CN110671476A - 一种多驱动单元自动切换装置 - Google Patents

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郑传荣
王贺
李旺
张腊梅
何张强
桑青华
张瑞珏
吴后平
邱建朋
周杨
程翔宇
杨帆
李红
李付军
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Abstract

本发明公开一种多驱动单元自动切换装置，包括末级输出齿轮、可控齿轮箱、切换驱动机构、至少两个驱动单元；可控齿轮箱包括箱体、输出轴、若干输入轴、可滑动齿轮、若干齿轮；输出轴、输入轴、可滑动齿轮、齿轮均设置在箱体内，齿轮和输入轴一一对应设置，驱动单元和输入轴一一对应设置，各齿轮设置位置均不相同，可滑动齿轮设置在输出轴上，且可滑动齿轮可沿输出轴移动，可滑动齿轮可分别与各齿轮啮合传动，末级输出齿轮设置在输出轴上，切换驱动机构与可滑动齿轮配合设置；本发明结构简单实用，可快速实现系统驱动单元的切换，避免单个驱动单元故障时，影响雷达系统任务执行、提高雷达系统的运行可靠性。

Description

一种多驱动单元自动切换装置
技术领域
本发明涉及雷达转台技术领域，具体涉及一种多驱动单元自动切换装置。
背景技术
无人值守雷达广泛布置在高海拔高原地区及远海岛礁等人员难以长期驻留的地区，对雷达转台的可靠性及故障自我修复性能力具有较高的要求。
驱动单元是转台的核心机电部件，由于其长期连续工作，发生故障的概率较高，直接决定转台的可靠性。基于超越离合器的双驱动单元互为备份技术有效提高了转台的可靠性能，但受限于超越离合器的工作原理，驱动单元只能单向控制转台转动，无法对转台进行减速，因此特别在有风载等驱动力作用在天线的情况下，无法精确控制转台转速，并且无法实现转台的紧急制动及定位停，因此不但在一定程度上降低了雷达转台的性能，同时实际使用中存在一定的安全隐患。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种多驱动单元自动切换装置，包括末级输出齿轮、可控齿轮箱、切换驱动机构、至少两个驱动单元；所述可控齿轮箱包括箱体、输出轴、若干输入轴、可滑动齿轮、若干齿轮；所述输出轴、所述输入轴、所述可滑动齿轮、所述齿轮均设置在所述箱体内，所述齿轮和所述输入轴一一对应设置，所述驱动单元和所述输入轴一一对应设置，各所述齿轮设置位置均不相同，所述可滑动齿轮设置在所述输出轴上，且所述可滑动齿轮可沿所述输出轴移动，所述可滑动齿轮可分别与各所述齿轮啮合传动，所述末级输出齿轮设置在所述输出轴上，所述切换驱动机构与所述可滑动齿轮配合设置，通过所述切换驱动机构可调节所述可滑动齿轮在所述输出轴上的位置。
较佳的，所述箱体包括壳体、盖板、轴承端盖，所述壳体和所述盖板形成箱体主体，所述输入轴通过输入轴套、输入轴承和所述轴承端盖安装在所述箱体内，所述输入轴套和所述输入轴承均套设于所述输入轴上，所述轴套固定所述齿轮在对应所述输出轴上的位置。
较佳的，所述输出轴通过输出轴套、输出轴承设置在所述箱体内，所述输出轴套和所述输出轴承均套设于所述输出轴上，所述可滑动齿轮与所述输出轴之间通过滑动键连接。
较佳的，所述输出轴伸出所述箱体处的位置设置有旋转密封圈。
较佳的，所述盖板及所述轴承端盖安装处均涂免密封垫胶。
较佳的，所述切换驱动机构包括安装架、滑动轴、制动件、拨叉；所述滑动轴安装在所述安装架的滑槽里面，所述拨叉固定安装在所述滑动轴上，并可随所述滑动轴一起滑动；所述制动件固定安装在所述安装架下端，所述制动件与所述滑动轴连接，所述制动件带动所述滑动轴移动，所述拨叉通过所述可控齿轮箱壳体侧面的方孔伸入所述可控齿轮箱内，并卡接在所述可滑动齿轮上。
较佳的，所述制动件采用电推杆，所述电推杆伸缩带动所述滑动轴运动。
较佳的，所述安装架上安装两个所述接近开关，所述接近开关用于检测所述拨叉的位置。
较佳的，所述滑动轴伸出所述安装架的位置处安装滑动密封圈。
较佳的，所述驱动单元包括电机及减速器，所述电机固定安装在所述减速器尾部，所述电机输出轴与所述减速器输入轴之间通过键连接。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明结构简单实用，可快速实现系统驱动单元的切换，避免单个驱动单元故障时，影响雷达系统任务执行、提高雷达系统的运行可靠性；两个驱动单元相互独立，可在雷达转台不停转的情况下，对故障雷达转台进行更换、维修；解决传统基于超越离合器的双驱动单元备份的雷达转台，无法精确控制转台转速、无法利用驱动单元进行刹车、定位的难题。
附图说明
图1为所述多驱动单元自动切换装置的结构视图；
图2为所述可控齿轮箱的结构剖视图；
图3为所述切换驱动机构的结构视图；
图4为所述驱动单元的结构视图。
图中数字表示：
1-末级输出齿轮；2-可控齿轮箱；3-切换驱动机构；4-第一驱动单元；5-第二驱动单元；21-壳体；22-盖板；23-轴承端盖；24-输出轴；25-第一输入轴；26-第二输入轴；27-可滑动齿轮；28-第一齿轮；29-第二齿轮；31-安装架；32-滑动轴；33-电推杆；34-拨叉；35-接近开关；41-电机；42-减速器。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
在本实施例中，采用双驱动单元进行。如图1所示，图1为所述多驱动单元自动切换装置的结构视图；所述多驱动单元自动切换装置包括末级输出齿轮1、可控齿轮箱2、切换驱动机构3、第一驱动单元4及第二驱动单元5；所述可控齿轮箱2包括箱体、输出轴24、第一输入轴25、第二输入轴26、可滑动齿轮27、第一齿轮28、第二齿轮29。所述输出轴24、所述第一输入轴25、所述第二输入轴26、所述可滑动齿轮27、所述第一齿轮28、所述第二齿轮29均设置在所述箱体内，所述第一齿轮28设置在所述第一输入轴25上，所述第二齿轮29设置在所述第二输入轴26上，所述第一驱动单元4与所述第一输入轴25连接，所述第二驱动单元5与所述第二输入轴26连接，所述第一齿轮28和所述第二齿轮29设置位置不同，所述可滑动齿轮27设置在所述输出轴24上，且所述可滑动齿轮27可沿所述输出轴24移动，所述可滑动齿轮27可分别与所述第一齿轮28、所述第二齿轮29啮合传动，所述末级输出齿轮1设置在所述输出轴24上，所述切换驱动机构3与所述可滑动齿轮27配合设置，通过所述切换驱动机构3可调节所述可滑动齿轮27在所述输出轴24上的位置。
具体的，所述末级输出齿轮1安装在所述输出轴24上，通过键连接；所述切换驱动机构3固定安装在所述可控齿轮箱2侧面，所述切换驱动机构3上面的拨叉通过所述可控齿轮箱2壳体侧面的方孔伸入所述可控齿轮箱2内，并卡接在所述输出轴24上的所述可滑动齿轮27上，以拨动所述可滑动齿轮27至预定位置，实现与所述可控齿轮箱2内的任一输入轴上的齿轮啮合，完成可控齿轮箱2两个输入轴与输出轴24之间的动力传输切换；两个驱动单元分别固定安装在所述可控齿轮箱2的输入端，两个所述驱动单元的输出轴24分别与所述可控齿轮箱2的输入轴通过键连接。
如图2所示，图2为所述可控齿轮箱的结构剖视图；所述可控齿轮箱2包括壳体21、盖板22、轴承端盖23、输出轴24、第一输入轴25、第二输入轴26、可滑动齿轮27、第一齿轮28、第二齿轮29。
具体的，所述壳体21和所述盖板22通过螺钉固定安装在一起组成所述可控齿轮箱2的箱体；所述第一输入轴25通过第一轴套、一组角接触轴承、所述轴承端盖23安装在所述箱体内，所述第一输出轴24上设置有一所述第一齿轮28，所述第一齿轮28与所述第一输出轴24之间通过键连接，所述第一轴套固定所述第一齿轮28在所述第一输出轴24上的位置；所述第二输入轴26通过第二轴套、一组角接触轴承及所述轴承端盖23安装在所述箱体内，所述第二输入轴26上设置有一所述第二齿轮29，所述第二齿轮29与所述第二输入轴26之间通过键连接，所述第二轴套固定所述第二齿轮29在所述第二输出轴24上的位置。
一般的，所述第一齿轮28和所述第二齿轮29在高度上错开；所述输出轴24通过第三轴套、一组角接触轴承安装在所述箱体内，所述输出轴24上设置有所述可滑动齿轮27，所述可滑动齿轮27与所述输出轴24之间通过滑动键连接，所述可滑动齿轮27可以沿所述输出轴24轴向在一定范围内滑动；所述可滑动齿轮27滑动到上限位位置时与所述第一齿轮28完全啮合，实现所述第一输入轴25与所述输出轴24的动力传动；所述可滑动齿轮27滑动到下限位位置时与所述第二齿轮29完全啮合，实现所述第二输入轴26与所述输出轴24的动力传动。
较佳的，所述输出轴24伸出所述箱体处的位置设置有旋转密封圈，所述盖板22及所述轴承端盖23安装处均涂免密封垫胶，以保证箱体整体密封。
如图3所示，图3为所述切换驱动机构的结构视图；所述切换驱动机构3包括安装架31、滑动轴32、电推杆33、拨叉34、接近开关35；所述滑动轴32安装在所述安装架31的滑槽里面，可沿所述滑槽轴向在一定范围内自由滑动；所述滑动轴32伸出所述安装架31的位置处安装滑动密封圈；所述拨叉34通过螺纹固定安装在所述滑动轴32上，并可随所述滑动轴32一起上下滑动；所述电推杆33固定安装在所述安装架31下端，所述电推杆33通过销与所述滑动轴32连接，所述电推杆33伸缩带动所述滑动轴32向上或向下运动；所述安装架31上安装两个所述接近开关35，用于检测所述拨叉34的位置，判断所述可控齿轮箱2内动力传递路径。
如图4所示，图4为所述驱动单元的结构视图；所述第一驱动单元4包括电机41及减速器42，所述电机41固定安装在所述减速器42尾部，所述电机41输出轴24与所述减速器42输入轴之间通过键连接。一般的，所述第二驱动单元5与第一驱动单元4组成完全相同。本装置需配合伺服控制系统进行工作。
正常工作期间，一台驱动单元转动，驱动单元对应的齿轮和主轴上齿轮捏合，驱动单元转动通过齿轮捏合带动主轴转动，当工作这个驱动单元发生故障，控制器检测到正在工作的驱动单元发生故障后，发出指令给驱动切换机构，驱动切换机构驱动单元运动，带动滑块运动，滑块将主轴的齿轮带动上升或者下降，与原未参与捏合运动的驱动单元齿轮捏合，脱离故障的驱动单元捏合齿轮，通过检测开关判断是否提升到位，检测开关检测到位停止驱动电机电机工作。主要特点是工作期间主齿轮和一个驱动单元的输出齿轮捏合，当工作驱动单元发生故障后，控制器检测到这个驱动单元故障，发出指令给切换驱动机构，切换驱动机构的电机转动，电机转动后带动推杆的上下运动，推杆末端安装的拨叉带动主传动轴的齿轮上下运动，将主传动轴齿轮提升或者下降捏合到另一台驱动单与的输出齿轮上，推杆上升下降位置通过限位检测开关判断是否到位，到位后停止切换机构电机工作。
较佳的：驱动单元与箱体安装都是螺钉连接，维修拆装方便。
本发明针对现有基于超越离合器的转台双驱动单元互为备份技术方案存在的问题，提供基于可控齿轮箱2的双驱动单元互为备份技术，两个驱动单元分别连接可控齿轮箱2的两个输入轴，通过切换驱动机构3控制输出轴24上的滑动齿轮与某一输入轴上的固定安装齿轮的啮合来确定提供动力的驱动单元及动力传递路线，切换驱动机构3上安装接近开关35，对可控齿轮箱2里面的动力传递路线进行判断。
本发明结构简单实用，可快速实现系统驱动单元的切换，避免单个驱动单元故障时，影响雷达系统任务执行、提高雷达系统的运行可靠性；两个驱动单元相互独立，可在雷达转台不停转的情况下，对故障雷达转台进行更换、维修；解决传统基于超越离合器的双驱动单元备份的雷达转台，无法精确控制转台转速、无法利用驱动单元进行刹车、定位的难题。
本发明提出一种可控齿轮箱2结构，可在执行驱动单元发生故障时，快速切换至备用单元，保证雷达系统的连续执勤；可在雷达不停转的情况下对故障驱动单元进行更换、维修，实现雷达系统在驱动单元排故、维修期间的无间歇工作；切换驱动单元仅在执行驱动单元切换时通电工作，无需长时间通电，提高切换驱动单元的寿命及可靠性；具备单驱动单元的所有性能和优点，可精确控制转台转速、刹车、定位；齿轮箱具备功能可扩展性，改变输入轴齿轮与输出轴24中间可滑动齿轮27的速比，就可使齿轮箱兼具变速箱功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多驱动单元自动切换装置，其特征在于，包括末级输出齿轮、可控齿轮箱、切换驱动机构、至少两个驱动单元；所述可控齿轮箱包括箱体、输出轴、若干输入轴、可滑动齿轮、若干齿轮；所述输出轴、所述输入轴、所述可滑动齿轮、所述齿轮均设置在所述箱体内，所述齿轮和所述输入轴一一对应设置，所述驱动单元和所述输入轴一一对应设置，各所述齿轮设置位置均不相同，所述可滑动齿轮设置在所述输出轴上，且所述可滑动齿轮可沿所述输出轴移动，所述可滑动齿轮可分别与各所述齿轮啮合传动，所述末级输出齿轮设置在所述输出轴上，所述切换驱动机构与所述可滑动齿轮配合设置，通过所述切换驱动机构可调节所述可滑动齿轮在所述输出轴上的位置。
2.如权利要求1所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述箱体包括壳体、盖板、轴承端盖，所述壳体和所述盖板形成箱体主体，所述输入轴通过输入轴套、输入轴承和所述轴承端盖安装在所述箱体内，所述输入轴套和所述输入轴承均套设于所述输入轴上，所述轴套固定所述齿轮在对应所述输出轴上的位置。
3.如权利要求2所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述输出轴通过输出轴套、输出轴承设置在所述箱体内，所述输出轴套和所述输出轴承均套设于所述输出轴上，所述可滑动齿轮与所述输出轴之间通过滑动键连接。
4.如权利要求3所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述输出轴伸出所述箱体处的位置设置有旋转密封圈。
5.如权利要求3所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述盖板及所述轴承端盖安装处均涂免密封垫胶。
6.如权利要求1所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述切换驱动机构包括安装架、滑动轴、制动件、拨叉；所述滑动轴安装在所述安装架的滑槽里面，所述拨叉固定安装在所述滑动轴上，并可随所述滑动轴一起滑动；所述制动件固定安装在所述安装架下端，所述制动件与所述滑动轴连接，所述制动件带动所述滑动轴移动，所述拨叉通过所述可控齿轮箱壳体侧面的方孔伸入所述可控齿轮箱内，并卡接在所述可滑动齿轮上。
7.如权利要求6所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述制动件采用电推杆，所述电推杆伸缩带动所述滑动轴运动。
8.如权利要求6所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述安装架上安装两个接近开关，所述接近开关用于检测所述拨叉的位置。
9.如权利要求6所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述滑动轴伸出所述安装架的位置处安装滑动密封圈。
10.如权利要求1所述的多驱动单元自动切换装置，其特征在于，所述驱动单元包括电机及减速器，所述电机固定安装在所述减速器尾部，所述电机输出轴与所述减速器输入轴之间通过键连接。
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