CN106655614A - 一种电动摆动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动摆动机构，该机构包括电机(1)，换向伞齿轮(2)，蜗杆(3)，运动件导轨(4)，运动件(5)，小齿轮(6)，内扇齿(7)，蜗轮(8)，蜗轮轴(9)，齿轮箱(10)，齿轮箱导轨(11)；电机(1)、换向伞齿轮(2)、蜗杆(3)、蜗轮(8)、蜗轮轴(9)位于齿轮箱(10)内部；运动件导轨(4)、运动件(5)、小齿轮(6)、内扇齿(7)、齿轮箱导轨(11)位于齿轮箱(10)外部；齿轮箱(10)为上部开口结构。本发明相对于现有技术，采用电机驱动及内扇齿传动，可有效减小机构尺寸，提升负载承受能力。

Description

一种电动摆动机构

技术领域

本发明涉及机械结构设计领域，尤其涉及一种电动摆动机构。

背景技术

目前，能实现摆动的机构有主要有：四杆机构，包括曲柄摇杆、导杆机构、摇杆滑块机构等；可正反摆动的摆动液压缸；摆动气缸等。但上述摆动机构均存在一些弊端，如曲柄摇杆机构是将曲柄的旋转转换成导杆的往复摆动，具有急回运动性质，不能直接实现平稳摆动；四杆机构低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且四杆机构设计比较复杂，不易精确地实现往复运动。采用液压缸驱动时，运行过程中液压系统能量损失较大，工作性能受到温度影响较大，且存在漏油、失压等危险，同时在工作平台倾斜过程中，其受到的横向力变大，而液压缸对于横向力的承受能力较小，所以整体横向强度变差。气缸根据工作力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力，若气缸直径较小，输出力不足，气缸不能正常工作，若要满足较大负载，会加大气缸直径、使得设备变重、耗气量增大。综上所述，目前机械摆动机构存在小尺寸下难以承受大负载的问题，同时上述机构运动平稳性不高，需要改善其运动性能。

发明内容

技术问题：为了解决现有摆动机构中小尺寸与大负载不能协调、运动平稳性欠缺等问题，本发明提出了一种新型的电动摆动机构。该机构采用电机驱动，利用蜗轮蜗杆实现自锁，结构紧凑、负载较大，无排气排液污染，可克服液动漏油失压等缺陷，能实现角度的精确调节。

技术方案：本发明的一种电动摆动机构，该机构包括电机，换向伞齿轮，蜗杆，运动件导轨，运动件，小齿轮，内扇齿，蜗轮，蜗轮轴，齿轮箱，齿轮箱导轨；

电机、换向伞齿轮、蜗杆、蜗轮、蜗轮轴位于齿轮箱内部；运动件导轨、运动件、小齿轮、内扇齿、齿轮箱导轨位于齿轮箱外部；齿轮箱为上部开口结构；

电机固定在齿轮箱端盖上，电机输出轴与换向伞齿轮主动轮采用键联接，电机输出轴与换向伞齿轮主动轮同步转动；换向伞齿轮与蜗杆同轴，并采用键连接方式传递运动；

蜗轮位于蜗轮轴一端，蜗轮与蜗轮轴采用键联接方式固定；蜗轮轴两端均采用轴承定位，轴承内圈与蜗轮轴采用过盈方式配合，轴承外圈与齿轮箱端盖采用过盈方式配合；

齿轮箱端盖分别位于齿轮箱两端，用于密封齿轮箱和定位蜗轮轴；两个小齿轮分别位于蜗轮轴的两端，小齿轮一侧通过蜗轮轴9的轴肩限位，另一端通过固定在蜗轮轴上的轴端挡圈限位，小齿轮与蜗轮轴通过键连接；

内扇齿内圈为内齿轮结构，并与小齿轮啮合，内扇齿外侧通过与运动件内侧固定；运动件上部内表面与齿轮箱上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件上部圆弧内表面压在齿轮箱上部圆弧外表面上；

当运动件转动时，其上部圆弧内表面绕齿轮箱上部圆弧外表面滑动，滑动表面之间贴有聚四氟乙烯薄片，以减小运动摩擦力；

运动件导轨固定在运动件下部，齿轮箱导轨固定在齿轮箱外侧面下部，当运动件转动时，运动件导轨沿齿轮箱导轨滑动；

运动件导轨与齿轮箱导轨配合使用，用于限制运动件的运动路径，防止运动件沿蜗轮轴轴向窜动以及径向跳动；齿轮箱底部通过铰链联接在支架上，运动件两侧与支架保持距离，旋转过程中与支架不干涉。

优选的，电机位于齿轮箱内部，换向伞齿轮包括主动轮和从动轮，换向伞齿轮2主动轮和从动轮轴交角为90°；电机带动换向伞齿轮主动轮转动，换向伞齿轮从动轮带动蜗杆转动。

优选的，蜗杆带动蜗轮以及与蜗轮同轴心的蜗轮轴转动，蜗轮蜗杆具有自锁功能。

优选的，小齿轮位于蜗轮轴一端，蜗轮轴转动时带动与其同轴心的小齿轮转动，小齿轮带动内扇齿转动，内扇齿固联在运动件上，运动件随内扇齿同步转动。

优选的，运动件上部内表面与齿轮箱上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件导轨固定在运动件下部，齿轮箱导轨固定在齿轮箱侧面下部，当运动件转动时，运动件导轨沿齿轮箱导轨滑动，运动件上部内表面沿齿轮箱上部外表面滑动。

有益效果：

1.本发明可有效降低台面转动中心，在不增加高度尺寸的条件下实现运动件转动，同时不干涉支撑件，可有效降低摆动机构的整体高度。

2.本发明采用电机，齿轮，蜗轮蜗杆等实现运动输出与传递，结构紧凑，传动平稳，可承受较大负载，且能实现转动角度精确控制。

3.本发明采用电动控制，可避免液压系统漏油失压，难以维护以及气压缸体积较大等缺点，卫生状况良好。

附图说明

图1是本发明电动摆动机构不包含齿轮箱的三维结构图。

图2是本发明电动摆动机构整体结构示意图。

图3是本发明电动摆动机构沿蜗轮轴竖直方向的剖视图。

图4是本发明电动摆动机构台面为一体结构时的三维结构图。

其中，1为电机，2为换向伞齿轮，3为蜗杆，4为运动件导轨，5为运动件，6为小齿轮，7为内扇齿，8为蜗轮，9为蜗轮轴，10为齿轮箱，11为齿轮箱导轨。

具体实施方式

为解决现有摆动机构小尺寸下承受负载不足的问题，本发明实施例提供了一种电动摆动机构。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

6.参阅图1至图4所示，展示了本发明一种电动摆动机构，该机构包括电机1，换向伞齿轮2，蜗杆3，运动件导轨4，运动件5，小齿轮6，内扇齿7，蜗轮8，蜗轮轴9，齿轮箱10，齿轮箱导轨11；电机1、换向伞齿轮2、蜗杆3、蜗轮8、蜗轮轴9位于齿轮箱10内部；运动件导轨4、运动件5、小齿轮6、内扇齿7、齿轮箱导轨11位于齿轮箱10外部；齿轮箱10为上部开口结构；

电机1固定在齿轮箱10端盖上，电机1输出轴与换向伞齿轮2主动轮采用键联接，电机1输出轴与换向伞齿轮2主动轮同步转动；换向伞齿轮2与蜗杆3同轴，并采用键连接方式传递运动；

蜗轮8位于蜗轮轴9一端，蜗轮8与蜗轮轴9采用键联接方式固定；蜗轮轴9两端均采用轴承定位，轴承内圈与蜗轮轴9采用过盈方式配合，轴承外圈与齿轮箱10端盖采用过盈方式配合；

齿轮箱10端盖分别位于齿轮箱10两端，用于密封齿轮箱10和定位蜗轮轴9；两个小齿轮6分别位于蜗轮轴9的两端，小齿轮6一侧通过蜗轮轴9的轴肩限位，另一端通过固定在蜗轮轴9上的轴端挡圈限位，小齿轮6与蜗轮轴9通过键连接；

内扇齿7内圈为内齿轮结构，并与小齿轮6啮合，内扇齿7外侧通过与运动件5内侧固定；运动件5上部内表面与齿轮箱10上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件5上部圆弧内表面压在齿轮箱10上部圆弧外表面上；

当运动件5转动时，其上部圆弧内表面绕齿轮箱10上部圆弧外表面滑动，滑动表面之间贴有聚四氟乙烯薄片，以减小运动摩擦力；

运动件导轨4固定在运动件5下部，齿轮箱导轨11固定在齿轮箱10外侧面下部，当运动件5转动时，运动件导轨4沿齿轮箱导轨11滑动；

运动件导轨4与齿轮箱导轨11配合使用，用于限制运动件5的运动路径，防止运动件5沿蜗轮轴9轴向窜动以及径向跳动；齿轮箱10底部通过铰链联接在支架上，运动件5两侧与支架保持距离，旋转过程中与支架不干涉。

电机位于齿轮箱内部，换向伞齿轮2包括主动轮和从动轮，换向伞齿轮2主动轮和从动轮轴交角为90°；电机带动换向伞齿轮主动轮转动，换向伞齿轮从动轮带动蜗杆转动。

蜗杆带动蜗轮以及与蜗轮同轴心的蜗轮轴转动，蜗轮蜗杆具有自锁功能。

小齿轮位于蜗轮轴一端，蜗轮轴转动时带动与其同轴心的小齿轮转动，小齿轮带动内扇齿转动，内扇齿固联在运动件上，运动件随内扇齿同步转动。

运动件上部内表面与齿轮箱上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件导轨固定在运动件下部，齿轮箱导轨固定在齿轮箱侧面下部，当运动件转动时，运动件导轨沿齿轮箱导轨滑动，运动件上部内表面沿齿轮箱上部外表面滑动。参阅图1和图2，所述电机1为直流电机，电机1通过螺钉固定在齿轮箱10端盖上，电机1输出轴与换向伞齿轮2主动轮采用键联接，电机1输出轴与换向伞齿轮2主动轮同步转动。换向伞齿轮2从动轮与蜗杆3同轴，并采用键连接方式传递运动，换向伞齿轮2主动轮和从动轮轴交角为90°。当电机1转动时，电机1输出轴带动换向伞齿轮2主动轮同步转动，换向伞齿轮2主动轮带动换向伞齿轮2从动轮转动，实现水平方向转动向竖直方向转动的换向，换向伞齿轮2从动轮带动蜗杆3同步转动。

参阅图1、图2和图3，蜗轮8位于蜗轮轴9一端，蜗轮8与蜗轮轴9采用键联接方式固定。蜗轮轴9两端均采用轴承定位，轴承内圈与蜗轮轴9采用过盈方式配合，轴承外圈与齿轮箱10端盖采用过盈方式配合。齿轮箱10端盖分别位于齿轮箱10两端，用于密封齿轮箱10和定位蜗轮轴9。两个小齿轮6分别位于蜗轮轴9的两端，小齿轮6一侧通过蜗轮轴9的轴肩限位，另一端通过固定在蜗轮轴9上的轴端挡圈限位，小齿轮6与蜗轮轴9通过键连接。内扇齿7内圈为内齿轮结构，并与小齿轮6啮合，内扇齿7外侧通过螺钉与运动件5内侧固定。运动件5上部内表面与齿轮箱10上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件5上部圆弧内表面压在齿轮箱10上部圆弧外表面上。当运动件5转动时，其上部圆弧内表面绕齿轮箱10上部圆弧外表面滑动，滑动表面之间贴有聚四氟乙烯薄片，以减小运动摩擦力。运动件导轨4固定在运动件5下部，齿轮箱导轨11固定在齿轮箱10外侧面下部，当运动件5转动时，运动件导轨4沿齿轮箱导轨11滑动。运动件导轨4与齿轮箱导轨11配合使用，用于限制运动件5的运动路径，防止运动件5沿蜗轮轴9轴向窜动以及径向跳动。当蜗杆3转动时，蜗轮8带动蜗轮轴9及小齿轮6同步转动，小齿轮6带动内扇齿7及运动件5同时转动。由于齿轮箱10与蜗杆轴9固定，从而使内扇齿7和运动件5绕内扇齿7的几何中心同步转动。

齿轮箱10底部通过铰链联接在支架上，运动件5两侧与支架保持一定距离，旋转过程中与支架不干涉。通过选用不同尺寸参数的内扇齿7，可使运动件5实现不同的摆动角度，本发明理论上可实现的最大摆角为±90°。通过改变电机1的转动方向，实现运动件5向不同方向的摆动。

本实施例中零件多为标准件，成本低，替换方便。本发明可有效降低台面转动中心和设备的整体高度，结构紧凑，并可承受较大负载，且运动过程平稳。本发明采用电动控制，能够有效避免液压控制中液压缸漏油失压、难以维护，气动控制中气压缸体积大等缺陷。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。例如，电机1与换向伞齿轮2之间可以接入减速器以调节输出转速；通过改变减速器、换向伞齿轮2、蜗轮8蜗杆3的位置，可改变电机1在齿轮箱10中的位置和放置方向。如上述实施例所示，小齿轮6和内扇齿7可同时布置在蜗轮轴9两端，也可只布置在蜗轮轴9任意一端，以简化机构。

Claims (5)

1.一种电动摆动机构，其特征在于，该机构包括电机(1)，换向伞齿轮(2)，蜗杆(3)，运动件导轨(4)，运动件(5)，小齿轮(6)，内扇齿(7)，蜗轮(8)，蜗轮轴(9)，齿轮箱(10)，齿轮箱导轨(11)；

电机(1)、换向伞齿轮(2)、蜗杆(3)、蜗轮(8)、蜗轮轴(9)位于齿轮箱(10)内部；运动件导轨(4)、运动件(5)、小齿轮(6)、内扇齿(7)、齿轮箱导轨(11)位于齿轮箱(10)外部；齿轮箱(10)为上部开口结构；

电机(1)固定在齿轮箱(10)端盖上，电机(1)输出轴与换向伞齿轮(2)主动轮采用键联接，电机(1)输出轴与换向伞齿轮(2)主动轮同步转动；换向伞齿轮(2)与蜗杆(3)同轴，并采用键连接方式传递运动；

蜗轮(8)位于蜗轮轴(9)一端，蜗轮(8)与蜗轮轴(9)采用键联接方式固定；蜗轮轴(9)两端均采用轴承定位，轴承内圈与蜗轮轴(9)采用过盈方式配合，轴承外圈与齿轮箱(10)端盖采用过盈方式配合；

齿轮箱(10)端盖分别位于齿轮箱(10)两端，用于密封齿轮箱(10)和定位蜗轮轴(9)；两个小齿轮(6)分别位于蜗轮轴(9)的两端，小齿轮(6)一侧通过蜗轮轴9的轴肩限位，另一端通过固定在蜗轮轴(9)上的轴端挡圈限位，小齿轮(6)与蜗轮轴(9)通过键连接；

内扇齿(7)内圈为内齿轮结构，并与小齿轮(6)啮合，内扇齿(7)外侧通过与运动件(5)内侧固定；运动件(5)上部内表面与齿轮箱(10)上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件(5)上部圆弧内表面压在齿轮箱(10)上部圆弧外表面上；

当运动件(5)转动时，其上部圆弧内表面绕齿轮箱(10)上部圆弧外表面滑动，滑动表面之间贴有聚四氟乙烯薄片，以减小运动摩擦力；

运动件导轨(4)固定在运动件(5)下部，齿轮箱导轨(11)固定在齿轮箱(10)外侧面下部，当运动件(5)转动时，运动件导轨(4)沿齿轮箱导轨(11)滑动；

运动件导轨(4)与齿轮箱导轨(11)配合使用，用于限制运动件(5)的运动路径，防止运动件(5)沿蜗轮轴(9)轴向窜动以及径向跳动；齿轮箱(10)底部通过铰链联接在支架上，运动件(5)两侧与支架保持距离，旋转过程中与支架不干涉。

2.如权利要求1所述的一种电动摆动机构，其特征在于，电机位于齿轮箱内部，换向伞齿轮包括主动轮和从动轮，换向伞齿轮2主动轮和从动轮轴交角为90°；电机带动换向伞齿轮主动轮转动，换向伞齿轮从动轮带动蜗杆转动。

3.如权利要求1所述的电动摆动机构，其特征在于，蜗杆带动蜗轮以及与蜗轮同轴心的蜗轮轴转动，蜗轮蜗杆具有自锁功能。

4.如权利要求1所述的电动摆动机构，其特征在于，小齿轮位于蜗轮轴一端，蜗轮轴转动时带动与其同轴心的小齿轮转动，小齿轮带动内扇齿转动，内扇齿固联在运动件上，运动件随内扇齿同步转动。

5.如权利要求1所述的电动摆动机构，其特征在于，运动件上部内表面与齿轮箱上部外表面均为圆弧形结构且同轴心，运动件导轨固定在运动件下部，齿轮箱导轨固定在齿轮箱侧面下部，当运动件转动时，运动件导轨沿齿轮箱导轨滑动，运动件上部内表面沿齿轮箱上部外表面滑动。