CN107178652B - 共用驱动轴的驱动与受驱装置及其驱动受驱装置的方法 - Google Patents

Abstract

一种共用驱动轴的驱动与受驱装置及其驱动受驱装置的方法，共用驱动轴的驱动与受驱装置包括驱动机构、传动器、软轴、机架和控制系统，驱动机构包括电机和驱动轴，电机固定在机架上，所述驱动轴固定连接或啮合连接在电机的输出轴上，或者与电机的输出轴制成一体，传动器包括传动轮、传动器支架和第一复位元件，传动轮活动连接在传动器支架上，传动器支架连接在机架上，传动轮与驱动轴通过离合装置传动连接，离合装置与控制系统电联接，第一复位元件的第一端连接在传动轮上，第二端连接在传动器支架或机架上，软轴的第一端连接在传动器上，第二端连接在受驱装置上。本发明结构简单、成本低廉又便于安装维护、可对受驱装置进行远程控制，自动化程度高。

Description

共用驱动轴的驱动与受驱装置及其驱动受驱装置的方法

技术领域

本发明属于软轴驱动技术领域，具体涉及一种共用驱动轴的驱动与受驱装置及其驱动受驱装置的方法。

背景技术

现有技术的受驱装置一般采用驱动机构与受驱装置一体式的结构，造成受驱装置结构复杂、成本高又不便于安装维护，对受驱装置也不便进行远程控制，同时，一个受驱装置需要配置一个驱动机构，驱动机构的使用率低。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种受驱装置结构简单、成本低廉又便于安装维护、可对受驱装置进行远程控制的共用驱动轴的驱动与受驱装置。

为了实现上述第一目的的技术方案是：一种共用驱动轴的驱动与受驱装置，其创新点在于：包括驱动机构、传动器、软轴、机架和控制系统，所述驱动机构包括电机和驱动轴，所述电机固定连接在机架上，所述驱动轴固定连接或啮合连接在电机的输出轴上，或与电机的输出轴制成一体，所述传动器包括传动轮、传动器支架和第一复位元件，所述传动轮活动连接在传动器支架上，所述传动器支架连接在机架上，所述传动轮与驱动轴通过离合装置传动连接，所述离合装置与控制系统电联接，所述第一复位元件的第一端连接在传动轮上，第二端连接在传动器支架或机架上，所述软轴的第一端连接在传动器上，第二端连接在受驱装置上。

所述受驱装置包括壳体、执行部件、位置传感器，所述受驱装置包括壳体、执行部件、位置传感器，所述执行部件与壳体活动连接且设有N个相对于壳体的位置固定的状态位，其中N为不小于2的自然数，所述位置传感器与控制系统电联接且固定连接在壳体上,所述受驱装置连接的软轴为M个，所述软轴包含芯线和套管，各个所述软轴的第一端的芯线均连接在与其对应的传动器的传动轮上、第一端的套管固定在传动器的传动器支架上，而各个所述软轴的第二端的芯线分别沿执行部件的不同方向与执行部件连接。

所述执行部件为阀板，所述阀板转动连接在壳体上，且设有相对壳体的位置确定的第一状态位和第二状态位，所述软轴的数量M=2，且该两个软轴的第二端的芯线分别沿可驱使阀板向第一状态位或第二状态位运动的方向与阀板相连接。

所述执行部件为第二滑块，所述第二滑块滑动连接在壳体上，且设有相对壳体的位置确定的N个状态位，所述M个软轴的第二端的芯线分别沿可驱使第二滑块向不同状态位运动的方向与第二滑块相连接。

所述执行部件为拨杆，所述壳体内还设有带凸棱的转盘，所述拨杆及转盘均转动连接在壳体内的中轴上，所述拨杆设有相对壳体的位置确定的第一状态位和第二状态位，所述软轴的数量M=2，且该两个软轴的第二端的芯线分别沿可驱使拨杆向第一状态位或第二状态位运动的方向与拨杆相连接，所述拨杆上设有可单侧面接触凸棱的拨片，所述拨片单向被限位而另一向无限制。

所述传动轮套设在驱动轴上且与驱动轴同轴设置，所述离合装置为下述三种结构之一种：

a、所述离合装置包含电磁铁线圈、电磁铁阀芯及阀芯复位元件，所述电磁铁线圈固定连接传动轮且其输入端与控制系统的输出端电联接，所述电磁铁阀芯滑动连接在电磁铁线圈的内孔中且能与驱动轴相抵或脱离，所述阀芯复位元件的第一端连接电磁铁阀芯，第二端连接电磁铁线圈；

b、所述离合装置包含密封腔体、滑块及滑块复位元件，所述密封腔体固定连接传动轮且具有用于与受控制系统控制的供气装置连通的管道接口，所述滑块滑动连接在密封腔的内孔中且能与驱动轴相抵或脱离，所述滑块复位元件的第一端连接滑块，第二端连接密封腔体；

c、所述离合装置包含第一电磁铁、第一磁体及抱箍，所述第一电磁铁和抱箍的第一端均固定连接在传动轮上，所述第一电磁铁与控制系统电联接，所述抱箍能与驱动轴抱合或脱开且抱箍的第二端连接有第一磁体，所述第一磁体为软磁材料或永磁体或电磁铁。

所述离合装置包含第二电磁铁，所述第二电磁铁固定连接在传动器支架上且第二电磁铁与控制系统电联接，所述传动轮设有轮轴，所述轮轴上设有第二磁体，所述轮轴滑动连接在传动器支架上，所述传动轮随轮轴的滑动可离合地传动连接驱动轴，所述第二磁体为永磁体或电磁铁。

所述离合装置包含第三电磁铁及第一轮体及第一轮体支架，所述第三电磁铁及第一轮体支架固定连接在机架上且第三电磁铁与控制系统电联接，所述第一轮体上设有轮轴，所述轮轴上设有第三磁体，所述轮轴滑动连接在第一轮体支架上，所述第一轮体可离合地同时传动连接传动器和驱动轴，所述第三磁体为永磁体或电磁铁。

本发明的第二目的是提供一种自动化程度高的共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动受驱装置的方法。

为了实现上述第二目的的技术方案是：一种共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动受驱装置的方法：其创新点在于：采用上述的共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动，并包括以下步骤：

a)、电机驱动驱动轴旋转，传动轮与驱动轴处在分离状态，受驱装置的执行部件处在第一状态位；

b)、当某个受驱装置需要其执行部件转换至第n状态位时，其中n为不小于2的自然数，由控制系统控制与第n状态位对应的离合装置动作，使与第n状态位对应的传动器的传动轮与驱动轴发生直接或间接的传动连接，致使传动轮旋转一角度，连接传动轮的软轴的芯线拉动受驱装置的执行部件由第一状态位（54-1）向第n状态位（54-n）移动；

c)、当受驱装置的执行部件到达第n状态位后，位置传感器向控制系统反馈状态就位信号；

d)、控制系统控制与第n状态位对应的离合装置取消动作，并同时控制与第一状态位对应的离合装置动作，执行部件又恢复至第一状态位。

本发明的好处是： 1)、由于所述软轴的第一端连接在传动器上，软轴的第二端连接在受驱装置上，因而受驱装置无需自带驱动源，其结构简单、成本低廉又便于安装维护；2)、由于所述软轴的第一端连接在传动器上，软轴的第二端连接在受驱装置上，因而可对受驱装置进行远程控制；3)、由于共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动受驱装置由控制系统控制，因而自动化程度高；4）、由于软轴芯线外套设有软轴导向套管并在软轴导向套管内运动，而软轴导向套管可沿任意路由敷设，故软轴连接的受驱装置没有方向限制，驱动机构的安装位置也没有局限，如此则大大扩大了本发明的实际应用范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是第一种离合装置的示意图；

图3是第二种离合装置的示意图；

图4是第三种离合装置的示意图；

图5是第一种受驱装置的执行部件处于第一状态位时的示意图；

图6是第一种受驱装置的执行部件处于第二状态位时的示意图；

图7是第二种受驱装置的执行部件处于第一状态位时的示意图；

图8是第二种受驱装置的执行部件处于第二状态位时的示意图；

图9是第三种和第四种受驱装置的执行部件由第一状态位向第二状态位运动时的示意图；

图10是第三种受驱装置的拨杆驱动凸棱运动的结构示意图；

图11是第四种受驱装置的拨杆驱动凸棱运动的结构示意图；

图12是第三种和第四种受驱装置的执行部件由第二状态位向第一状态位运动时的示意图；

图13是第三种受驱装置的拨杆滑过凸棱的结构示意图；

图14是第四种受驱装置的拨杆滑过凸棱的结构示意图；

图15是第四种离合装置的示意图；

图16是第五种离合装置的示意图；

图17是第五种受驱装置的执行部件处于第一状态位时的示意图；

图18是第五种受驱装置的执行部件处于第二状态位时的示意图；

图19是第五种受驱装置的执行部件处于第三状态位时的示意图；

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明。

如图1、2所示，一种共用驱动轴的驱动与受驱装置，其创新点在于：包括驱动机构1、传动器2、软轴3、机架4和控制系统6，所述驱动机构1包括电机11和驱动轴12，所述电机11固定连接在机架4上，所述驱动轴12固定连接或啮合连接在电机11的输出轴上，或者与电机11的输出轴制成一体，所述传动器2包括传动轮21、传动器支架22和第一复位元件23，所述传动轮21活动连接在传动器支架22上，所述传动器支架22连接在机架4上，所述传动轮21与驱动轴12通过离合装置200传动连接，所述离合装置200与控制系统6电联接，所述第一复位元件23的第一端连接在传动轮21上，第二端连接在传动器支架22或机架4上，所述软轴3的第一端连接在传动器2上，第二端连接在受驱装置5上。所述控制系统6可以是电控系统或由电控系统控制的气控系统，电控系统可以是PLC、单片机、电脑等，PLC的型号为三菱F×3U或西门子S7－200。

如图5至图9、图12、图17至图19所示，所述受驱装置5包括壳体53、执行部件54、位置传感器55，所述执行部件54与壳体53活动连接且设有N个相对于壳体53的位置固定的状态位，其中N为不小于2的自然数，所述位置传感器55与控制系统6电联接且固定连接在壳体53上,所述受驱装置5连接的软轴3为M个，所述软轴3包含芯线31和套管32，各个所述软轴3的第一端的芯线31均连接在与其对应的传动器2的传动轮21上、第一端的套管32固定在传动器2的传动器支架22上，而各个所述软轴3的第二端的芯线31分别沿执行部件54的不同方向与执行部件54连接。

如图 5、6所示，所述执行部件54为阀板57，所述阀板57转动连接在壳体53上，且设有相对壳体53的位置确定的第一状态位54-1和第二状态位54-2，所述软轴的数量M=2，且该两个软轴3的第二端的芯线31分别沿可驱使阀板57向第一状态位54-1或第二状态位54-2运动的方向与阀板57相连接。

如图7、8所示，所述执行部件54为第二滑块58，所述第二滑块58滑动连接在壳体53内，且在壳体53内具有第一状态位54-1、第二状态位54-2，所述软轴的数量M=2，且该两个软轴3的第二端的芯线31分别沿可驱使第二滑块58向第一状态位54-1或第二状态位54-2运动的方向与第二滑块58相连接。

如图17、18、19所示，所述执行部件54为第一滑块581，所述第一滑块581滑动连接在壳体53内，且在壳体53内具有第一状态位54-1、第二状态位54-2及第三状态位54-3，所述软轴的数量M=3，且该三个软轴3的第二端的芯线31分别沿可驱使第一滑块581向第一状态位54-1或第二状态位54-2或第三状态位54-3运动的方向与第一滑块581相连接。

如图 9、10、12、13所示，所述执行部件54为拨杆59，所述壳体53内还设有带凸棱61的转盘60，所述转盘60及拨杆59均转动连接在壳体53的中轴62上，所述拨杆59设有相对壳体53的位置确定的第一状态位54-1和第二状态位54-2，所述软轴的数量M=2，且该两个软轴3的第二端的芯线31分别沿可驱使拨杆59向第一状态位54-1或第二状态位54-2运动的方向与拨杆59相连接，所述拨杆59上设有可单侧面接触凸棱61的拨片65，所述拨片65单向被限位而另一向无限制。

如图11、14所示可以看到，图9、10、12、13中的拨片65还可以是与拨杆59活动连接的拨片651。

如图2至图4、图15至16所示，所述传动轮21套设在驱动轴12上且与驱动轴12同轴设置，所述离合装置200包含电磁铁线圈21-1、电磁铁阀芯21-2及阀芯复位元件211，所述电磁铁线圈21-1固定连接传动轮21且其输入端与控制系统6的输出端电联接，所述电磁铁阀芯21-2滑动连接在电磁铁线圈21-1的内孔中且能与驱动轴12相抵或脱离，所述阀芯复位元件211的第一端连接电磁铁阀芯21-2，第二端连接电磁铁线圈21-1。

如图16所示，还可以是，所述传动轮21套设在驱动轴12上且与驱动轴12同轴设置，所述离合装置200包含密封腔体210-1、滑块210-2及滑块复位元件212，所述密封腔体210-1固定连接传动轮21且具有用于与受控制系统6控制的供气装置连通的管道接口210-3，所述滑块210-2滑动连接在密封腔210-1的内孔中且能与驱动轴12相抵或脱离，所述滑块复位元件212的第一端连接滑块210-2，第二端连接密封腔体210-1。

如图3所示，还可以是，所述传动轮21套设在驱动轴12上且与驱动轴12同轴设置，所述离合装置200包含第一电磁铁21-4、第一磁体21-5及抱箍21-6，所述第一电磁铁21-4和抱箍21-6的第一端均固定连接在传动轮21上，所述第一电磁铁21-4与控制系统6电联接，所述抱箍21-6能与驱动轴12抱合或脱开且抱箍21-6的第二端连接有第一磁体21-5，所述第一磁体21-5为软磁材料或永磁体或与控制系统6电联接的电磁铁。

如图4所示，还可以是，所述离合装置200包含第二电磁铁24，所述第二电磁铁24固定连接在传动器支架22上且第二电磁铁24与控制系统6电联接，所述传动轮21设有轮轴21-9，所述轮轴21-9上设有第二磁体21-8，所述轮轴21-9滑动连接在传动器支架22上，所述传动轮21随轮轴21-9的滑动可离合地传动连接驱动轴12，所述第二磁体21-8为永磁体或与控制系统6电联接的电磁铁。

如图15所示，还可以是，所述离合装置200包含第三电磁铁25及第一轮体26及第一轮体支架29，所述第三电磁铁25及第一轮体支架29固定连接在机架4上且第三电磁铁25与控制系统6电联接，所述第一轮体26上设有轮轴28，所述轮轴28上设有第三磁体27，所述轮轴28滑动连接在第一轮体支架29上，所述第一轮体26可离合地同时传动连接传动器2和驱动轴12，所述第三磁体27为永磁体或与控制系统6电联接的电磁铁。

一种共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动受驱装置的方法：其创新点在于：采用上述的共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动，并包括以下步骤：

a)、电机11驱动驱动轴12旋转，传动轮21与驱动轴12处在分离状态，受驱装置5的执行部件54处在第一状态位54-1；

b)、当某个受驱装置5需要其执行部件54转换至第n状态位54-n(n为不小于2的自然数)时，由控制系统6控制与第n状态位（54-n）对应的离合装置200动作，使与第n状态位（54-n）对应的传动器2的传动轮21与驱动轴12发生直接或间接的传动连接，致使传动轮21旋转一角度，连接传动轮21的软轴3的芯线31拉动受驱装置5的执行部件54向第一状态位54-1向第n状态位54-n移动；

c)、当受驱装置5的执行部件54移动至第n状态位54-n后，位置传感器55向控制系统反馈状态就位信号；

d)、控制系统6控制与第n状态位54-n对应的离合装置200取消动作，并同时控制与第一状态位54-1对应的离合装置200动作，执行部件54又恢复至第一状态位54-1。

Claims (8)

1.一种共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：包括驱动机构（1）、传动器（2）、软轴（3）、机架（4）和控制系统（6），所述驱动机构（1）包括电机（11）和驱动轴（12），所述电机（11）固定连接在机架（4）上，所述驱动轴（12）固定或啮合连接在电机（11）的输出轴上，或与电机（11）的输出轴制成一体，所述传动器（2）包括传动轮（21）、传动器支架（22）和第一复位元件（23），所述传动轮（21）活动连接在传动器支架（22）上，所述传动器支架（22）连接在机架（4）上，所述传动轮（21）与驱动轴（12）通过离合装置（200）传动连接，所述离合装置（200）与控制系统（6）电联接，所述第一复位元件（23）的第一端连接在传动轮（21）上，第二端连接在传动器支架（22）或机架（4）上，所述软轴（3）的第一端连接在传动器（2）上，第二端连接在受驱装置（5）上，所述受驱装置（5）包括壳体（53）、执行部件（54）、位置传感器（55），所述执行部件（54）与壳体（53）活动连接且设有N个相对于壳体（53）的位置固定的状态位，其中N为不小于2的自然数，所述位置传感器（55）与控制系统（6）电联接且固定连接在壳体（53）上,所述受驱装置（5）连接的软轴（3）为M个，所述软轴（3）包含芯线（31）和套管（32），各个所述软轴（3）的第一端的芯线（31）均连接在与其对应的传动器（2）的传动轮（21）上、第一端的套管（32）固定在传动器（2）的传动器支架（22）上，而各个所述软轴（3）的第二端的芯线（31）分别沿执行部件（54）的不同方向与执行部件（54）连接。

2.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述执行部件（54）为阀板（57），所述阀板（57）转动连接在壳体（53）上，且设有相对壳体（53）的位置确定的第一状态位（54-1）和第二状态位（54-2），所述软轴的数量为两个，且两个软轴（3）的第二端的芯线（31）分别沿可驱使阀板（57）向第一状态位（54-1）或第二状态位（54-2）运动的方向与阀板（57）相连接。

3.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述执行部件（54）为第二滑块（58），所述第二滑块（58）滑动连接在壳体（53）上，且设有相对壳体（53）的位置确定的N个状态位，所述M个软轴（3）的第二端的芯线（31）分别沿可驱使第二滑块（58）向不同状态位运动的方向与第二滑块（58）相连接。

4.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述执行部件（54）为拨杆（59），所述壳体（53）内还设有带凸棱（61）的转盘（60），所述拨杆（59）及转盘（60）均转动连接在壳体（53）内的中轴（62）上，所述拨杆（59）设有相对壳体（53）的位置确定的第一状态位（54-1）和第二状态位（54-2），所述软轴的数量为两个，且两个软轴（3）的第二端的芯线（31）分别沿可驱使拨杆（59）向第一状态位（54-1）或第二状态位（54-2）运动的方向与拨杆（59）相连接，所述拨杆（59）上设有可单侧面接触凸棱（61）的拨片（65），所述拨片（65）单向被限位而另一向无限制。

5.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述传动轮（21）套设在驱动轴（12）上且与驱动轴（12）同轴设置，所述离合装置（200）为下述三种结构之一种：

所述离合装置（200）包含电磁铁线圈（21-1）、电磁铁阀芯（21-2）及阀芯复位元件（211），所述电磁铁线圈（21-1）固定连接传动轮（21）且其输入端与控制系统（6）的输出端电联接，所述电磁铁阀芯（21-2）滑动连接在电磁铁线圈（21-1）的内孔中且能与驱动轴（12）相抵或脱离，所述阀芯复位元件（211）的第一端连接电磁铁阀芯（21-2），第二端连接电磁铁线圈（21-1）；

所述离合装置（200）包含密封腔体（210-1）、滑块（210-2）及滑块复位元件（212），所述密封腔体（210-1）固定连接传动轮（21）且具有用于与受控制系统（6）控制的供气装置连通的管道接口（210-3），所述滑块（210-2）滑动连接在密封腔体（210-1）的内孔中且能与驱动轴（12）相抵或脱离，所述滑块复位元件（212）的第一端连接滑块（210-2），第二端连接密封腔体（210-1）；

所述离合装置（200）包含第一电磁铁（21-4）、第一磁体（21-5）及抱箍（21-6），所述第一电磁铁（21-4）和抱箍（21-6）的第一端均固定连接在传动轮（21）上，所述第一电磁铁（21-4）与控制系统（6）电联接，所述抱箍（21-6）能与驱动轴（12）抱合或脱开且抱箍（21-6）的第二端连接有第一磁体（21-5），所述第一磁体（21-5）为软磁材料或永磁体或电磁铁。

6.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述离合装置（200）包含第二电磁铁（24），所述第二电磁铁（24）固定连接在传动器支架（22）上且第二电磁铁（24）与控制系统（6）电联接，所述传动轮（21）设有轮轴，所述轮轴上设有第二磁体（21-8），所述轮轴滑动连接在传动器支架（22）上，所述传动轮（21）随轮轴的滑动可离合地传动连接驱动轴（12），所述第二磁体（21-8）为永磁体或电磁铁。

7.根据权利要求1所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置，其特征在于：所述离合装置（200）包含第三电磁铁（25）及第一轮体（26）及第一轮体支架（29），所述第三电磁铁（25）及第一轮体支架（29）固定连接在机架（4）上且第三电磁铁（25）与控制系统（6）电联接，所述第一轮体（26）上设有轮轴，所述轮轴上设有第三磁体（27），所述轮轴滑动连接在第一轮体支架（29）上，所述第一轮体（26）可离合地同时传动连接传动器（2）和驱动轴（12），所述第三磁体（27）为永磁体或电磁铁。

8.一种共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动受驱装置的方法：其特征在于：采用如权利要求1至7之一所述的共用驱动轴的驱动与受驱装置驱动，并包括以下步骤：

电机（11）驱动驱动轴（12）旋转，传动轮（21）与驱动轴（12）处在分离状态，受驱装置（5）的执行部件（54）处在第一状态位（54-1）；

当某个受驱装置（5）需要其执行部件（54）转换至第n状态位（54-n）时，其中n为不小于2的自然数，由控制系统（6）控制与第n状态位（54-n）对应的离合装置（200）动作，使与第n状态位（54-n）对应的传动器（2）的传动轮（21）与驱动轴（12）发生直接或间接的传动连接，致使传动轮（21）旋转一角度，连接传动轮（21）的软轴（3）的芯线（31）拉动受驱装置（5）的执行部件（54）由第一状态位（54-1）向第n状态位（54-n）移动；

当受驱装置（5）的执行部件（54）到达第n状态位（54-n）后，位置传感器（55）向控制系统（6）反馈状态就位信号；

控制系统（6）控制与第n状态位（54-n）对应的离合装置（200）取消动作，并同时控制与第一状态位（54-1）对应的离合装置（200）动作，执行部件（54）又恢复至第一状态位（54-1）。