CN1055533C

CN1055533C - 双动型动态背隙消除驱动系统

Info

Publication number: CN1055533C
Application number: CN92102601.3A
Authority: CN
Inventors: 杨泰和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 2000-08-16
Anticipated expiration: 2007-04-08
Also published as: CN2118860U; CN1077259A

Abstract

一种双动型动态背隙消除驱动系统由不可逆传动的蜗轮杆组所构成，主要包括具有两组与蜗轮耦合的蜗杆组，在系统被驱动时，其中一组原动蜗杆被连续施加旋转驱动力，另外一组蜗杆为位移量操控蜗杆，由于蜗杆组为不可逆传动，因此蜗轮与两蜗杆间呈无间隙的状态，而构成由负载背隙状态自行调整速度差的动态背隙消除驱动系统，按此原理，若使位移量操控蜗杆的操控速度低于施力原动蜗杆时，则可达到运动中动态背隙消除的目的。

Description

双动型动态背隙消除驱动系统

本发明涉及——一种双动型动态背隙消除驱动系统，它由不可逆传动的蜗轮蜗杆组所构成。

本发明的目的在于提供一种双动型动态背隙消除驱动系统，其主要为靠负载背隙状态自行调整其速度差的双动型动态背隙消除驱动系统提供一种运动中及静止中都能消除背隙，对机构动态精度的提高提供前所未有的原理及结构应用。

下面按照附图所示详细说明本发明的实施例。

图1为双动型动态背隙消除驱动系统的基本作用原理示意图。

图2为前述蜗轮组由螺杆及螺帽组所构成驱动元件的直线性负载所取代的实施例。

图3为单驱动轴联合驱动例。

图4为双驱动轴联合驱动例。

本发明为关于一种双动型动态背隙消除驱动系统由不可逆传动的蜗轮蜗杆组所构成，图1所示为双动型动态背隙消除驱动系统的基本作用原理示意图，主要包括具有两组与蜗轮103耦合的蜗杆组101、102，在系统被驱动时，其中一组原动蜗杆101被连续施加旋转驱动力，此力为不论蜗轮是否被驱动，将恒施于原动蜗杆101，另外一组蜗杆为位移量操控蜗杆102，也耦合于此一蜗轮组103(或同轴锁固的同节距或不同节距的个别蜗轮组)，由于施力蜗杆101恒施于蜗轮103的作用力，使此位移量操控蜗杆102恒被迫紧，由于蜗杆组为不可逆传动，因此蜗轮与两蜗杆间呈无间隙状态，此时当我们驱动位移量操控蜗杆102往受压方向后退时，蜗轮组103因受施力原动蜗杆101的驱动而作追逐的位移至再度迫紧位移量操控蜗杆102为止，而形成靠负载背隙状态自行调整速度差的动态背隙消除驱动系统，故我们借助此原理，若使位移量操控蜗杆102的操控速度低于施力原动蜗杆101时，则可达到运动中靠负载背隙状态自行调整速度的双动型动态背隙消除目的。

图2所示为前述蜗轮组由螺杆及螺帽组所构成驱动元件的直线性负载所取代的实施例，其施力原动螺杆201对具有螺帽组202的直线负载203施以被限制范围内的推力或拉力，另一组位移量操控螺杆204螺帽组205即被迫紧，当位移量操控螺杆204往受压方向松退，则动力螺杆201作迫紧性驱动，而构成靠负载背隙状态自行调整速度差的动态无背隙操控功能。

前述施力原动机构也可由可逆传动元件所构成，例如对蜗轮的驱动也可改由一可逆旋转力如齿轮组或皮带轮磨擦轮组对蜗轮施以一被动限制范围内的扭力，以配合不可逆传动的位移量操控蜗杆，施力原动机构对直线性负载的匹配也可改为一线性流体动力缸或直线齿排受一定向限制范围内的齿轮驱动力所牵动，前述蜗轮式直线负载称之为被动体，施力原动螺杆或动力缸或齿排等机构称之为施力原动体，位移量操控蜗杆称之为位移量操控体。

即以上述各例本发明所揭示的系统包括：

不可逆向传动的被动体A，及两组与其耦合作为动力来源的原动体，其中一组为施力原动体B，另一组为位移量操控原动体C；其特征为施力原动体B或位移量操控原动体C可对不可逆向传动的被动体A施力传动，而不可逆向传动的被动体A对施力原动体B及位移量操控原动体C为不可逆传动；上述不可逆向传动的被动体A可为蜗轮，施力原动体B及位移量操控原动体C可为蜗杆组；或不可逆向传动的被动体A可为有传动螺帽的被动体，施力原动体B及位移量操控原动体C为螺杆组，以构成双向传动，靠负载背隙状态自行调整速度差的动态背隙消除驱动系统，其作用原理如下：

施力原动体B及位移量操控原动体C对不可逆向传动的被动体A的关系包括：在静止时，施力原动体B及位移量操控原动体C静止，但施力原动体B对不可逆向传动的被动体A的耦合处呈推压的密合位置；位移量操控原动体C对不可逆向传动的被动体A的耦合处呈阻滞的密合位置，而使不可逆向传动的被动体A对施力原动体B及位移量操控原动体C呈无背隙状态；在驱动位移时，可依所驱动方向选择其中之一组蜗杆(或螺杆螺帽组)为施力原动体，例如由施力原动体B对其与被动体A的推压密合面施以一可控制的推动压力，但由于位移量操控原动体C处于对不可逆向传动的被动体A的阻滞密合位置，而不可逆向传动的被动体A对位移量操控原动体C为不可逆传动，因此，此状态在不可逆向传动的被动体A与位移量操控原动体C的密合位置形成一静压，当我们操控位移量操控原动体C以受压方向作反方向松退时，被动体A将靠位移量操控原动体C的松退驱动量作追逐驱动，而形成靠负载背隙状态自行调整速度差的双动型动态背隙消除驱动系统，当位移量操控原动体C停止时，此系统仍处于原来的无背隙静止状态；

上述施力原动体B及位移量操控原动体C与被动体A所构成的双动型动态背隙消除驱动系统也可将施力原动体B及位移量操控原动体C作反向驱动；

上述施力原动体B及位移量操控原动体C的动力来源包括来自一共同动力源或各别独立动力源；其中施力原动体B的动力源的驱动速度BS与位移量操控原动体C的驱动位移速度CS两者的关系为BS≥CS，并由负载背隙状态自行调整速度差，且其中BS包括呈静止并具有驱动静压的状态。

上述驱动动力的构成方式说明如下：

分离式驱动系统：其构成作为施力原动体的驱动马达可作定扭力驱动运转装置，其定扭力方式包括来自电流控制的电控方式及来自机械式定扭力方式装置，作为位移量操控原动体的驱动方式包括来自人力、步进马达、伺服马达、普通型交直流马达及一般机力操控驱动，及流体马达等旋转驱动动能装置；

联合式驱动系统：其构成由单一旋转动力源包括来自人力、步进马达、伺服马达、普通型交直流马达及一般机力操控驱动，及流体马达等旋转驱动动能装置，其特征为来自旋转动力源经轮系的分配使输至施力原动体使被动体致动的转速高于输至位移量操控原动体使被动体致动的转速，而输至施力原动体的旋转动力系经一机械式或电磁式可按需要选择所需扭力的可滑动旋转耦合装置以耦合之，并平衡系统中施力原动体及位移量操控原动体的速度差。

图3为单驱动轴联合驱动例，图中作为原动输入并附有手把(或接受机力驱动)的小齿轮301与施力原动蜗杆302同方向回转并借一可滑动扭力限制装置303中间耦合，小齿轮301所耦合的逆向减速齿轮304供产生减速，但为反向的旋转动力以驱动位移量操控蜗杆305，进而与施力原动蜗杆共同驱动蜗轮组306作为负载背隙状态自行调整速度差的双动型动态背隙消除驱动，若作反向驱动也可；上述可滑动扭力限制装置包括电磁式及机械式所构成的装置。

图4为双驱动轴联合驱动例，图中作为原动力输入并附有手把(或接受机力驱动)的小齿轮401与原动蜗杆402同方向旋转并用一可滑动扭力限制装置403中间耦合，小齿轮401所耦合的逆向减速齿轮404供产生减速，但为反向的旋转动力，经一单方向传动装置407以在减速齿轮404作反向驱动时带动位移量操控蜗杆405，进而与施力原动蜗杆共同驱动蜗轮组406作靠负载背隙状态自行调整速度差的双动型动态背隙消除驱动；位移量操控蜗杆405同时设有第二原动小齿轮411，并用一可滑动扭力限制装置413耦合于位移量操控蜗杆405，小齿轮411所耦合的逆向减速齿轮414供产生减速，但为反向的旋转动力，经一单方向传动装置417以在减速齿轮414作反方向驱动时带动蜗杆402，进而与位移量驱动蜗杆405对蜗轮组406作逆向驱动，并作由负载背隙状态自行调整速度差的双动型动态背隙消除驱动，前述第一原动小齿轮401与第二原动小齿轮411之间另有传动齿轮401′与411′相互耦合(或有中间齿轮或其他传动元件构成)，两者间呈相反方向的传动关系，以在手把400正反转驱动中分别驱动蜗轮；上述可滑动扭力限制装置包括电磁式及机械式所构成，以及视结构空间型态选择所需相互传动元件如伞形齿轮或直齿或其他传动元件并可视需要加设中间轮组。

上述相关驱动位移结构装置中可加装位移量检测装置及位置探测装置以增加其方便性。

Claims

1.一种双动型动态背隙消除驱动系统，包含：

无背隙体(406)，第一原动体(402)，与第一原动体耦连的第二原动体(405)，和驱动源(400)，每个原动体(402，405)可与所述无背隙体啮合，其中，所述第一原动体是正向驱动所述无背隙体的驱动原动体；第二原动体是位移量操控原动体，当所述驱动原动体对所述无背隙体施加一个正向驱动力时控制所述无背隙体的正向位移量，所述第二原动体在其运动到离开与其啮合的所述无背隙体之前限制着所述无背隙体的正向运动，由此，当所述第一原动体的驱动速度(BS)大于等于所述第二原动体的驱动速度(CS)时，所述第二原动体的运动无背隙地控制着所述无背隙体的位移量，其特征在于，所述驱动系统进一步包含：

通过可滑动扭力限制装置(403)安装于所述第一原动体(402)的第一齿轮(401，401′)，

通过单方向传动装置(407)安装于所述第二原动体(405)并与所述第一齿轮啮合的第二齿轮(404)，

通过可滑动扭限力限制装置(413)安装于所述第二原动体并与所述第一齿轮啮合的第三齿轮(411，411′)和

通过单方向传动装置(417)安装于第一原动体并与所述第三齿轮啮合的第四齿轮(414)，

其中，所述第一齿轮在某个方向的转动对所述第一原动体施加一驱动力并经所述第二齿轮使所述第二原动体运动从而使所述无背隙体受控位移，和

其中，所述第一齿轮在与所述某个方向相反的方向的转动经所述第三齿轮对所述第二原动体施加一个力并通过所述第四齿轮使所述第一原动体运动从而使所述无背隙体在所述相反方向受控位移。

2.如权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述无背隙体(406)是可驱动的旋转构件。

3.如权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述第一和第二原动体(402和405)和所述可驱动旋转构件(406)构成蜗轮蜗杆组。

4.如权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述无背隙体(406)是螺帽(203)。

5.如上述任一权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动源(400)是电动机。

6.如权利要求1至4的任一权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统可人力驱动。

7.如权利要求1、5和6的任一权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述齿轮可由磨擦轮上的磨擦皮带来驱动。

8.如上述任一权利要求所述的驱动系统，其特征在于，所述第二齿轮(404)和所述第四齿轮(414)是减速齿轮。