧18设置在支撑框体20和连接板21之间，第四弹簧19设置在壳体1和活动杆17的另一端之间，当电磁体2通电时，移动体4带动连接柱16、活动杆17同步运动，第三弹簧18、第四弹簧19被压缩，当电磁体2断电时，第三弹簧18、第四弹簧19的回复弹力分别能够驱使连接柱16、活动杆17运动。其中，活动杆17上设置有沿多个沿轴向方向依次间隔的标定位28，通过标定位28可以看到功能头6伸出的长度，以实现更精确的作业。

在一个优选例中，所述支撑框体20中设置有锁紧组件，锁紧组件包括锁紧壳体22、滚动体23、弹性体24、保持架25以及操作组件，所述连接柱16穿过所述锁紧壳体22且连接柱16与所述锁紧壳体22之间形成楔形空间，滚动体23安装在所述楔形空间中并嵌入到保持架25上，其中，楔形空间中空间小的一端朝向移动体4，弹性体24安装在楔形空间中空间大的一端且弹性体24的两端分别连接锁紧壳体22、保持架25，因此，滚动体23能够对连接柱16朝向移动体4的运动趋势进行锁定，当操作操作组件时能够使滚动体23解锁连接柱16，实现从初始位置到目标位置的转换。

进一步地，所述操作组件包括杠杆体26、第二固定轴27以及开关件，所述杠杆体26通过所述第二固定轴27可转动的装在壳体1上，所述开关件安装在杠杆体26的一端，当按压开关件时能够驱使杠杆体26的一端绕第二固定轴27转动进而使所述杠杆体26的另一端驱动滚动体23朝向活动杆17运动从而使所述连接柱16解锁，开关件包括操作柄以及第五弹簧，操作柄安装在壳体1上且第五弹簧安装在操作柄和壳体1之间，按压操作柄时，实现滚动体23朝向活动杆17运动进而使所述连接柱16解锁，当松开操作柄时，在第五弹簧弹力的作用下操作柄复位进而拉动杠杆体26复位，此时滚动体23再次对连接柱16朝向移动体4的运动进行锁定。

以永磁结构体3的数量为两个，移动体4采用非导磁材料为例，本发明的工作原理如下：

如图1所示的两个永磁结构体3共同通过一个第一固定轴15的可转动布置结构，且两个永磁结构体3对称布置，同侧的极性相同，当电磁体2通电时产生磁场能够驱使两个永磁结构体3的两端分别向壳体1的轴心靠拢进而能够使永磁结构体3朝向移动体4的一端推动移动体4远离第一固定轴15运动，从而使功能头6运动实现从初始位置运动到目标位置。

进一步地，当功能头6运动到目标位置后，电磁体2断电，此时由于电磁体2通电产生的磁场消失，两个永磁结构体3的斥力驱使两个永磁结构体3的两端分别远离壳体1的轴心运动，由于第一弹簧7处于压缩状态，在第一弹簧7回弹力的作用下驱使移动体4朝向第一固定轴15的方向运动直至与永磁结构体3相抵，进而使功能头6回到初始位置。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。