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可大可小的旋转变形圆桌结构原理大揭秘,良心资料不容错过!

2019-04-02 12:54:00
全铝智能家居论坛
原创
163
可大可小的旋转变形圆桌结构原理大揭秘,良心资料不容错过!


今日看点

偶然发现了关于“旋转变形圆桌”的结构介绍,可谓惊喜万分,觉得一定要分享给大家。

来看看这款神奇的“旋转变形桌”到底是如何来制造的!

▲旋转变形圆桌动画效果


旋转变形圆桌的三层构架


当前市场上可以变换大小的桌子大多数采用的折叠的方法,由正方形展开变为圆形,不仅不是很方便,而且也不够美观,变换的前后改变了桌子的形状,有时候不足以实现我们的要求。而旋转开合式桌子,仅仅通过旋转桌子就可以实现桌子大小的变化,操作简单实用,而且变化的比例也可以在制作时在较大范围内变化,解除了从前的正方形变圆形对尺寸变化比例的限制。


桌子闭合效果图


桌子打开效果图


▲三层结构侧视效果


该桌子共有三层,可以通过旋转改变桌面大小,以上两图为桌子开、合时的两种状态,其实现运动如下:

旋转闭合的桌子时:最上面一层桌子(即右图红色部分)作为主动件带动桌子旋转,并完成桌面的向外和向下的平移动作,最后和中间桌面达到水平;中间一层桌面(即右图白色部分)和桌子一同旋转,并实现向外的平移运动;最下面一层(即右图中心蓝色部分)开始时只随桌子一起旋转,最后实现上升运动,达到和中间一层桌子水平。运动结束后,由闭合达到展开,实现桌面的变大。

反向旋转打开的桌子时:三层桌面实现反向的运动,运动结束后达到闭合状态。


旋转变形圆桌具体结构分析


设计的重点主要在于实现桌面不同部分的平移和升降功能。


 

外围桌设计(效果图红色与白色区域)


▲基准板方案


该方案桌面转动带动基准板一起转动。该基准板只为桌面的移动提供导向作用,并使桌面实现上下运行,并不提供桌面前后移动的动力,该动力由基准板上的其他机构提供。该方案增加了系统机构,但是该基准板上的槽都为直槽,只需改变深浅即可满足要求,大大简化了计算,也可以提高运动的精度。

在基准板方案基础上,主要实现的是杆沿着槽方向的直线运动,即将桌面的旋转运动最终转换成直线运动。为实现这一目的首先想到的就是螺旋机构,但是桌面移动所需要的螺纹传动方向与桌面提供的旋转法向方向不一致。需要使用空间的交错轴传递转距,将桌面的旋转转化成桌面移动所需要的传动方向。为此,有了如下的机构:


最外层桌面机构简图


中间层桌面机构简图


传动过程如下:转动桌面,桌面旋转通过杆和直槽传递给基准板,带动基准板转动,使大锥齿轮同小锥齿轮啮合,实现交错轴转距的传递。小锥齿轮带动螺杆旋转,实现螺纹传动,带动桌面前后移动。桌面前后移动的同时通过槽深浅的改变实现高低的变化。中间一层与最外层相似,只不过槽没有深浅的变化,只是实现平移运动。


 

中间桌面设计(效果图蓝色区域)


▲凸轮结构


系杆的转动带动凸轮的转动,花键保证了桌面能顺利地上下滑动。两凸轮同时旋转到高点时,桌面升起;高点错开后桌面下降。中间的轴保持桌面轴与支柱同心,使机构更稳定。虽然花键结构有些复杂,但该机构能很好的保证三层桌面转动的同时性。


 

基准板的转动


▲滚珠轴承


使用滚珠轴承,该方案虽然成本会高一些,但是能很好的实现既定要求,并且磨损小,噪音低。


▲旋转变形圆桌结构示意图

避免桌面间干涉的措施

 

★桌面3的上升时要最后升出,下降时要最早下降。这需要设计形状突变较大两个凸轮。同理6桌面下面的凹槽突变也要很大。

★桌面展成大桌面后,所有桌面紧密地拼在一起。为了闭合时,桌面不至于卡死,能够顺利地运动,故将桌子接触处做成斜坡状,这样桌子就能顺利升起。

旋转变形圆桌的尺寸设计(供参考)

★桌面闭合时直径为1.1米,展开时直径为1.6米。

★桌面6和桌面2前后移动距离a=(1.6-1.1)/2=0.25米。

★大齿轮与小齿轮的传动比为1:40,大齿轮转过3/4圈时,小齿轮转了30圈,螺纹导程l=a/30≈8mm/r。

桌面6尺寸


小齿轮尺寸


桌面3尺寸


桌面2尺寸


轴套尺寸

大齿轮及桌腿尺寸

基准面尺及系杆寸图


装配示意图

旋转变形圆桌的仿生设计(供参考)


打开时的桌面(三层桌面以相同速度旋转)


闭合时的桌面

凸轮槽截面图,实现桌面6上下移动


齿轮近景图


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