CN101381059A - 绞车 - Google Patents

Abstract

一种绞车，包括：卷筒，电机，和动力传动装置，动力传动装置包括壳体，限定一纵向轴线且远端设有传动齿轮并伸入壳体内的传动齿轮轴；和行星机构组件，行星机构组件包括设在壳体内且绕纵向轴线可旋转的第一和第二行星架，分别与传动齿轮啮合且可旋转地支撑在第一和第二行星架上的第一至第三行星齿轮；安装在壳体内且与第一至第三行星齿轮啮合的内齿圈，和绕纵向轴线可旋转且具有输入齿轮部和输出齿轮部的动力输出部件，输入齿轮部与第一至第三行星齿轮啮合且输出齿轮部适于与卷筒内齿部啮合。本发明的绞车采用单级行星机构实现大速比的减速功能，传动效率高，结构简单，重量轻，成本低。

Description

绞车

技术领域

本发明涉及一种绞车，尤其是涉及一种用于汽车用的电动绞车。

背景技术

汽车用电动绞车是一种配装在工程车，越野车，SUV运动车上的随车设备，主要用于汽车救援、装卸或吊装货物等。

美国专利US4545567披露了一种绞车，该绞车的动力传动装置的结构非常复杂，采用了多级串联的行星机构实现大速比的减速功能。

因此，传统绞车的动力传动装置自身结构复杂，传动效率低，从而导致整机自重增加，零件数量多，加工和组装复杂、制造成本高等。

美国再颁专利Re.36216披露了一种绞车，该绞车的制动机构非常复杂，因此，加工和组装复杂，成本高，并且故障发生率高，维护成本高且维护困难。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种绞车，该绞车的动力传动装置采用单级行星机构实现大速比的减速功能，传动效率高，结构简单，重量轻，成本低。

根据本发明的绞车包括卷筒，所述卷筒具有轴向中心孔且绕轴向中心孔的纵向轴线可旋转；电机，所述电机沿纵向设置在卷筒的一端；及动力传动装置，所述动力传动装置沿纵向设置在卷筒的另一端，并且分别与电机和卷筒可操作地相连，其中所述动力传动装置包括：壳体，所述壳体安装在所述卷筒的另一端；传动齿轮轴，所述传动齿轮轴沿纵向在卷筒内的延伸，所述传动齿轮轴的近端与电机相连而远端设有主动齿轮且伸入所述壳体内；及行星机构组件，所述行星机构组件具有：第一和第二行星架，所述第一和第二行星架设在所述壳体内且绕所述纵向轴线可旋转；第一至第三行星齿轮，所述第一至第三行星齿轮分别可旋转地支撑在所述第一和第二行星架上并分别与所述主动齿轮啮合；内齿圈，所述内齿圈固定在所述壳体内并分别与所述第一至第三行星齿轮啮合；和动力输出部件，所述动力输出部件位于壳体内、绕所述纵向轴线可旋转且具有输入齿轮部和输出齿轮部，所述输入齿轮部分别与所述第一至第三行星齿轮合且所述输出齿轮部与卷筒的卷筒内齿部啮合。

根据本发明的绞车还具有如下附加技术特征：

所述第一至第三行星齿轮中的每一个都包括第一行星齿轮部和第二行星齿轮部，其中所述第一至第三行星齿轮的第一行星齿轮部分别与内齿圈啮合且第二行星齿轮部分别与输入齿轮部啮合。

所述传动齿轮轴沿所述纵向轴线相对于所述第一至第三行星齿轮可移动以便所述主动齿轮能够与所述第一至第三行星齿轮啮合或脱离。

所述第一至第三行星齿轮轴的两端分别固定在第一和第二行星架内且所述第一至第三行星齿轮分别通过第一至第三行星齿轮轴承安装在第一至第三行星齿轮轴上。

所述第一和第二行星架通过配合在它们外周面上或中心孔内的第一和第二行星架轴承分别安装在所述动力输出部件和壳体上。

所述主动齿轮与所述传动齿轮轴为一体

所述壳体内形成有壳体齿轮部，所述壳体齿轮部与所述内齿圈啮合。

所述电机的输出轴与所述传动齿轮轴之间通过制动器相连。

所述制动器包括：制动套，所述制动套固定在卷筒的轴向中心孔内；制动主动轴，所述制动主动轴的一端与所述电机的输出轴相连，且另一端可旋转地安装在制动套内并具有第一轴向凸出部；制动从动轴，所述制动从动轴的一端可旋转地安装在制动套内且具有与第一轴向凸出部相对的第二轴向凸出部，而另一端与传动齿轮轴相连；制动块，所述制动块设在第一轴向凸出部和第二轴向凸出部之间；和弹性件，所述弹性件的一端连接到第二轴向凸出部的与第一轴向凸出部相对的表面上且另一端与所述制动块相连且将制动块常推向第一轴向凸轮部。

所述弹性件为压缩弹簧。

根据本发明的绞车构至少具有下列优点之一：

根据本发明的绞车的动力传动装置采用单级行星机构实现大速比的减速功能，传动效率高，结构简单，重量轻，成本低。

行星齿轮沿轴向分成两部分，从而通过移动传动齿轮轴，能够方便地使传动齿轮与行星齿轮啮合或脱离，容易地实现了绞车的离合功能。

此外，通过在壳体内形成壳体齿轮部，能够进一步增强内齿圈在壳体内的固定强度，防止内齿圈意外活动。

根据本发明的绞车的制动器结构简单，制造成本低，制动可靠，不容易发生故障。

附图说明

图1是根据本发明实施例绞车的拆分示意图；

图2是根据本发明实施例绞车的动力传动装置的传动齿轮轴和行星机构组件的拆分示意图；

图3是根据本发明实施例的绞车的剖视示意图；

图4是根据本发明另一实施例的绞车的剖视示意图；

图5是根据本发明实施例的绞车的剖视示意图，其中详细示出了动力传动装置的制动器；

图6是制动器的剖视示意图；

图7是根据本发明实施例的绞车的行星齿轮的立体图；及

图8是根据本发明实施例的绞车的制动器的拆分示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明中，术语“左”、“右”、“纵向”等位置关系为基于附图所示的位置关系，仅仅是为了方便描述本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的绞车。

如图1所示，根据本发明实施例的绞车包括电机1，卷筒8，和动力传动装置。

卷筒8为中空筒状，换言之，卷筒8具有轴向中心孔812。卷筒8的两端分别通过轴承10(如图3和图4所示)支撑在电机座2和壳体座5上，从而卷筒8能够绕纵向轴线X旋转。电机座2和壳体座5分别安装在汽车上，由此将卷筒8可旋转地支撑在汽车上。

用于拖曳的缆绳(未示出)缠绕在卷筒8上，通过卷筒8旋转能够将缆绳缠绕到卷筒8上或将缆绳从卷筒8上退绕。

此外，为了增加整个绞车的强度，在电机座2和壳体座5之间还设置有连接杆9，连接杆9的两端分别固定在电机座2和壳体座5上。

电机1(例如可逆电机)沿纵向(图4中的左右方向)安装在卷筒8的一端。更具体而言，电机1安装到电机座2上并且其输出轴11朝向卷筒8延伸。

动力传动装置沿纵向设置在卷筒8的另一端并且分别与电机1和卷筒可操作地相连以便将电机1的驱动力传递到卷筒8。这里，“可操作”是指电机1、动力传动装置、和卷筒8依次相连并且电机1的驱动力能够通过动力传动装置传递到卷筒8以驱动卷筒8旋转。

根据本发明的实施例，如图2-5所示，动力传动装置包括壳体7，传动齿轮轴4，和行星机构组件6。

壳体7安装在卷筒8的另一端，具体地，壳体7安装在壳体座5上。例如，如图1和图3-5所示，壳体7的左侧开口内周形成有安装齿轮部72，安装齿轮部72与壳体座5上的齿轮部啮合，以便增加壳体7与壳体座5的连接强度。

传动齿轮轴4沿纵向在卷筒8内的延伸，传动齿轮轴4的近端42与电机1相连，而远端设有主动齿轮41且伸入壳体7内以便与行星机构组件6相连。传动齿轮41可以是安装到传动齿轮轴4远端的单独齿轮，也可以与传动齿轮轴4成一体。

行星机构组件6位于壳体7内并且包括两个行星架63、三个行星齿轮65、内齿圈64、和动力输出部件61。

行星架63设在壳体7内且绕纵向(图3中的左右方向)轴线X可旋转。例如，如图3所示，一个行星架63(图3中的右侧行星架)可以通过配合在它的外周面上的一个行星架轴承62绕纵向轴线X可旋转地安装在壳体7内，另一个行星架63(图3中的左侧行星架)通过配合在它的外周面上的另一个行星架轴承62绕纵向轴线X可旋转地安装在动力输出部件61上。可选地，根据本发明的另一实施例，如图4所示，两个行星架63可以分别通过配合在它们中心孔内的行星架轴承62绕纵向轴线X可旋转地、左右相对地安装在壳体7和动力输出部件61上。

三个行星齿轮65分别可旋转地支撑在两个行星架63上。具体地，例如，如图3所示，行星齿轮65的行星齿轮轴654的两端分别支撑在两个行星架63上，行星齿轮65通过行星齿轮轴承655可旋转地安装在行星齿轮轴654上。可选地，行星齿轮65也可以直接套装在行星齿轮轴654上，而行星齿轮轴654的两端分别通过轴承可旋转地安装在两个行星架63上。

由此，三个行星齿轮65既能够绕各自的行星齿轮轴654自转，也能够随两个行星架63绕纵向轴线X公转。

内齿圈64固定在壳体7内且三个行星齿轮65分别与内齿圈64啮合。例如，如图3和图4所示，内齿圈64固定在壳体7内的右侧。

动力输出部件61位于壳体7内的左侧并且绕纵向轴线X可旋转。动力输出部件61具有输入齿轮部611和输出齿轮部612，输入齿轮部611与三个行星齿轮65啮合，而输出齿轮部612与卷筒8接合，以便驱动卷筒8旋转。更具体而言，输出齿轮部612与卷筒8的轴向中心孔812内形成的卷筒内齿部811啮合。

根据本发明的另一实施例，如图2和图7所示，每个行星齿轮65都包括第一行星齿轮部6511和第二行星齿轮部6512，在图中的示例中，第一行星齿轮部6511和第二行星齿轮部6512通过形成在行星齿轮65外周表面的周向凹槽6513纵向间隔开，但本发明并不限于此，例如第一行星齿轮部6511和第二行星齿轮部6512可以相邻但直径不同，行星齿轮65的中心孔6514用于与行星齿轮轴654配合。更具体而言，第一行星齿轮部6511与动力输出部件61的输出齿轮部611啮合，而第二行星齿轮部6512与内齿圈64啮合。

此外，根据本发明的另一实施例，传动齿轮轴4在纵向力F的作用下沿纵向轴线X相对于三个行星齿轮65可移动，从而传动齿轮41能够与三个行星齿轮65啮合或脱离。例如当传动齿轮轴4在纵向力F的作用下向左移动时，传动齿轮41可以与行星齿轮65的周向凹槽6513正对，从而脱离与行星齿轮65的啮合(图3和图4中虚线所示位置)，当传动齿轮轴4在纵向力F的作用下向右移动时，传动齿轮41与行星齿轮65的第二行星齿轮部6512啮合(图3和图4中实线所示位置)。然而，本发明并不限于此，例如，行星齿轮65可以不分成第一行星齿轮部6511和第二行星齿轮部6512，传动齿轮4可以通过移动与整个行星齿轮65错开而脱离啮合或者与整个行星齿轮65相对而与行星齿轮65啮合，这对于本领域的普通技术人员是能够容易理解的。至于传动齿轮轴4的纵向移动，可以利用本领域任何已知的方式实现，这里不再详细描述。

如图3和图4所示，在壳体7的内部可以形成有壳体齿轮部71，壳体齿轮部71与内齿圈64啮合，从而能够防止内齿圈64在壳体7内移动，增强了内齿圈64在壳体7内的稳固度。

如图3-6和图8所示，电机1的输出轴11与传动齿轮轴4之间通过制动器3相连。

制动器3位于卷筒8的轴向中心孔812内，从而电机1的输出轴11伸入卷筒8内并通过制动器3与传动齿轮轴4的近端42相连且传动齿轮轴4的远端从卷筒8的轴向中心孔812伸入到壳体7内，行星机构组件6还与卷筒8相连以便驱动卷筒8转动，由此将电机1的动力传动到卷筒8。

根据本发明的实施例，制动器3包括制动套34，制动主动轴31，制动从动轴35，制动块32，和弹性件33。

制动套34固定在卷筒8的轴向中心孔812内。可选地，制动套34也可以与卷筒8一体制成，即制动套34是卷筒8的一部分，例如形成为卷筒8的轴向中心孔812内的凸台。

制动主动轴31与电机1的输出轴11相连且通过配合在其外周表面311上的第一制动轴承361可旋转地安装在制动套34内，制动主动轴31的一端(图8中的右端)具有第一轴向凸出部312。如图5和图8所示，制动主动轴31为圆柱状，且形成有中心孔313。第一轴向凸出部312从制动主动轴31的一个端面上向外一体地延伸。如图6和8所示，第一轴向凸出部312形成为与制动主动轴31的一部分侧壁形状一致的弧形。

根据本发明的实施例，中心孔313的横截面为非圆形形状，例如扁圆形或方形，电机1的输出轴11的末端具有与中心孔313适配的形状，从而电机1的扭矩能够传递到制动套34。

制动从动轴35与传动齿轮轴4相连且通过配合在其外周表面351上的第二制动轴承362可旋转地安装在制动套34内，制动从动轴35与制动主动轴34相对的一端(图8中的左端)具有与第一轴向凸出部312相对的第二轴向凸出部352。

如图5和图8所示，制动从动轴35为圆柱状，且形成有中心孔353。第二轴向凸出部352从制动从动轴35的一个端面上向外一体地延伸。如图6和8所示，第二轴向凸出部352形成为与制动从动轴35的一部分侧壁形状一致的弧形。

根据本发明的实施例，中心孔353的横截面为非圆形形状，例如扁圆形或方形，传动齿轮轴4的末端42具有与中心孔353适配的形状，从而制动从动轴35的扭矩能够传递到传动齿轮轴4，且传动齿轮轴4的近端42能够在中心孔353内纵向移动，由此，如上所述，传动齿轮41能够与行星齿轮65啮合和脱开。

如图5和6所示，制动块32设置在第一轴向凸出部312和第二轴向凸出部352之间，即第一轴向凸出部312和第二轴向凸出部352将制动块32夹在它们之间。另外，制动块32在长度方向(当安装到制动套34内时，制动块32的长度方向与制动套34的径向方向一致)上的两端的厚度逐渐减小，即，制动块32在长度方向上的两端面为斜面，且端面与顶表面(图6中的上表面)通过圆弧过渡。当然，对于本领域的普通技术人员可以理解，制动块32的长度方向的最大长度L要应稍微小于制动套34的内直径，以便当制动块32的最大长度部分穿过制动套34的中心时制动块32能够在制动套34内旋转。

弹性件33的一端连接到第二轴向凸出部352与第一轴向凸出部312相对的表面(即内侧面)上且另一端与制动块33相连以将制动块33常推向第一轴向凸出部312。根据本发明的一个实施例，弹性件33为压缩弹簧。

根据本发明实施例的绞车，制动器3的结构简单，制造成本低，制动可靠，不容易发生故障，能够方便地进行卷绕和退绕缆绳以及制动卷筒8。而且，动力传动装置采用单级行星机构实现大速比的减速功能，传动效率高，结构简单，重量轻，成本低。因此，根据本发明实施例的绞车结构简单、传动效率高，成本低，操作可靠。

下面简单地描述根据本发明实施例的绞车的操作。

当需要将缆绳卷绕到卷筒8上时，电机1例如在图6中顺时针旋转，电机1的转矩传递到制动主动轴31，制动主动轴31在制动套34内转动，同时制动主动轴31的第一轴向凸出部312克服弹性件33的弹力朝向制动从动轴35的第二轴向凸出部352推动制动块32。

当制动块32朝向第二轴向凸出部352移动后，制动块32的最大长度部分穿过制动套34的中心，由于制动块32的最大长度L稍微小于制动套34的内径，因此制动块32能够在制动套34内转动，从而第一轴向凸出部312通过制动块32将扭矩传递到第二轴向凸出部352，第二轴向凸出部352将驱动力依次传递到传动齿轮轴4，三个行星齿轮65，动力输出部件61，和卷筒8上。其中三个行星齿轮65分别绕它们各自的行星齿轮轴655自转，同时随行星架63绕纵向轴线X公转。三个行星齿轮65的第一行星齿轮部6511与动力输出部件61的输入齿轮部611啮合，而第二行星齿轮部6512与内齿圈64啮合，从而三个行星齿轮65将动力传递到动力输出部件61。动力输出部件61的通过输出齿轮部612驱动卷筒8旋转，由此将缆绳卷绕到卷筒8的外表面上。

当需要将缆绳从卷筒8上退绕时，电机1反向旋转(例如在图5中沿逆时针)，电机1的转矩依次传递到制动主动轴31(第一轴向凸出部312)、制动块32、制动从动轴35(第二轴向凸出部352)、传动齿轮轴4，三个行星齿轮65，动力输出部件61，和卷筒8，从而将缆绳从卷筒8上退绕，这与上述卷绕操作类似，不再详细描述。

当不进行卷绕或退绕时电机1停止旋转，如果卷筒8此时受到缆绳的拖拉，那么缆绳对卷筒8的转矩就依次传递到动力输出部件61、三个行星齿轮65、传动齿轮轴4、制动从动轴35(第二轴向凸出部352)。由于制动块32在弹性件33的作用下朝向第一轴向凸出部312移动，同时第二轴向凸出部352通过旋转也朝向第一轴向凸出部312推动制动块32，因此制动块32的最大长度部分偏离制动套34的中心，如图6所示，制动块32的长度方向两端与制动套34的内壁发生摩擦而无法在制动套34内旋转，第二轴向凸出部352(制动从动轴35)无法进一步旋转，由此第二轴向凸出部352的转矩无法通过制动块32传递到第一轴向凸出部312，第一轴向凸出部312不旋转，因此卷筒8无法旋转，从而绞车被制动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1、一种绞车，其特征在于，包括:

卷筒，所述卷筒具有轴向中心孔且绕轴向中心孔的纵向轴线可旋转；

电机，所述电机沿纵向设置在卷筒的一端；及

动力传动装置，所述动力传动装置沿纵向设置在卷筒的另一端，并且分别与电机和卷筒可操作地相连，其中所述动力传动装置包括:

壳体，所述壳体安装在所述卷筒的另一端；

传动齿轮轴，所述传动齿轮轴沿纵向在卷筒内的延伸，所述传动齿轮轴的近端与电机相连而远端设有主动齿轮且伸入所述壳体内；及

行星机构组件，所述行星机构组件具有:

第一和第二行星架，所述第一和第二行星架设在所述壳体内且绕所述纵向轴线可旋转；

第一至第三行星齿轮，所述第一至第三行星齿轮分别可旋转地支撑在所述第一和第二行星架上并分别与所述主动齿轮啮合；

内齿圈，所述内齿圈固定在所述壳体内并分别与所述第一至第三行星齿轮啮合；和

动力输出部件，所述动力输出部件位于壳体内、绕所述纵向轴线可旋转且具有输入齿轮部和输出齿轮部，所述输入齿轮部分别与所述第一至第三行星齿轮合且所述输出齿轮部与卷筒的卷筒内齿部啮合。

2、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述第一至第三行星齿轮中的每一个都包括第一行星齿轮部和第二行星齿轮部，其中所述第一至第三行星齿轮的第一行星齿轮部分别与内齿圈啮合且第二行星齿轮部分别与输入齿轮部啮合。

3、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述传动齿轮轴沿所述纵向轴线相对于所述第一至第三行星齿轮可移动以便所述主动齿轮能够与所述第一至第三行星齿轮啮合或脱离。

4、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述第一至第三行星齿轮轴的两端分别固定在第一和第二行星架内且所述第一至第三行星齿轮分别通过第一至第三行星齿轮轴承安装在第一至第三行星齿轮轴上。

5、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述第一和第二行星架通过配合在它们外周面上或中心孔内的第一和第二行星架轴承分别安装在所述动力输出部件和壳体上。

6、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述主动齿轮与所述传动齿轮轴为一体。

7、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述壳体内形成有壳体齿轮部，所述壳体齿轮部与所述内齿圈啮合。

8、根据权利要求1所述的绞车，其特征在于，所述电机的输出轴与所述传动齿轮轴之间通过制动器相连。

9、根据权利要求8所述的绞车，其特征在于，所述制动器包括:

制动套，所述制动套固定在卷筒的轴向中心孔内；

制动主动轴，所述制动主动轴的一端与所述电机的输出轴相连，且另一端可旋转地安装在制动套内并具有第一轴向凸出部；

制动从动轴，所述制动从动轴的一端可旋转地安装在制动套内且具有与第一轴向凸出部相对的第二轴向凸出部，而另一端与传动齿轮轴相连；

制动块，所述制动块设在第一轴向凸出部和第二轴向凸出部之间；和

弹性件，所述弹性件的一端连接到第二轴向凸出部的与第一轴向凸出部相对的表面上且另一端与所述制动块相连且将制动块常推向第一轴向凸轮部。

10、根据权利要求9所述的绞车，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧。

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