CN113738820A

CN113738820A - 基于弹针机构的扭矩吸吐器

Info

Publication number: CN113738820A
Application number: CN202111291480.8A
Authority: CN
Inventors: 欧阳华娣
Original assignee: Hangzhou Gaoka Machinery Co ltd
Current assignee: Hangzhou Gaoka Machinery Co ltd
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2021-12-03
Also published as: CN114263715A

Abstract

本发明公开了基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：安装盘，所述安装盘的内部开设有轨道槽；转轴，安装在安装盘上，其一端贯穿安装盘；弹针组件，安装在安装盘一侧的转轴上，所述弹针组件包括安装在转轴外侧的套筒，所述套筒的内部设有套杆；还包括平衡机构，所述平衡机构安装在弹针组件的内部，所述平衡机构与套筒固定连接，所述平衡机构的一侧与套杆连接，本发明通过平衡机构将弹针处于顶部或底部所受的重力部分抵消，从而减小弹针位于顶部或底部重力对力矩吸收或释放的影响，方便平稳力矩，方便对重力的平衡。

Description

基于弹针机构的扭矩吸吐器

技术领域

本发明涉及机械节能技术领域，具体为基于弹针机构的扭矩吸吐器。

背景技术

扭矩（或转矩）传递是实现机械功传送的基本形式之一，动力、负载是扭矩传递的基本要素。通常而言，动力和负载各有自己的本征扭转特性，但它们的本征扭转特性往往并不匹配，从而产生了混合扭矩传递，并伴随着动力及负载的自身能量转换效率降低、扭震、扭转能量传递损失、装置寿命缩短和可靠性降低等多种负面效应。

现有一篇专利申请号202011235946.8，一种基于弹针机构的扭矩吸吐器，其中轨道1，其轨道面10在几何构型上具有旋转对称轴线；所述轨道面10为一变径旋转形成的柱面或其他曲面；弹针2，其包括定托20、动托21和压簧22；所述动托21和定托20的托身对头相嵌，并由所述动托21和定托20的托底夹持所述压簧22，以通过压簧22连接形成单一的移动副或兼具一定角度转动的移动副；所述动托21的托尾构成弹针2的梢部，梢部末端的弹针针梢23抵接所述轨道面10，并沿轨道面10移动，弹针针梢23几何与轨道面10几何相匹配；其中，所述轨道1和弹针2二者之一以与扭矩吸吐轴随动的方式固定在扭矩吸吐轴上，另一个固定不动；所述扭矩吸吐轴为扭矩吸吐器转动部分的，同时也是扭矩传递系统中动力和负载之间的扭矩传递轴，也就利用弹针的被压缩和放出的弹性势能将力矩吸附和释放，进而平稳力矩传递过程中，力矩的瞬间变化，保证力矩较为稳定的传递，但是，上述方案在呈竖直状态的传动件之间力矩吸吐时，由于弹针机构转动部件具备自身的重力，在转动过程中，当弹针机构位于顶部时，此时吸吐的扭矩程度较小，弹簧的部分势能用于平衡弹针机构的自身重力，当弹针机构位于底部时，此时吸吐的扭矩较大，弹簧的部分势能用于拉动弹针机构，导致力矩误差较大，不能较好的平稳力矩，不方便对重力的平衡。为此，我们提出基于弹针机构的扭矩吸吐器。

发明内容

本发明的目的在于提供基于弹针机构的扭矩吸吐器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：

安装盘，所述安装盘的内部开设有轨道槽；

转轴，安装在安装盘上，其一端贯穿安装盘；

弹针组件，安装在安装盘一侧的转轴上，所述弹针组件可在轨道槽内滑动，使得转轴的扭矩被吸收和释放，所述弹针组件包括安装在转轴外侧的套筒，所述套筒的内部设有套杆；

还包括平衡机构，所述平衡机构安装在弹针组件的内部，所述平衡机构与套筒固定连接，所述平衡机构的一侧与套杆连接。

优选的，所述套筒与转轴之间通过销钉连接，所述套杆的底部设有弹簧一，所述套杆的顶部设有轮子。

优选的，所述平衡机构包括安装在套筒内的滑板，所述滑板与弹簧一底部连接，所述套筒的内部设有齿轮，所述齿轮的一侧设有与滑板连接的齿条一，所述齿轮的另一侧设有齿条二，所述齿条二底部设有重物块，当所述套筒转动时，所述重物块在重力的作用下下降，进而使得齿条二推动齿轮转动，从而使得齿条一沿齿条二的反向移动，进而对套杆进行支撑或拉动，从而使得弹簧可将扭矩吸收或释放。

优选的，所述套筒的内部设有可限制重物块移动的限位块，通过所述限位块使得重物可在套筒内部滑动，且不可脱离套筒。

优选的，所述套杆的一侧设有磁石一，所述安装盘的顶部设有磁石二，所述安装盘的底部设有磁石三，所述磁石二与磁石一的相对面为相反磁极，所述磁石三与磁石一的相对面为相同磁极，通过套杆的转动，使得磁石一转动至磁石二时，磁石二会吸引磁石一，当所述磁石一靠近磁石三时，所述磁石一被磁石三排斥。

优选的，所述磁石二和转轴与磁石三与转轴之间均设有联动件，所述联动件可在转轴转速加快时，使得所述磁石二或磁石三向磁石一靠近，进而使得套杆的离心力减小。

优选的，所述联动件包括安装在转轴外侧的连接筒，所述连接筒的内部可滑动的连接有滑杆，所述安装盘的背面设有可使得滑杆在其内滑动的滑动环，所述滑动环的两侧均开设有通孔，所述滑动环通孔处设有顶块，所述顶块的顶部通过基座连接有弹簧二，所述顶块的一侧设有安装在安装盘上的转动板，所述顶块的一侧通过推动杆抵接在转动板的一端，所述磁石二与安装盘之间设有可使得磁石二相对安装盘伸出或缩回的伸缩杆，磁石二的一侧设有可随着转动板转动而推动磁石二移动的推杆，所述推杆插入转动板端部的凹槽内，通过滑杆的离心力，使得滑杆抵接在顶块的一侧，顶块推动转动板转动，进而使得磁石二或磁石三靠近磁石一。

优选的，所述滑杆与弹针组件和安装盘呈对称分布，进而使得弹针组件在运动至安装盘的顶部或底部时，同时滑杆也推动磁石二或磁石三靠近磁石一。

优选的，所述滑杆的端部呈圆弧状，所述推杆的端部呈大于凹槽宽度的半球状，使得推杆可被转动板推动或拉回。

本发明至少具备以下有益效果：

通过平衡机构在弹针组件转动时，将弹针组件的重力支撑或拉回，相对于现有技术中，上述方案在呈竖直状态的传动件之间力矩吸吐时，由于弹针机转动部件具备自身的重力，在转动过程中，当弹针组件位于顶部时，此时吸吐的扭矩程度较小，弹簧的部分势能用于平衡弹针组件的自身重力，当弹针组件位于底部时，此时吸吐的扭矩较大，弹簧的部分势能用于拉动弹针组件，导致力矩误差较大，不能较好的平稳力矩，不方便对重力的平衡，本发明通过平衡机构将弹针处于顶部或底部所受的重力部分抵消，从而减小弹针位于顶部或底部重力对力矩吸收或释放的影响，方便平稳力矩，方便对重力的平衡。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明弹针组件局部剖视图；

图3为本发明局部主视图；

图4为本发明背视图；

图5为图4中A区域放大图；

图6为本发明背视局部剖视图。

图中：1-安装盘；2-轨道槽；3-转轴；4-弹针组件；41-套筒；42-销钉；43-套杆；44-弹簧一；45-轮子；5-平衡机构；51-滑板；52-齿轮；53-齿条一；54-齿条二；55-重物块；56-限位块；6-磁石一；7-磁石二；8-磁石三；9-联动件；90-推杆；91-连接筒；92-滑杆；93-滑动环；94-顶块；95-基座；96-转动板；97-弹簧二；98-推动杆；99-伸缩杆。

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1-6，本发明提供一种技术方案：基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：

安装盘1，所述安装盘1的内部开设有轨道槽2；

转轴3，安装在安装盘1上，其一端贯穿安装盘1，安装盘1与转轴3转动连接，安装盘1安装在设备外壳上；

弹针组件4，安装在安装盘1一侧的转轴3上，所述弹针组件4可在轨道槽2内滑动，使得转轴3的扭矩被吸收和释放，弹针组件4在转动时将转轴3瞬间变化的扭矩吸收或释放，进而使得转轴3较为平稳的切换；

平衡机构5，安装在弹针组件4的内部，通过所述平衡机构5在弹针组件4转动至竖直位置后，所述平衡机构5的运动使得弹针组件4弹出部分的重力支撑或拉回，进而使得弹针组件4可将转轴3的扭矩吸收或释放，平衡机构5可将弹针组件4呈竖直方向转动时的重力局部抵消，从而方便弹针组件4较为平稳的吸收和释放，方便弹针组件4的工作。

所述弹针组件4包括安装在转轴3外侧的套筒41，所述套筒41与转轴3之间通过销钉42连接，套筒41与转轴3之间通过销钉42固定连接，所述套筒41的内部设有套杆43，套杆43与套筒41滑动连接，所述套杆43的底部设有弹簧一44，所述套杆43的顶部设有轮子45，轮子45与套杆43的顶部转动连接，通过转轴3推动所述套筒41转动，使得套杆43顶部的轮子45在轨道内运动，进而使得弹簧一44压缩或弹出，使得扭矩被弹簧一44吸收或释放，更加方便转轴3切换时稳定的转动，方便转轴3的使用。

所述平衡机构5包括安装在套筒41内的滑板51，滑板51与套筒41滑动连接，所述滑板51与弹簧一44底部连接，滑板51与弹簧一44固定连接，弹簧一44与套杆43固定连接，所述套筒41的内部设有齿轮52，齿轮52与套筒41内壁转动连接，所述齿轮52的一侧设有与滑板51连接的齿条一53，齿条一53与滑板51固定连接，齿条一53与齿轮52啮合，齿条一53与套筒41内壁滑动连接，所述齿轮52的另一侧设有齿条二54，齿条二54与齿轮52啮合，齿条二54与套筒41滑动连接，所述齿条二54底部设有重物块55，重物块55与齿条二54固定连接，重物块55为铅块，重物块55与套筒41内壁滑动连接，当所述套筒41转动时，所述重物块55在重力的作用下下降，进而使得齿条二54推动齿轮52转动，从而使得齿条一53沿齿条二54的反向移动，进而对套杆43进行支撑或拉动，从而使得弹簧一44可将扭矩吸收或释放，当弹针组件4转动至安装盘1上部时，滑杆92受到重力作用下压缩弹簧一44，此时重物块55在重力的作用下下降，重物块55推动齿条二54在齿轮52侧面移动，齿轮52转动，齿轮52推动齿条一53顶出，此时，滑板51上升，弹簧一44收到底部的支撑，支撑力抵消部分套杆43的重力，进而方便弹簧一44对扭矩的吸收，在套杆43转动至安装盘1下半部时，套杆43在重力的作用下下降，此时，重物块55也在重力的作用下下降，同时重物推动齿条二54下降，齿条二54在下降时带动齿轮52转动，齿轮52推动齿条一53上升，滑板51被上拉，进而方便抵消部分套杆43的重力，方便扭矩的吸收或释放。

所述套筒41的内部设有可限制重物块55移动的限位块56，限位块56与套筒41固定连接，通过所述限位块56使得重物块可在套筒41内部滑动，且不可脱离套筒41，方便重物块55的使用。

所述套杆43的一侧设有磁石一6，磁石一6与套杆43固定连接，所述安装盘1的顶部设有磁石二7，所述安装盘1的底部设有磁石三8，所述磁石二7与磁石一6的相对面为相反磁极，所述磁石三8与磁石一6的相对面为相同磁极，通过套杆43的转动，使得磁石一6转动至磁石二7时，磁石二7会吸引磁石一6，当所述磁石一6靠近磁石三8时，所述磁石一6被磁石三8排斥，通过磁石二7对磁石一6的吸引从而减小套杆43受到自身的重力，通过磁石三8对磁石一6的排斥，从而减小套杆43受到自身的重力。

所述磁石二7与转轴3、磁石三8与转轴3之间均设有联动件9，所述联动件9可在转轴3转速加快时，使得所述磁石二7或磁石三8向磁石一6靠近，进而使得套杆43的离心力减小，从而在转轴3加速转动时，离心力增大，此时磁石二7和对磁石三8分别向磁石一6靠近，进而增大之间的磁场力，方便抵消部分套杆43的离心力，方便弹针装置对力矩的吸收和释放。

所述联动件9包括安装在转轴3外侧的连接筒91，连接筒91与转轴3固定连接，所述连接筒91的内部可滑动的连接有滑杆92，滑杆92与连接筒91滑动连接，所述安装盘1的背面设有可使得滑杆92在其内滑动的滑动环93，滑动环93与安装盘1固定连接，所述滑动环93的两侧均开设有通孔，所述滑动环93通孔处设有顶块94，顶块94在滑动环93的通孔位置滑动，所述顶块94的顶部通过基座95连接有弹簧二97，基座95与安装盘1固定连接，弹簧二97的两端分别与基座95和顶块94固定连接，所述顶块94的一侧设有安装在安装盘1上转动板96，转动板96通过连接轴在安装盘1的一侧转动，所述顶块94的一侧通过推动杆98抵接在转动板96的一端，推动杆98与顶块94固定连接，推动杆98的端部抵接在转动板96的一侧，所述磁石二7与安装盘1之间设有可使得磁石二7相对安装盘1伸出或缩回的伸缩杆99，伸缩杆99包括导柱和导套，导柱的截面呈矩形，从而磁石二7可较为稳定沿着伸缩杆99滑动，所述磁石二7的一侧设有可随着转动板96转动而推动磁石二7移动的推杆90，推杆90与磁石二7固定连接，所述推杆90插入转动板96端部的凹槽内，推杆90与转动板96的凹槽滑动连接，通过滑杆92的离心力，使得滑杆92抵接在顶块94的一侧，顶块94推动转动板96转动，进而使得磁石二7或磁石三8靠近磁石一6，在转轴3加速转动时，此时转轴3带动连接筒91转动，连接筒91内的滑杆92的离心力加大，滑杆92的离心力推动顶块94向安装盘1轴线向外推出，此时滑杆92作用在顶块94的作用力加大，顶块94被顶出，弹簧二97被压缩，顶块94推动推动杆98向转动板96位置处移动，推动转动板96转动，进而转动板96通过凹槽推动推杆90移动，推杆90带动磁石二7或磁石三8向磁石一6位置靠近，进而抵消部分套杆43的离心力，从而更加方便弹针组件4较为稳定的吸收和释放力矩。

所述滑杆92与弹针组件4和安装盘1呈对称分布，进而使得弹针组件4在运动至安装盘1的顶部或底部时，同时滑杆92也推动磁石二7或磁石三8靠近磁石一6，同步的靠近或远离，方便套杆43的离心力被部分抵消。

所述滑杆92的端部呈圆弧状，减小滑杆92与滑动环93的摩擦力，减小转轴3能量损失，所述推杆90的端部呈大于凹槽宽度的半球状，使得推杆90可被转动板96推动或拉回，更加方便推杆90被转动板96的推动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

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

1.基于弹针机构的扭矩吸吐器，包括：

安装盘（1），所述安装盘（1）的内部开设有轨道槽（2）；

转轴（3），安装在安装盘（1）上，其一端贯穿安装盘（1）；

弹针组件（4），安装在安装盘（1）一侧的转轴（3）上，所述弹针组件（4）可在轨道槽（2）内滑动，所述弹针组件（4）包括安装在转轴（3）外侧的套筒（41），所述套筒（41）的内部设有套杆（43）；

其特征在于：

还包括平衡机构（5），所述平衡机构（5）安装在弹针组件（4）的内部，所述平衡机构（5）与套筒（41）固定连接，所述平衡机构（5）的一侧与套杆（43）连接；

所述套筒（41）与转轴（3）之间通过销钉（42）连接，所述套杆（43）的底部设有弹簧一（44），所述套杆（43）的顶部设有轮子（45）；

所述套杆（43）的一侧设有磁石一（6），所述安装盘（1）的顶部设有磁石二（7），所述安装盘（1）的底部设有磁石三（8），所述磁石二（7）与磁石一（6）的相对面为相反磁极，所述磁石三（8）与磁石一（6）的相对面相同磁极；

所述磁石二（7）和转轴（3）与磁石三（8）与转轴（3）之间均设有联动件（9）；

所述联动件（9）包括安装在转轴（3）外侧的连接筒（91），所述连接筒（91）的内部可滑动的连接有滑杆（92），所述安装盘（1）的背面设有可使得滑杆（92）在其内滑动的滑动环（93），所述滑动环（93）的两侧均开设有通孔，所述滑动环（93）位置通孔处设有顶块（94），所述顶块（94）的顶部通过基座（95）连接有弹簧二（97），所述顶块（94）的一侧设有安装在安装盘（1）上转动板（96），所述顶块（94）的一侧通过推动杆（98）抵接在转动板（96）的一端，所述磁石二（7）与安装盘（1）之间设有可使得磁石二（7）相对安装盘（1）伸出或缩回的伸缩杆（99），所述磁石二（7）的一侧设有可随着转动板（96）转动二推动磁石二（7）移动的推杆（90），所述推杆（90）插入转动板（96）端部的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的基于弹针机构的扭矩吸吐器，其特征在于：所述平衡机构（5）包括安装在套筒（41）内的滑板（51），所述滑板（51）与弹簧一（44）底部连接，所述套筒（41）的内部设有齿轮（52），所述齿轮（52）的一侧设有与滑板（51）连接的齿条一（53），所述齿轮（52）的另一侧设有齿条二（54），所述齿条二（54）底部设有重物块（55）。

3.根据权利要求2所述的基于弹针机构的扭矩吸吐器，其特征在于：所述套筒（41）的内部设有可限制重物块（55）移动的限位块（56）。

4.根据权利要求1所述的基于弹针机构的扭矩吸吐器，其特征在于：所述滑杆（92）与弹针组件（4）管与安装盘（1）呈对称分布。

5.根据权利要求1所述的基于弹针机构的扭矩吸吐器，其特征在于：所述滑杆（92）的端部呈圆弧状，所述推杆（90）的端部呈大于凹槽宽度的半球状。