CN112923037B - 一种适用于床椅的绳轮驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于床椅的绳轮驱动系统，包括A驱动轮、B驱动轮、肩部传动轮、连接套和长驱动轴，A驱动轮、B驱动轮分别通过轴承与长驱动轴转动连接，连接套套设在长驱动轴上，两端分别通过轴承与A驱动轮、B驱动轮转动连接；长驱动轴、A驱动轮和B驱动轮分别由各自的驱动电机驱动旋转，肩部传动轮设置在连接套外侧，并通过传动绳分别与A驱动轮、B驱动轮连接，A驱动轮、B驱动轮的反向或同向旋转，实现肩部传动轮以其中心轴自转、或者以长驱动轴为轴公转。本发明通过三个驱动电机的控制，实现肩部传动轮的自转、公转，实现多自由度输出，具有小空间内完成多自由度的传递以及实现多级减速能力，控制效率高，成本低。

Description

一种适用于床椅的绳轮驱动系统

技术领域

本发明涉及辅助家居用品的转动驱动技术领域，尤其是一种适用于床椅的绳轮驱动系统。

背景技术

目前，现有的床椅驱动系统大部分采用电缸驱动或电机连接转速器与连杆和齿轮机构传递扭矩，虽然目前国内的助老机械行业发展迅速，但在短期内单独床椅驱动组件的造价普遍过于昂贵；如果要实现多自由度的操作，这种传统的驱动及传动连接结构复杂、占用空间大，安装不便，因此造成床椅驱动结构设计的局限性很大。

发明内容

本发明提供一种适用于床椅的绳轮驱动系统，实现以最小空间传递扭矩的作用，借助绳轮机构降低转动部分转动惯量，同时保证多自由度的输出，具有通用性，并且整体实现成本降低。

本发明技术方案内容如下：

一种适用于床椅的绳轮驱动系统，包括A驱动轮、B驱动轮、肩部传动轮、连接套和长驱动轴，所述A驱动轮、B驱动轮分别通过轴承与所述长驱动轴转动连接，所述连接套套设在所述长驱动轴上，两端分别通过轴承与所述A驱动轮、B驱动轮转动连接；所述长驱动轴、A驱动轮和B驱动轮分别由各自的驱动电机驱动旋转，所述肩部传动轮设置在所述连接套外侧，并通过传动绳分别与所述A驱动轮、B驱动轮连接，A驱动轮、B驱动轮的反向或同向旋转，实现所述肩部传动轮以其中心轴自转、或者以所述长驱动轴为轴公转。

还包括与所述肩部传动轮转动连接的主输出轴、与所述主输出轴传动连接的多级减速传动杆组件，所述多级减速传动杆组件与所述长驱动轴通过传动绳连接，所述主输出轴与所述肩部传动轮通过轴承转动连接。

所述多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与所述连接套转动连接的A传动杆和B传动杆；所述长驱动轴与所述A传动杆的输入端、所述A传动杆的输出端与所述B传动杆的输入端之间分别通过一组双向缠绕的第一传动绳连接；所述B传动杆的输出端通过斜齿轮组与所述主输出轴传动连接。

A传动杆的输入端和输出端分别呈第一大径端和第一小径端，所述B传动杆的输入端和输出端分别呈第二大径端和第二小径端。

所述多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与所述连接套转动连接的A传动杆和B传动杆；所述连接套两端分别设有安装板，所述安装板中部设有供所述长驱动轴穿过的通孔，所述通孔旁设有与所述传动杆的端部转动连接的槽孔。

所述A驱动轮、B驱动轮上分别设有多个直径不同的台阶，所述肩部传动轮上也对应设有多个直径不同的台阶，所述A驱动轮上间隔的两台阶各通过一根第二传动绳，与所述肩部传动轮上对应的台阶反向缠绕连接，所述肩部传动轮其余台阶各通过一根第三传动绳与所述B驱动轮上对应的台阶反向缠绕连接。

所述A驱动轮、B驱动轮、肩部传动轮分别设有四个直径不同的传动台阶；所述A驱动轮的第一台阶通过第二传动绳A，与所述肩部传动轮对应台阶缠绕连接，所述A驱动轮的第三台阶通过第二传动绳C，与所述肩部传动轮对应台阶缠绕连接；所述第二传动绳A与所述第二传动绳C绕向相反。

所述B驱动轮的第二台阶通过第三传动绳B，与所述肩部传动轮对应台阶缠绕连接，所述B驱动轮的第四台阶通过第三传动绳D，与所述肩部传动轮对应台阶缠绕连接；所述第三传动绳B与所述第三传动绳D绕向相反。

所述长驱动轴两端分别通过轴承座与支撑座连接。

本发明的有益效果如下：

本发明通过三个驱动电机的控制，实现肩部传动轮的自转、公转，以及主输出轴的转动，实现多自由度输出，具有小空间内完成多自由度的传递以及实现多级减速能力，控制效率高。

本发明利用绳传动实现扭矩的传递，绳传动的空间自由性有利于尽可能节约占用空间，减小转动部分的转动惯量，降低整体刚度要求。利用传动轮不同半径台阶进行多级减速，用以代替减速比较小的减速器。整体成本较低。

本发明肩部传动轮和主输出轴的独立输出，方便实现床椅变换和调节使用过程中的各类需求，通用性强。

本发明传动系统结构设计合理紧凑，整体结构简单，安装便捷，极大地降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的A驱动轮、B驱动轮和肩部传动轮的连接关系结构示意图。

图3为本发明的隐去A驱动轮、B驱动轮和肩部传动轮后的连接结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图4总B-B截面剖视图。

图6为本发明的多级减速传动杆组件的连接结构示意图。

图7为本发明的安装板的结构示意图。

图中：1、主输出轴；2、肩部传动轮；3、A驱动轮；4、长驱动轴；5、支撑座；7、连接套；8、A传动杆；9、B驱动轮；10、B传动杆；11、安装板；12、斜齿轮组；13、第一传动绳；21、第二传动绳A；22、第三传动绳B；23、第二传动绳C；24、第三传动绳D；31、第一台阶；33、第三台阶；81、第一大径端；82、第一小径端；92、第二台阶；94、第四台阶；101、第二大径端；102、第二小径端。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的适用于床椅的绳轮驱动系统，包括A驱动轮3、B驱动轮9、肩部传动轮2、连接套7和长驱动轴4，A驱动轮3、B驱动轮9分别通过轴承与长驱动轴4转动连接，连接套7套设在长驱动轴4上，两端分别通过轴承与A驱动轮3、B驱动轮9转动连接；长驱动轴4、A驱动轮3和B驱动轮9分别由各自的驱动电机驱动旋转，肩部传动轮2设置在连接套7外侧，并通过传动绳分别与A驱动轮3、B驱动轮9连接，A驱动轮3、B驱动轮9的反向或同向旋转，实现所述肩部传动轮2以其中心轴自转、或者以所述长驱动轴4为轴公转。

还包括与肩部传动轮2转动连接的主输出轴1、与主输出轴1传动连接的多级减速传动杆组件，多级减速传动杆组件与长驱动轴4通过传动绳连接，主输出轴1与肩部传动轮2通过轴承转动连接。

如图3-图5所示，多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与连接套7转动连接的A传动杆8和B传动杆10；

长驱动轴4与A传动杆8的输入端、A传动杆8的输出端与B传动杆10的输入端之间分别通过一组双向缠绕的第一传动绳13连接；

B传动杆10的输出端通过斜齿轮组12与主输出轴1传动连接。

如图6所示，A传动杆8的输入端和输出端分别呈第一大径端81和第一小径端82，B传动杆10的输入端和输出端分别呈第二大径端101和第二小径端102。

多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与连接套7转动连接的A传动杆8和B传动杆10；

连接套7两端分别设有安装板11，如图7所示，安装板11中部设有供长驱动轴4穿过的通孔，通孔旁设有与传动杆的端部转动连接的槽孔。

A驱动轮3、B驱动轮9上分别设有多个直径不同的台阶，肩部传动轮2上也对应设有多个直径不同的台阶，A驱动轮3上间隔的两台阶各通过一根第二传动绳，与肩部传动轮2上对应的台阶反向缠绕连接，肩部传动轮2其余台阶各通过一根第三传动绳与B驱动轮9上对应的台阶反向缠绕连接。

作为一种实施方式，A驱动轮3、B驱动轮9、肩部传动轮2分别设有四个直径不同的传动台阶；如图2所示，A驱动轮3的第一台阶31通过第二传动绳A 21，与肩部传动轮2对应台阶缠绕连接，A驱动轮3的第三台阶33通过第二传动绳C 23，与肩部传动轮2对应台阶缠绕连接；第二传动绳A 21与第二传动绳C 23绕向相反。

具体地，第二传动绳A 21、第二传动绳C 23的一端分别固定在A驱动轮3的第一台阶31、第三台阶33上，并以为相反方向缠绕，然后再以各自的原绕向肩部传动轮2对应的台阶上(第二传动绳A 21、第二传动绳C 23的另一端分别绕向肩部传动轮2的第一级、第三级台阶)张紧缠绕并固定另外一端。

B驱动轮9的第二台阶92通过第三传动绳B 22，与肩部传动轮2对应台阶缠绕连接，B驱动轮9的第四台阶94通过第三传动绳D 24，与肩部传动轮2对应台阶缠绕连接；第三传动绳B 22与第三传动绳D 24绕向相反。

具体地，第三传动绳B 22、第三传动绳D 24的一端分别固定在，B驱动轮9的第二台阶92、第四台阶94上，并以为相反方向缠绕，然后再以各自的原绕向肩部传动轮2对应的台阶上(第三传动绳B 22、第三传动绳D 24的另一端分别绕向肩部传动轮2的第二级、第四级台阶)张紧缠绕并固定另外一端。

本发明在具体使用过程中，可利用主输出轴1和肩部传动轮2与床椅连接。

本实施例的A驱动轮3、B驱动轮9、肩部传动轮2，为床椅提供两个方向的自由度，其中A驱动轮3、B驱动轮9分别由与各自相邻的电机驱动，通过该两个电机的以相同方向同步旋转，则实现肩部传动轮2以长驱动轴4为轴公转，通过该两个电机的以相反方向同步旋转，实现肩部传动轮2以其中心轴(或即主输出轴1)自转。

具体地，肩部传动轮2公转时，连接套7、多级减速传动杆组件以及主输出轴1整体进行转动。

本实施例的长驱动轴4位于机构中心位置实现支撑效果，长驱动轴4、多级减速传动杆组件和主输出轴1，为床椅提供一个方向的自由度。长驱动轴4由与其连接的电机驱动，如图6所示，多级减速传动杆组件采用两级减速，长驱动轴4通过一组反向缠绕的第一传动绳13与A传动杆8的第一大径端81连接实现一级减速，再由第一小径端82通过一组反向缠绕的第一传动绳13与B传动杆10的第二大径端101连接实现二级减速。第二小径端102处通过斜齿轮与主输出轴1上的斜齿轮啮合传动，实现方向转换。

肩部传动轮2以其中心轴(或即主输出轴1)自转时，控制A驱动轮3、B驱动轮9按相同速度以反方向旋转，肩部传动轮2自转带动床椅转动到指定位置时，之后再控制A驱动轮3、B驱动轮9以相同速度同向旋转，使肩部传动轮2以长驱动轴4为中心公转，带动床椅(一般呈椅子状态)向前倾斜约10-15度，实现完整的驱动控制过程。

长驱动轴4由与其相连的电机驱动，再将转矩传递到主输出轴1，主输出轴1设计的较长，可与预计设计于床体正下方的可旋转的支架以绳传递等形式相连接，该支架的唯一自由度为转动，该运动可通过连杆机构传递并最终控制床架的变形功能，上述主输出轴1即可对该支架进行驱动用于提供实现床椅变形等其他功能所需要的转矩驱动力。

除了上述的控制过程，可根据床椅的使用需要进行任意调整。

具体的，使用时将床板固定于在肩部传动轮2，闲置时控制电机抱闸保证两驱动轮静止即可起支撑作用。

长驱动轴4两端分别通过轴承座与支撑座5连接。

本实施例的适用于床椅的绳轮驱动系统，通过三个驱动电机的控制，实现肩部传动轮的自转、公转，以及主输出轴的转动。控制精度高，成本低，结构设计合理简单、紧凑，极大地压缩了空间。

Claims (8)

1.一种适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，包括A驱动轮(3)、B驱动轮(9)、肩部传动轮(2)、连接套(7)和长驱动轴(4)，所述A驱动轮(3)、B驱动轮(9)分别通过轴承与所述长驱动轴(4)转动连接，所述连接套(7)套设在所述长驱动轴(4)上，两端分别通过轴承与所述A驱动轮(3)、B驱动轮(9)转动连接；

所述长驱动轴(4)、A驱动轮(3)和B驱动轮(9)分别由各自的驱动电机驱动旋转，所述肩部传动轮(2)设置在所述连接套(7)外侧，并通过传动绳分别与所述A驱动轮(3)、B驱动轮(9)连接，A驱动轮(3)、B驱动轮(9)的反向或同向旋转，实现所述肩部传动轮(2)以其中心轴自转、或者以所述长驱动轴(4)为轴公转；

还包括与所述肩部传动轮(2)转动连接的主输出轴(1)、与所述主输出轴(1)传动连接的多级减速传动杆组件，所述多级减速传动杆组件与所述长驱动轴(4)通过传动绳连接，所述主输出轴(1)与所述肩部传动轮(2)通过轴承转动连接。

2.根据权利要求1所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与所述连接套(7)转动连接的A传动杆(8)和B传动杆(10)；所述长驱动轴(4)与所述A传动杆(8)的输入端、所述A传动杆(8)的输出端与所述B传动杆(10)的输入端之间分别通过一组双向缠绕的第一传动绳(13)连接；所述B传动杆(10)的输出端通过斜齿轮组(12)与所述主输出轴(1)传动连接。

3.根据权利要求2所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，A传动杆(8)的输入端和输出端分别呈第一大径端(81)和第一小径端(82)，所述B传动杆(10)的输入端和输出端分别呈第二大径端(101)和第二小径端(102)。

4.根据权利要求1所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述多级减速传动杆组件包括至少两级传动杆，分别为两端与所述连接套(7)转动连接的A传动杆(8)和B传动杆(10)；所述连接套(7)两端分别设有安装板(11)，所述安装板(11)中部设有供所述长驱动轴(4)穿过的通孔，所述通孔旁设有与所述传动杆的端部转动连接的槽孔。

5.根据权利要求1所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述A驱动轮(3)、B驱动轮(9)上分别设有多个直径不同的台阶，所述肩部传动轮(2)上也对应设有多个直径不同的台阶，所述A驱动轮(3)上间隔的两台阶各通过一根第二传动绳，与所述肩部传动轮(2)上对应的台阶反向缠绕连接，所述肩部传动轮(2)其余台阶各通过一根第三传动绳与所述B驱动轮(9)上对应的台阶反向缠绕连接。

6.根据权利要求5所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述A驱动轮(3)、B驱动轮(9)、肩部传动轮(2)分别设有四个直径不同的传动台阶；所述A驱动轮(3)的第一台阶(31)通过第二传动绳A(21)，与所述肩部传动轮(2)对应台阶缠绕连接，所述A驱动轮(3)的第三台阶(33)通过第二传动绳C(23)，与所述肩部传动轮(2)对应台阶缠绕连接；所述第二传动绳A(21)与所述第二传动绳C(23)绕向相反。

7.根据权利要求6所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述B驱动轮(9)的第二台阶(92)通过第三传动绳B(22)，与所述肩部传动轮(2)对应台阶缠绕连接，所述B驱动轮(9)的第四台阶(94)通过第三传动绳D(24)，与所述肩部传动轮(2)对应台阶缠绕连接；所述第三传动绳B(22)与所述第三传动绳D(24)绕向相反。

8.根据权利要求1所述的适用于床椅的绳轮驱动系统，其特征在于，所述长驱动轴(4)两端分别通过轴承座与支撑座(5)连接。

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