CN104358839A

CN104358839A - 一种双轴定位传动机构

Info

Publication number: CN104358839A
Application number: CN201410573086.7A
Authority: CN
Inventors: 金良华; 叶胜康; 李剑锋; 黄相强; 郭合朋
Original assignee: ZHEJIANG HENGFENGTAI REDUCER Manufacturing Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HENGFENGTAI REDUCER Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: CN104358839B

Abstract

一种双轴定位传动机构。主要解决现有的双轴定位传动机构结构复杂、传动效率较低、刚性不足、使用寿命较短的问题。其特征在于：一种双轴定位传动机构，包括固定机架上设有的垂直、水平转动箱，垂直、水平转动箱上的电机通过带动第一传动机构分别带动垂直、水平传动机构工作，所述垂直、水平传动机构带动输出件分别带动对应的转动箱转动，垂直、水平转动箱上设有与负载连接的输出面，具有结构紧凑简单实用、输出轴较大刚性大且可以两端输出、总体重量较轻、适合产业化大批量生产，传动比大、传动效率高、回差小、承载能力强、抗冲击能力强及使用寿命长的特点。

Description

一种双轴定位传动机构

技术领域

本发明涉及一种双轴定位传动机构。

背景技术

目前已有的双轴定位传动机构，广泛的使用于太阳能发电装置、雷达天线定位装置等领域，其大多数采用齿轮副、滚珠丝杠副等传动形式。为了满足输出足够大的扭矩要求，并且消耗电机的功率尽可能小，这样往往需要传动装置总的传动比要达到几万。要满足如此大的传动比，对于齿轮、滚珠丝杠等传动形式来说，需要多级传动，并且单级啮合齿轮齿数相差较大才能满足大传动比，严重影响了齿轮的使用寿命和使得整体结构非常复杂、庞大。对于齿轮、滚珠丝杠等传动形式，从使用条件来说，一般不适用于天气环境非常恶劣的条件下，如应用于恶劣的野外环境下的太阳能传动装置，恶劣的野外环境对于传动机构的精度和传动部件的使用寿命提出了严酷的考验。作为太阳能发电跟踪装置室，由于定日镜微小的晃动会造成反射光很大的偏差。因此对于传动装置输出轴的会差提出了很高的要求。齿轮形式主要采用可调整的小侧隙齿轮或变齿厚齿轮，但是单机传动比较小，很难满足大的传动比的总体设计要求。滚珠丝杠传动间隙调整需要增加预紧力，增大了摩擦，降低了传动效率，加速了丝杠的摩擦，减少了使用寿命。目前已有的双轴定位传动机构，一般包括水平传动机构、垂直传动机构及固定支架和连接部分。由于水平传动机构和垂直传动机构自身结构的复杂和大体积，这样必然导致整体机构的体积更加庞大、结构更加复杂，（例如，申请号为200980132680.X，名称为“齿轮传动装置和利用该齿轮传动装置的太阳能发电装置”的专利公开了一种齿轮传动定位机构，然而该定位机构的主动轴是采用齿轮传动且输出端仅为轴110端，可见其输出轴的横截面积仅为装置很小的一部分，导致其刚性不足、抗冲击能力弱、使用寿命较短。）。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种双轴定位传动机构，主要解决现有的双轴定位传动机构结构复杂、传动效率较低、刚性不足、承载能力和抗冲击能力弱、使用寿命较短的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种双轴定位传动机构，包括固定支架，所述固定支架上设有相对固定支架垂直方向安装的垂直转动箱和相对固定支架水平方向安装的水平转动箱，所述垂直转动箱以垂直转动箱轴线转动，所述垂直转动箱上设有用于与负载连接的输出面，所述垂直转动箱上连接有第一电机，所述垂直转动箱内设有第一传动机构，垂直传动机构和垂直输出件，所述第一传动机构一端与第一电机相连，另一端与垂直传动机构连接，所述垂直传动机构通过垂直输出件带动垂直转动箱同步转动；所述水平转动箱以水平转动箱轴线转动，所述水平转动箱上设有用于与负载连接的输出面，所述水平转动箱上连接有第二电机，所述水平转动箱内设有第一传动机构，水平传动机构和水平输出件，所述第一传动机构一端与第二电机相连，另一端与水平传动机构连接，所述水平传动机构通过水平输出件带动水平转动箱同步转动。

所述的垂直传动机构包括第一中间齿轮轴、第一行星齿轮、第一偏心轴、第一曲线轮和第一内齿圈，所述第一中间齿轮轴与第一行星齿轮啮合，所述第一行星齿轮与所述第一偏心轴固定连接，所述第一偏心轴通过第一轴承与第一曲线轮连接，所述第一曲线轮与第一内齿圈之间均布若干第一销轴，所述第一曲线轮通过第一销轴带动垂直输出件旋转输出。

所述水平传动机构包括第二中间齿轮轴、第二行星齿轮、第二偏心轴、第二曲线轮和第二内齿圈，所述第二中间齿轮轴与第二行星齿轮啮合，所述第二行星齿轮与所述第二偏心轴固定连接，所述第二偏心轴通过第二轴承与第二曲线轮连接，所述第二曲线轮与第二内齿圈之间均布若干第二销轴，所述第二曲线轮通过第二销轴带动水平输出件旋转输出。

所述垂直转动箱两端都设有所述用于与负载连接的输出面；所述水平转动箱两端都设有用于与负载连接的输出面。

还包括薄壁轴承，所述垂直输出件通过薄壁轴承安装在固定支架内。

所述水平输出件通过薄壁轴承安装在固定支架内。

所述水平转动箱底部设有回转轴承，所述回转轴承包括互相滑动配合回转轴承内圈和回转轴承外圈，所述回转轴承外圈上设有第一安装孔，所述固定支架上设有与第一安装孔适配的第二安装孔，所述第一、二安装孔通过螺钉固定连接。

所述第一传动机构包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗杆电机法兰与电机连接。

所述第一传动机构包括相互啮合的第一锥形齿轮和第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与电机连接。

还包括蜗轮蜗杆箱，所述第一、二锥形齿轮通过蜗轮蜗杆箱与电机连接。

本发明的有益效果是本发明提供一种双轴定位机构，包括固定机架上设有的垂直、水平转动箱，垂直、水平转动箱上的电机通过带动第一传动机构带动垂直、水平传动机构工作，所述垂直、水平传动机构带动输出件带动转动箱转动，垂直、水平转动箱上设有与负载连接的输出面，具有结构紧凑实用、结构简单、输出轴较大刚性大且可以两端输出、总体重量较轻、适合产业化大批量生产，传动比大、传动效率高、回差小、承载能力强、抗冲击能力强及使用寿命长的特点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的剖视图。

图2为本发明一个实施例的水平传动机构的剖视图。

图3为本发明一个实施例的立体图。

图4为本发明另一个实施例的水平传动机构剖视图。

图5为本发明另一个实施例的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：如图所示，一种双轴定位传动机构，包括固定支架1，所述固定支架1上设有相对固定支架1垂直方向安装的垂直转动箱111和相对固定支架1水平方向安装的水平转动箱112，所述垂直转动箱111以垂直转动箱111轴线转动，所述垂直转动箱111上设有用于与负载连接的输出面1111，所述垂直转动箱111上连接有第一电机，所述垂直转动箱111内设有第一传动机构1122，垂直传动机构32和垂直输出件11，所述第一传动机构1122一端与第一电机相连，另一端与垂直传动机构32连接，所述垂直传动机构32通过垂直输出件11带动垂直转动箱111同步转动；所述水平转动箱112以水平转动箱112轴线转动，所述水平转动箱112上设有用于与负载连接的输出面1121，所述水平转动箱112上连接有第二电机，所述水平转动箱112内设有第一传动机构1122，水平传动机构33和水平输出件19，所述第一传动机构1122一端与第二电机相连，另一端与水平传动机构33连接，所述水平传动机构33通过水平输出件19带动水平转动箱112同步转动。本发明的有益效果是本发明提供一种双轴定位机构，包括固定机架上设有的垂直、水平转动箱，垂直、水平转动箱上的电机通过带动第一传动机构带动垂直、水平传动机构工作，所述垂直、水平传动机构带动输出件带动转动箱转动，垂直、水平转动箱上设有与负载连接的输出面，具有结构紧凑实用、结构简单、输出轴较大刚性大且可以两端输出、总体重量较轻、适合产业化大批量生产，传动比大、传动效率高、回差小、承载能力强、抗冲击能力强及使用寿命长的特点。

在本发明中，如图所示，所述的垂直传动机构32包括第一中间齿轮轴6、第一行星齿轮13、第一偏心轴14、第一曲线轮10和第一内齿圈9，所述第一中间齿轮轴6与第一行星齿轮13啮合，所述第一行星齿轮13与所述第一偏心轴14固定连接，所述第一偏心轴14通过第一轴承15与第一曲线轮10连接，所述第一曲线轮10与第一内齿圈9之间均布若干第一销轴16，所述第一曲线轮10通过第一销轴16带动垂直输出件11旋转输出。在工作状态下，垂直传动机构中的电机通过电机法兰7连接固定，并使电机轴与蜗杆8联接在一起，蜗杆8与蜗轮啮合，蜗轮与第一中间齿轮轴6一端固连在一起。第一中间齿轮轴6的另一端是花键与行星齿轮13啮合，这样将输入传到了偏心机构上。第一行星齿轮13与第一偏心轴14联接，第一偏心轴14上的偏心部分通过第一轴承15与第一曲线轮10连接。第一曲线轮10的外周是第一内齿圈9，第一内齿圈9与第一曲线轮10之间均布第一销轴16。垂直输出件11通过薄壁轴承2定位在固定支架1内，在固定支架1固定的前提下，第一曲线轮10以固定的固定支架1为支点做偏心运动，推动第一销轴16，同时带动垂直输出件11作圆周运动，使得安装在垂直输出件11上的工作件如太阳能发电装置的定日镜在垂直方向上旋转定位。垂直传动机构的两端通过端盖12和4密封并且便于工作件的安装，使得传动定位装置适用于恶劣的野外环境，不需要定期的维护，减少了维护成本，此处也可以采用摆线、少齿差齿轮、活齿等各类型行星传动。

在本发明中，如图所示，所述水平传动机构33包括第二中间齿轮轴23、第二行星齿轮30、第二偏心轴26、第二曲线轮28和第二内齿圈20，所述第二中间齿轮轴23与第二行星齿轮30啮合，所述第二行星齿轮30与所述第二偏心轴26固定连接，所述第二偏心轴26通过第二轴承27与第二曲线轮28连接，所述第二曲线轮28与第二内齿圈20之间均布若干第二销轴29，所述第二曲线轮28通过第二销轴29带动水平输出件19旋转输出。水平传动机构中的电机通过电机法兰连接固定，并使电机轴与蜗杆联接在一起，蜗杆与蜗轮合，蜗轮与第二中间齿轮轴23一端固连在一起。中间齿轮轴23一端的第二端通过花键第二行星齿轮30啮合，这样将输入传动了偏心机构上。第二行星齿轮30与第二偏心轴26联接，第二偏心轴26上的偏心部分通过第二轴承27与第二曲线轮28连接。第二曲线轮28的外周是第二内齿圈20，第二内齿圈20与第二曲线轮28之间均布第二销轴29。水平输出件19通过薄壁轴承2定位在固定支架1内，在固定支架1固定的前提下，第二曲线轮28以固定的固定支架1为支点做偏心运动，推动第二销轴29，同时带动水平输出件19作圆周运动，从而带动工作件如太阳能发电装置的定日镜在垂直方向上旋转定位。本双轴定位传动机构机构中，圆柱齿轮传动的效率高；曲线轮、销轴、内齿圈和传动架的精度容易保证，输出背隙极小，且属多点啮合输出，输出刚度大，抗冲击能力强，特别适用于天气环境非常恶劣的场合。水平传动机构和垂直传动机构采用相同的传动结构形式，电机位于传动装置的一侧，并随传动装置的旋转一起转动，可以实现传动装置的两端输出，消除了传动装置只能一端输入一端输出的弊端，更容易满足使用要求。水平和垂直方向定位机构均采用蜗轮-蜗杆和行星少齿差摆线相结合传动方式，具有结构紧凑实用、传动比大、传动效率高、回差小、抗冲击能力强及使用寿命长的特点，此处也可以采用摆线、少齿差齿轮、活齿等各类型行星传动。

在本发明中，如图所示，所述垂直转动箱111两端都设有所述用于与负载连接的输出面1111；所述水平转动箱112两端都设有用于与负载连接的输出面1121。两端均可以输出，使用效果更好。

在本发明中，如图所示，还包括薄壁轴承2，所述垂直输出件11通过薄壁轴承2安装在固定支架1内。结构简单，使用效果好。

在本发明中，所述水平输出件19通过薄壁轴承2安装在固定支架1内。结构简单，使用效果好。

在本发明中，如图所示，所述驱动机构包括电机，相互啮合的蜗轮5和蜗杆8，所述蜗杆8电机法兰7与电机连接。此方案为优选方案，蜗杆蜗轮可以自锁，使用效果好，传动比大，传动效率高、回差小、抗冲击能力强。

在本发明中，如图所示，所述驱动机构包括电机，相互啮合的第一锥形齿轮51和第二锥形齿轮52，所述第一锥形齿轮51与电机连接。也可以采用锥形齿轮传动，为备选方案。

在本发明中，如图所示，还包括蜗轮蜗杆箱53，所述第一、二锥形齿轮通过蜗轮蜗杆箱53与电机连接。锥形齿轮配合蜗轮蜗杆箱可以实现自锁功能，使用效果更好，配合备选方案使用,该锥形齿轮机构可以配合附图4、5中的实施例使用。

在本发明中，如图所示，所述水平转动箱112底部设有薄壁轴承113，所述薄壁轴承113包括互相滑动配合回转轴承内圈114和回转轴承外圈115，所述回转轴承外圈115上设有第一安装孔117，所述固定支架1上设有与第一安装孔117适配的第二安装孔118，所述第一、二安装孔通过螺钉固定连接。

实施例不应视为对本发明的限制，例如，本发明所述垂直传动机构和水平传动机构中的曲线轮可以是摆线轮、渐开线齿轮、活齿传动中的激波齿轮等类型。但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种双轴定位传动机构，包括固定支架（1），所述固定支架（1）上设有相对固定支架（1）垂直方向安装的垂直转动箱（111）和相对固定支架（1）水平方向安装的水平转动箱（112），其特征在于：

所述垂直转动箱（111）以垂直转动箱（111）轴线转动，所述垂直转动箱（111）上设有用于与负载连接的输出面（1111），所述垂直转动箱（111）上连接有第一电机，所述垂直转动箱（111）内设有第一传动机构（1122），垂直传动机构（32）和垂直输出件（11），所述第一传动机构（1122）一端与第一电机相连，另一端与垂直传动机构（32）连接，所述垂直传动机构（32）通过垂直输出件（11）带动垂直转动箱（111）同步转动；

所述水平转动箱（112）以水平转动箱（112）轴线转动，所述水平转动箱（112）上设有用于与负载连接的输出面（1121），所述水平转动箱（112）上连接有第二电机，所述水平转动箱（112）内设有第一传动机构（1122），水平传动机构（33）和水平输出件（19），所述第一传动机构（1122）一端与第二电机相连，另一端与水平传动机构（33）连接，所述水平传动机构（33）通过水平输出件（19）带动水平转动箱（112）同步转动。

2. 根据权利要求1所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述的垂直传动机构（32）包括第一中间齿轮轴（6）、第一行星齿轮（13）、第一偏心轴（14）、第一曲线轮（10）和第一内齿圈（9），所述第一中间齿轮轴（6）与第一行星齿轮（13）啮合，所述第一行星齿轮（13）与所述第一偏心轴（14）固定连接，所述第一偏心轴（14）通过第一轴承（15）与第一曲线轮（10）连接，所述第一曲线轮（10）与第一内齿圈（9）之间均布若干第一销轴（16），所述第一曲线轮（10）通过第一销轴（16）带动垂直输出件（11）旋转输出。

3. 根据权利要求2所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述水平传动机构（33）包括第二中间齿轮轴（23）、第二行星齿轮（30）、第二偏心轴（26）、第二曲线轮（28）和第二内齿圈（20），所述第二中间齿轮轴（23）与第二行星齿轮（30）啮合，所述第二行星齿轮（30）与所述第二偏心轴（26）固定连接，所述第二偏心轴（26）通过第二轴承（27）与第二曲线轮（28）连接，所述第二曲线轮（28）与第二内齿圈（20）之间均布若干第二销轴（29），所述第二曲线轮（28）通过第二销轴（29）带动水平输出件（19）旋转输出。

4. 根据权利要求3所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述垂直转动箱（111）两端都设有所述用于与负载连接的输出面（1111）；所述水平转动箱（112）两端都设有用于与负载连接的输出面（1121）。

5. 根据权利要求4所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：还包括薄壁轴承（2），所述垂直输出件（11）通过薄壁轴承（2）安装在固定支架（1）内。

6. 根据权利要求5所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述水平输出件（19）通过薄壁轴承（2）安装在固定支架（1）内。

7. 根据权利要求6所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述水平转动箱（112）底部设有回转轴承（113），所述回转轴承（113）包括互相滑动配合回转轴承内圈（114）和回转轴承外圈（115），所述回转轴承外圈（115）上设有第一安装孔（117），所述固定支架（1）上设有与第一安装孔（117）适配的第二安装孔（118），所述第一、二安装孔通过螺钉固定连接。

8. 根据权利要求1至7任一所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述第一传动机构（1122）包括相互啮合的蜗轮（5）和蜗杆（8），所述蜗杆（8）电机法兰（7）与电机连接。

9. 根据权利要求1至7任一所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：所述第一传动机构（1122）包括相互啮合的第一锥形齿轮（51）和第二锥形齿轮（52），所述第一锥形齿轮（51）与电机连接。

10. 根据权利要求9所述的一种双轴定位传动机构，其特征在于：还包括蜗轮蜗杆箱（53），所述第一、二锥形齿轮通过蜗轮蜗杆箱（53）与电机连接。