CN106705796A - 一种新型蜗杆式行程测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型蜗杆式行程测量装置，包括底板、主轮，测量装置还包括蜗轮、蜗杆，主轮数量为两个并位于所述底板两侧后部且通过蜗杆连接，蜗杆上设置有相互配合连接的蜗轮，蜗轮中间穿插连接有第一转轴，第一转轴上还连接有第一数表轮、第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮，第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮右侧依次固定连接有二十齿的第一大齿轮、第二大齿轮和第三大齿轮。本发明的制造主要依靠车床和加工中心，加工工序简单，制造成本低，通过蜗轮和蜗杆的连接方式，代替纯齿轮的传动方式，本发明精度更高。

Description

一种新型蜗杆式行程测量装置

技术领域

本发明涉及机械工程领域，是一种利用蜗杆蜗轮传动来将轮子滚动的距离用数表记录下来的机械装置。

背景技术

本发明的原型是记里鼓车，我国最早出现西汉时期，它的原理是利用齿轮机构的差动关系。最早的记里鼓车外形是独辕双轮，车箱内有立轮、大小平轮、铜旋风轮等，轮周各出齿若干，“凡用大小轮八，合二百八十五齿，递相钩锁，犬牙相制，周而复始。”记里车行一里路，车上木人击鼓，行十里路，车上木人击镯。记里鼓车的记程功能是由齿轮系完成的。车中有一套减速齿轮系，始终与车轮同时转动，其最末一只齿轮轴在车行一里时正好回转一周，车子上层的木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次，以示里程。

在日常生活中，自行车上的里程器和汽车上的里程表的作用和计里鼓车相关。他们记录里程的方式是用轮子的圈数乘以轮子的周长，因为测距往往是多少多少公里，所以精度不必太高，米级即可。但同样没办法测短距离的轨迹长度。

计里鼓车是先人的知识成就，虽然测距很大但它的精度不高，无法有效测量短距离的运动，而且相当笨重。本发明以蜗轮蜗杆传动替代了以前计里鼓车齿轮机构的差动技术。依靠现今的高精度的加工技术，可以实现精度为毫米级，体积也大大缩小。根据所测的范围决定装置主轮的大小。精度高和轻便是本装置相比于计里鼓车最大的优点。

本发明人于16年申报了ZL2016205609716，一种新型轮式行程测量装置的专利，然而在实际使用过程中发现，该专利是纯齿轮传动，其精度和效果不是很好。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型蜗杆式行程测量装置，解决了现有的测量装置齿轮传动的缺陷，通过蜗轮蜗杆传动的方式提高测量精度和效果。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种新型蜗杆式行程测量装置，包括底板、主轮，其特征在于，所述测量装置还包括蜗轮、蜗杆，所述主轮数量为两个并位于所述底板两侧后部且通过蜗杆连接，所述蜗杆上设置有相互配合连接的蜗轮，所述蜗轮中间穿插连接有第一转轴，所述第一转轴上还连接有第一数表轮、第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮，所述第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮右侧依次固定连接有二十齿的第一大齿轮、第二大齿轮和第三大齿轮，所述蜗轮、第二数表轮、第三数表轮的左侧依次固定连接有两齿的第四大齿轮、第五大齿轮和第六大齿轮，所述第一大齿轮和第四大齿轮之间设置有相互配合连接的第一小齿轮，所述第二大齿轮和第五大齿轮之间设置有相互配合连接的第二小齿轮，所述第三大齿轮和第六大齿轮之间设置有相互配合连接的第三小齿轮，所述第一小齿轮、第二小齿轮和第三小齿轮均穿插连接在第二转轴上，所述第一转轴和第二转轴两端均安装在转轴支架上，所述转轴支架安装在底板上。

优选的，所述蜗杆两端穿过设置有通孔的主轮支架，所述主轮支架安装在底板上，所述主轮安装在主轮支架外侧并与蜗杆同轴。

优选的，所述底板前端设置有一缺口，所述缺口内设置有辅助轮，所述辅助轮两侧连接有第三轴承，所述辅助轮和第三轴承均穿插连接在第三转轴上，所述第三转轴和底板连接。

优选的，所述第一转轴和第二转轴两端分别连接有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承均和转轴支架连接。

优选的，所述转轴支架上设置有指针。

（三）有益效果

本发明提供了一种新型蜗杆式行程测量装置，具备以下有益效果：

（1）、本发明的制造主要依靠车床和加工中心，加工工序简单，制造成本低，通过蜗轮和蜗杆的连接方式，代替纯齿轮的传动方式，本发明精度更高。

（2）、本发明通过设置双主轮和单辅助轮结构，相比单轮常出现的“打飘”现象，本发明行走更稳定，误差更小。打飘就是单轮滚动的时候不容易一直走直线，会有误差。

附图说明

图1为本发明的拆解结构图；

图2为本发明的驱动装置结构图；

图3为本发明立体结构图。

图中：1底板、2主轮、3蜗杆、4主轮支架、5辅助轮、6缺口、7第三转轴、8蜗轮、9第一数表轮、10第二数表轮、11第三数表轮、12第四数表轮、13第一大齿轮、14第二大齿轮、15第三大齿轮、16第四大齿轮、17第五大齿轮、18第六大齿轮、19第一小齿轮、20第二小齿轮、21第三小齿轮、22第一转轴、23第二轴承、24第一轴承、25第三轴承、26转轴支架、27指针。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种新型蜗杆式行程测量装置，包括底板1、主轮2，所述测量装置还包括蜗轮8、蜗杆3，所述主轮数量为两个并位于所述底板两侧后部且通过蜗杆连接，所述蜗杆上设置有相互配合连接的蜗轮，所述蜗轮中间穿插连接有第一转轴22，所述第一转轴上还连接有第一数表轮9、第二数表轮10、第三数表轮11和第四数表轮12，所述第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮右侧依次固定连接有二十齿的第一大齿轮13、第二大齿轮14和第三大齿轮15，所述蜗轮、第二数表轮、第三数表轮的左侧依次固定连接有两齿的第四大齿轮16、第五大齿轮17和第六大齿轮18，所述第一大齿轮和第四大齿轮之间设置有相互配合连接的第一小齿轮19，所述第二大齿轮和第五大齿轮之间设置有相互配合连接的第二小齿轮20，所述第三大齿轮和第六大齿轮之间设置有相互配合连接的第三小齿轮21，所述第一小齿轮、第二小齿轮和第三小齿轮均穿插连接在第二转轴23上，所述第一转轴和第二转轴两端均安装在转轴支架26上，所述转轴支架安装在底板上。

优选的，所述蜗杆两端穿过设置有通孔的主轮支架4，所述主轮支架安装在底板上，所述主轮安装在主轮支架外侧并与蜗杆同轴。

优选的，所述底板前端设置有一缺口6，所述缺口内设置有辅助轮5，所述辅助轮两侧连接有第三轴承25，所述辅助轮和第三轴承均穿插连接在第三转轴7上，所述第三转轴和底板连接。通过辅助轮的调节更能保证本发明不会“打飘”，增加测量精度。

优选的，所述第一转轴和第二转轴两端分别连接有第一轴承24和第二轴承23，所述第一轴承和第二轴承均和转轴支架连接。

优选的，所述转轴支架上设置有指针27。

实施例1：

例如，要去测量一个30米水池的实际长度，如果使用常规的卷尺、皮尺直接测量，误差较大。而使用了本发明就精确了许多，将装置沿着水池从一端走到另一端终点，里程就显示在数表上了，且仅需一人就可以完成测量从而简化测量程序节省测量时间。如果数表显示为（029），第一级指针指向数字9和0中间的第九刻度与第十刻度的中部，那么读数就为29995毫米左右，测得的长度即为为29.995米，误差为5毫米。

从和对比专利1中能够看出，本发明的误差为5mm，而对比文件的误差为200mm。

蜗轮蜗杆传动的特点：

1.可以得到很大的传动比，与纯齿轮传动相比，可以取得更好精度。

2.两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大。

3.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小，相比纯齿轮传动稳定性更高，从而对提高精度更有利。

4.具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，计里器下面的轮子在实测中的转动过程中会反向滚动，具有自锁特性有效解决了这一问题，使得轮子滚动的反向误差得以消除。

实施例2：

如果要测量一个自行车轮胎的周长。在不方便将轮胎卸下的情况下，可以将轮胎与本发明的主轮外接触，并在接触点做一个标记。然后让轮胎转动，标记点转一圈回到起点时，本发明上就显示出周长了。

具体工作原理：

本装置结构并不复杂，是由底板、主轮、辅助轮、蜗轮、蜗杆、支架、数尺图中。底板位于本发明底部装置起装载作用，主轮位于本装置底板两侧偏后部由蜗杆连接，辅助轮位于底板前部，数表位于底板中部，主轮周长是100mm（其他的周长也是可以的，不过为100mm方便最后的读数，而且大小适中）。和主轮同轴的还有一个的蜗杆，头数为2，传动比计算为10/1。

因此，当主轮转动之后，带动蜗杆转动，经蜗轮传动到第一个数标上，因蜗杆与蜗轮的传动比为10比1，故当主轮转动1圈时第一数表轮从刻度0转动十个小刻度到刻度1。四个数表轮是由一个20齿的齿轮加工而来，每两个齿为一个单位，分为10段，然后标上0-9，每一段之间再标十个刻度数表，其它数表轮与第一数表轮结构相同，读数时依靠指针确定所指刻度值。数表通过不完全齿轮机构传动，在数表上有一半边为只留两个齿，然后通过一小齿轮向下一级传动，三个小齿轮是由一个8齿齿轮加工而来，其每相邻两齿中有一齿为半齿，传动比为20/2 = 10:1，其它两个小齿轮与第一小齿轮结构相同，这样各级齿轮传动就使数表形成了一个十进制的进位结，传动的过程就是主轮转10圈，第一数表轮转1圈回到0位，第二数表轮转10/1圈到达刻度1位，第三数表轮及第四数表轮保持0位，最后的读数为（0010），就是为1000mm。主轮所滚过的距离，可以从数尺上读出。所以装置的工作原理就是用蜗轮与蜗杆的传动关系，将主轮所转的圈数传递并累计下来，再用数尺上的数字表现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

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 (5)

1.一种新型蜗杆式行程测量装置，包括底板、主轮，其特征在于，所述测量装置还包括蜗轮、蜗杆，所述主轮数量为两个并位于所述底板两侧后部且通过蜗杆连接，所述蜗杆上设置有相互配合连接的蜗轮，所述蜗轮中间穿插连接有第一转轴，所述第一转轴上还连接有第一数表轮、第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮，所述第二数表轮、第三数表轮和第四数表轮右侧依次固定连接有二十齿的第一大齿轮、第二大齿轮和第三大齿轮，所述蜗轮、第二数表轮、第三数表轮的左侧依次固定连接有两齿的第四大齿轮、第五大齿轮和第六大齿轮，所述第一大齿轮和第四大齿轮之间设置有相互配合连接的第一小齿轮，所述第二大齿轮和第五大齿轮之间设置有相互配合连接的第二小齿轮，所述第三大齿轮和第六大齿轮之间设置有相互配合连接的第三小齿轮，所述第一小齿轮、第二小齿轮和第三小齿轮均穿插连接在第二转轴上，所述第一转轴和第二转轴两端均安装在转轴支架上，所述转轴支架安装在底板上。

2.根据权利要求1所述的一种新型蜗杆式行程测量装置，其特征在于：所述蜗杆两端穿过设置有通孔的主轮支架，所述主轮支架安装在底板上，所述主轮安装在主轮支架外侧并与蜗杆同轴。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型蜗杆式行程测量装置，其特征在于：所述底板前端设置有一缺口，所述缺口内设置有辅助轮，所述辅助轮两侧连接有第三轴承，所述辅助轮和第三轴承均穿插连接在第三转轴上，所述第三转轴和底板连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型蜗杆式行程测量装置，其特征在于：所述第一转轴和第二转轴两端分别连接有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承均和转轴支架连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种新型蜗杆式行程测量装置，其特征在于：所述转轴支架上设置有指针。