CN104214241B

CN104214241B - 一种电控双向三态离合器

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Publication number: CN104214241B
Application number: CN201310218668.9A
Authority: CN
Inventors: 王陈梓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: CN104214241A

Abstract

本发明涉及一种电控双向三态离合器。在实现正、反转传动和分离的双向三态离合控制时，大多离合器结构复杂，本发明提出了一种电控双向三态离合器，主要由电控动力输入轴、带外螺纹的轴套、正转动力输出体、反转动力输出体和过渡体组成。在电控动力输入轴的可控旋转带动下，带外螺纹的轴套正、反旋入正、反转动力输出体之中任一个的内螺纹的时，通过双方上面所设止位面的贴合带动一起实现正、反传动；当带外螺纹的轴套在电控动力输入轴的准确位置控制下旋转并沿轴向滑动到正、反转动力输出体中间相对静止的过渡体位置时，电控动力输入轴与正、反转动力输出体皆脱离，这样通过机械和电控一体化的协调动作实现一离二合的双向三态离合。

Description

一种电控双向三态离合器

技术领域

本发明专利涉及一种电控双向三态离合器，属于机械传动技术领域。

背景技术

目前，市场上离合器种类繁多，涉及正、反转双向三态离合的离合器大多结构复杂，本发明提出了的一种结构简单的电控双向三态离合器，主要由电控动力输入轴、正转动力输出体、带外螺纹的轴套、反转动力输出体和过渡体组成。带外螺纹的轴套套在电控动力输入轴上，二者之间的接触面限制其只能沿轴向相对滑动。在电控动力输入轴旋转带动下，当带外螺纹的轴套旋入两个带内螺纹的正、反转动力输出体之中任一个时，通过双方上面所设止位面的贴合带动一起正、反传动，当电控动力输入轴旋转带动外螺纹的轴套旋到正、反转动力输出体之间的过渡体位置时，电控动力输入轴与正、反转动力输出体皆脱离，实现了从电控动力输入轴到正、反转动力输出体之间的一离二合。

这种一离二合的电控双向三态离合器通过机械和电控一体化的协调动作，不仅能够实现正反双向传导，而且可以实现双向解脱，可以在各类往复传动机构中实现电控双向离合，有效解决非单一驱动与电控固连之间的矛盾。

总而言之，本发明的一种电控双向三态离合器适用于各类双向三态传动的离合传动环境，原理简单，成本小，还可以有效解决双向牵连传动不同步带来的系列问题，具有较大的推广应用价值。。

发明内容

本发明专利需要解决的技术问题在于为双向三态离合传动提供一种新型离合器。

实现本发明专利目的的技术解决方案为：这种电控双向三态离合器主要由电控动力输入轴[1]、正转动力输出体[2]、带外螺纹的轴套[3]、过渡体[5]和反转动力输出体[4]组成，带外螺纹的轴套[3]套在电控动力输入轴[1]上，通过接触面限制二者间只能沿轴向相对滑动，在电控动力输入轴旋转带动下，当带外螺纹的轴套旋入两个带内螺纹的正、反转动力输出体之中任一个时，通过双方上面所设止位面的贴合带动一起正、反传动，当电控动力输入轴旋转带动带外螺纹的轴套旋到正、反转动力输出体之间的过渡体[5]位置时，电控动力输入轴[1]与正、反转动力输出体[2，4]皆脱离，实现从电控动力输入轴[1]与正、反转动力输出体[2，4]之间一离两合的双向三态离合。

两个带内螺纹的正、反转动力输出体[2，4]内分别设有正转止位面[6]和反转止位面[8]，带外螺纹的轴套[3]两端分别设有轴套止位面[7]，当带外螺纹的轴套[3]旋入带内螺纹的正、反转动力输出体[2，4]一定深度时，会因为对应轴套止位面[7]与正转止位面[6]或反转止位面[8]的接触贴合而一起联动。止位面[6，7，8]可由一个或两个以上沿圆周分布的台阶面构成，台阶面的设置需要与带外螺纹的轴套[3]的轴线平行，以防止位面间会产生轴向接触分力而锁紧或锁死螺纹。当止位面由多个沿圆周分布的台阶面构成时，就形成了类似齿状的止位面。

两个带内螺纹的正、反转动力输出体[2，4]之间设置过渡体[5]，过渡体上设置与轴套[3]的外螺纹能够配合传动的螺纹或斜齿条，过渡体[5]与正反转动力输出体[2，4]之间距离分别设置成小于带外螺纹的轴套[3]的外螺纹轴向长度，而正、反转动力输出体[2，4]之间距离设置成大于带外螺纹的轴套[3]的外螺纹轴向长度，这样的距离设定既可保证电控动力输入轴[1]能够旋转带动带外螺纹的轴套[3]沿轴向在正转动力输出体[2]、过渡体[5]、反转动力输出体[4]三者之间依次交接，又可保证当带外螺纹的轴套[3]旋入静止的过渡体[5]中时与正、反转动力输出体[2，4]能够同时解脱分离。

此外，电控动力输入轴[1]在外部控制电路测控下，可以带动带外螺纹的轴套[3]在过渡体[5]的解脱分离位置的实现准确驻停，相应控制电路实现该准确驻停的电控方式有定时和定位两类：（1）转速一定时，根据螺距确定带外螺纹的轴套[3]轴向运动半行程的时间来控制电控动力输入轴[1]的停转；（2）外部控制电路通过测角或位移传感器来确认带外螺纹的轴套[3]到达过渡体[5]解脱分离位置时，控制电控动力输入轴[1]的停转。

下面结合附图对本发明专利作进一步详细描述这种双向离合传动中的电控双向三态离合器的传动方法与原理。

附图说明

图1；电控三态离合器组成结构原理图，其中，图1和摘要附图中使用了统一数字标号：1电控动力输入轴；2正转动力输出体；3带外螺纹的轴套；4反转动力输出体；5过渡体；6正转动力输出体[2]上设有的正转止位面；7轴套止位面；8 反转动力输出体[4]上设有的反转止位面；9为外部控制电路；10电机；11传动件。

具体实施方式

下面结合图1对本发明专利的实施例进一步详细的描述。

结合图1，本发明专利的一种电控双向三态离合器主要由主要由电控动力输入轴[1]、正转动力输出体[2]、带外螺纹的轴套[3]、过渡体[5]和反转动力输出体[4]组成，带外螺纹的轴套[3]先套在电控动力输入轴[1]上，然后一起将正转动力输出体[2]、过渡体[5]、反转动力输出体[4]依次套装它们上面。其中，带外螺纹的轴套[3]内孔设置成方孔，与电控动力输入轴[1]的方形柱面配合，二者之间只可以沿旋转轴向自由滑动而不能相对转动；正、反转动力输出体[2，4]与电控动力输入轴[1]之间只可以相对转动而不能沿旋转轴向自由滑动；过渡体[5]设置成相对外界环境静止连接。这样，在电控动力输入轴旋转带动下，当带外螺纹的轴套旋入两个带内螺纹的正、反转动力输出体之中任一个时，通过双方上面所设止位面的贴合带动一起正、反传动，当电控动力输入轴旋转带动带外螺纹的轴套旋到正、反转动力输出体之间的过渡体[5]位置时，电控动力输入轴[1]与正、反转动力输出体[2，4]皆脱离，实现从电控动力输入轴[1]与正、反转动力输出体[2，4]之间一离两合的双向三态离合。

两个带内螺纹的正、反转动力输出体[2，4]内的沿内螺纹一定深度的圆周方向分别设有正转止位面[6]和反转止位面[8]，该深度控制需要保证带外螺纹的轴套[3]完全旋入其中接触止位面时带外螺纹的轴套[3]与过渡体[5]完全脱离，此时，动力输出体[2]或[4]会因为与带外螺纹的轴套[3]对应止位面的接触贴合而一起联动。具体设计时，作为本实施例，止位面[6，7，8]可由一个台阶面构成，该台阶面的设置与带外螺纹的轴套[3]的轴线平行并通过旋转半径延长线，这样做可以防止位面间会产生轴向接触分力而锁紧或锁死螺纹。当然，止位面也可由多个沿圆周分布的台阶面构成，这些台阶面也要与带外螺纹的轴套[3]的轴线平行，这就形成了特殊齿状台阶面组成的止位面。

在两个带内螺纹的正、反转动力输出体[2，4]之间设置过渡体[5]，过渡体外形可以变化，但过渡体上必须设置与轴套[3]的外螺纹能够配合传动的螺纹或斜齿条，本实施例中过渡体[5]为一个带有内螺纹且与外部环境固定连接的柱状体，其内螺纹与带外螺纹的轴套[3]可以旋转配合，当带外螺纹的轴套[3]停在过渡体[5]中间时就能实现离合器双向分离。其中，安装必须保证：（1）过渡体[5]与正反转动力输出体[2，4]之间距离分别设置成小于带外螺纹的轴套[3]的外螺纹轴向长度；（2）正、反转动力输出体[2，4]之间距离设置成大于带外螺纹的轴套[3]的外螺纹轴向长度。这样的距离设定既可保证电控动力输入轴[1]能够旋转带动带外螺纹的轴套[3]沿轴向在正转动力输出体[2]、过渡体[5]、反转动力输出体[4]三者之间依次交接，又可保证当带外螺纹的轴套[3]旋入静止的过渡体[5]中时与正、反转动力输出体[2，4]能够同时解脱分离。

结合图1，在外部控制电路[9]测控下，电机[10]通过传动件[11]可以带动电控动力输入轴[1]，从而带动带外螺纹的轴套[3]在过渡体[5]的解脱分离位置的实现精确准确驻停，相应控制电路实现该准确驻停的电控方式有定时和定位两类：（1）转速一定时，根据螺距确定带外螺纹的轴套[3]轴向运动半行程的时间来控制电控动力输入轴[1]的停转；（2）外部控制电路通过测角或位移传感器来确认带外螺纹的轴套[3]到达过渡体[5]解脱分离位置时，控制电控动力输入轴[1]的停转。由于第一类控制方式结构简单，通过外部控制电路[9]计时，先测好带外螺纹的轴套[3] 轴向运动全行程的时间，当带动带外螺纹的轴套[3]脱离与正、反转动力输出体[2，4]接触并旋转到轴向运动半行程的时间停止电控动力输入轴[1]的转动，此时带动带外螺纹的轴套[3]在过渡体[5]的解脱分离位置的可以实现准确准确驻停，最终实现本发明一离两合的双向三态离合。

Claims

1.一种电控双向三态离合器，其特征在于该离合器主要由电控动力输入轴、正转动力输出体、带外螺纹的轴套、过渡体和反转动力输出体组成，带外螺纹的轴套套在电控动力输入轴上，通过接触面限制二者间只能沿轴向相对滑动，在可以进行旋转位置控制的电控动力输入轴旋转带动下，带外螺纹的轴套旋入两个带内螺纹的正、反转动力输出体之中任一个时，通过双方上面所设止位面的贴合带动一起正、反转动，当电控动力输入轴旋转带动带外螺纹的轴套旋转并沿轴向准确滑移到正、反转动力输出体中间的过渡体位置时，电控动力输入轴与正、反转动力输出体皆脱离，这样通过机械和电控一体化的协调动作，实现从电控动力输入轴与正、反转动力输出体之间一离两合的双向三态离合。

2.根据权利要求1所述的一种电控双向三态离合器，其特征在于两个带内螺纹的正、反转动力输出体内分别设有正转止位面和反转止位面，带外螺纹的轴套两端分别设有轴套止位面，当带外螺纹的轴套旋入带内螺纹的正、反转动力输出体一定深度时，会因为对应轴套止位面与正转止位面或反转止位面的接触贴合而一起联动，正转动力输出体、带外螺纹的轴套和反转动力输出体上对应止位面可由一个或两个以上沿圆周分布的台阶面构成，台阶面设置成与带外螺纹的轴套的轴线平行，以防止位面间会产生轴向接触分力而锁紧或锁死螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种电控双向三态离合器，其特征在于两个带内螺纹的正、反转动力输出体之间设置过渡体，过渡体上设置与轴套的外螺纹能够配合传动的螺纹或斜齿条，过渡体与正反转动力输出体之间距离分别设置成小于带外螺纹的轴套的外螺纹轴向长度，而正、反转动力输出体之间距离设置成大于带外螺纹的轴套的外螺纹轴向长度，这样的设置既保证了电控动力输入轴能够旋转带动带外螺纹的轴套沿轴向在正转动力输出体、过渡体、反转动力输出体三者之间依次交接，又保证了当带外螺纹的轴套旋入静止的过渡体中时能与正、反转动力输出体能够同时解脱分离。

4.根据权利要求1所述的一种电控双向三态离合器，其特征在于电控动力输入轴在外部控制电路和电机的测控驱动下，通过传动件带动带外螺纹的轴套在过渡体所在的解脱分离位置实现准确驻停，实现准确驻停的电控方式有定时和定位两类：转速一定时，根据螺距确定带外螺纹的轴套轴向运动半行程的时间来控制电控动力输入轴的驻停；外部控制电路通过附加设置的测角或位移传感器来确认带外螺纹的轴套到达了过渡体所在的解脱分离位置时，控制电机让电控动力输入轴的停转，实现带外螺纹的轴套在过渡体所在的解脱分离位置驻停。