CN114183478B - 一种机械传动离合装置及驱动传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械传动离合装置，包括：输出轴，用于动力传输；滚子；离合器座，同轴套设于所述输出轴外，并与所述输出轴之间形成所述滚子的滚动通道；在所述滚动通道内设有限位组件将所述滚动通道分为滚子限位空间和滚子活动空间，所述限位组件包括固定限位端和弹性限位端；离合件，用于克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。本发明具备机械中断离合功能，相比摩擦类离合器，设计离合器结构紧凑小巧，操作简单方便；相比齿轮类离合器，可以实现零回程离合切换，且在中断与连接的切换过程中，不存在啮合撞击噪音。

Description

一种机械传动离合装置及驱动传动机构

技术领域

本发明涉及机械结构领域，尤其涉及一种机械传动离合装置及驱动传动机构。

背景技术

离合器主要是用于设备传动过程中对传动进行中断和连接的一个装置。现有技术主流的离合器主要有电磁、摩擦、齿形离合器等，其中单纯机械的离合器主要有摩擦和齿形离合器。

现有摩擦离合器主要存在磨损寿命和体积尺寸较大等缺点；而齿形离合器由于啮合有一定的啮合角度，传动过程存在空行程和金属撞击的声响，医用设备在使用过程希望噪音异响要小，避免影响手术的进行。

发明内容

发明目的：针对现有问题，本发明提供了一种机械传动离合装置及驱动传动机构，可以实现机械传动的中断与连接作用，同时不存在离合过程中的空行程和撞击异响等问题，同时体积紧凑，非常适合结构紧凑类医疗设备的应用。

技术方案：一种机械传动离合装置，包括：

输出轴，用于动力传输；

滚子；

离合器座，同轴套设于所述输出轴外，并与所述输出轴之间形成所述滚子的滚动通道；

在所述滚动通道内设有限位组件将所述滚动通道分为滚子限位空间和滚子活动空间，所述限位组件包括固定限位端和弹性限位端；

离合件，用于克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

所述固定限位端为设置于所述离合器座上沿径向向内延伸的凸起。

在所述离合器座端面上沿周向上设置有至少两离合块，每一所述离合块内壁中部沿径向向内延伸形成所述凸起。

所述弹性限位端为套设在所述离合块上的离合弹性片，所述离合弹性片的两端均设置于所述滚动通道内，且在自然状态下其两端分别将所述滚子限制于所述滚子限位空间内形成离合滚子对。

各所述离合块的外侧壁位于同一圆周上，其两端向内倾斜；对应地，所述离合弹性片设计为中部对应的弧形段及其两端的夹持段，所述夹持段设置于所述滚动通道内，且在自然状态下分别将所述滚子限制于所述滚子限位空间内。

在每一所述离合块两侧均设有用于限制所述离合弹性片形变时其两端位置的限制块。

每两个所述离合块之间设有一用于限制所述离合弹性片形变时其两端位置的限制块。

在所述离合器座外还套设有用于限制所述离合弹性片径向弹出的限位环。

所述离合块为三个，且沿周向均匀间隔设置于所述离合器座的端面上。

在所述离合器座上位于所述离合块端面处设有用以限制所述滚子轴向脱出的离合垫片。

所述离合件为拨叉，所述拨叉设有与所述限位处对应位置处沿轴向延伸形成的拨叉杆。

所述拨叉杆的末端设计为锥形结构。

在所述离合器座上设有若干导向销，在所述拨叉上设有与其对应的导向孔，所述拨叉通过其导向孔与所述导向销配合。

还包括控制件，所述控制件控制所述拨叉轴向运动，克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

所述控制件包括相对所述拨叉转动的固定件、与所述固定件固定连接的拨杆及与所述拨杆配合的配合轮，所述配合轮与所述拨杆相对的端面设计为螺旋面或倾斜平面，且在所述机械传动离合装置处于锁定状态时，所述配合轮内端面与所述拨杆接触；在所述机械传动离合装置处于解锁状态时，所述配合轮外端面与所述拨杆接触。

所述滚子采用直径小于或等于滚动通道的滚柱或滚珠。

一种应用前述机械传动离合装置的驱动传动机构，包括驱动电机、传动组件及所述机械传动离合装置；所述机械传动离合装置的所述离合器座固定连接有转接件，所述输出轴通过转轴设置于所述转接件内并与所述驱动电机通过传动组件连接。

还包括控制组件，所述控制组件通过传动件与所述机械传动离合装置的所述离合件配合连接，以带动所述离合件克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

所述控制组件为旋钮轴及与所述旋钮轴固连的旋钮；所述传动件为相互啮合的齿轮，其中之一与所述离合件配合连接，另一与所述旋钮轴固连。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1. 本发明具备机械中断离合功能，相比摩擦类离合器，设计离合器结构紧凑小巧，操作简单方便，可靠性高；

2. 本发明相比齿轮类离合器，可以实现零回程（或者无级）离合切换，且在中断与连接的切换过程中，不存在啮合撞击噪音。

附图说明

图1为本发明的机械传动离合装置的组装图；

图2为本发明的机械传动离合装置的爆炸图；

图3为本发明的离合器座的结构示意图；

图4为本发明的离合弹性片的结构示意图；

图5为本发明的拨叉的结构示意图；

图6为本发明中拨叉插入到滚子的示意图；

图7为本发明的机械传动离合装置处于解锁状态下的示意图，其中，图7（a）为侧视图，图7（a）为剖视图；

图8为本发明的机械传动离合装置处于锁定状态下的示意图，其中，图8（a）为侧视图，图8（a）为剖视图；

图9为安装本发明的机械传动离合装置的驱动传动模块的总装图。

图中，1为机械传动离合装置，2为驱动电机总成，3为传动组件，4为控制组件，5为输出组件，6为固定架；

11为输出轴，12为转接件，13为离合器座，14为拨叉，15为固定环，16为C形环，17为拨杆，18为配合轮，19为从动齿轮；

121为安装法兰，122为轴承；

131为离合块，132，限制块，133为导向销，134为离合弹性片，135为限位环，136为滚子，137为离合垫片，138为弹簧；

1311为凸起，1312为锁定槽，1313为自由槽；

141为法兰，142为拨叉杆；

1341为弧形段，1342为夹持段；

41为驱动齿轮，42为旋钮轴，43为旋钮，44为限制件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

图1为本发明的机械传动离合装置的组装图，如图1所示，本发明的机械传动离合装置1包括中空转接件12、穿设于转接件12内并与驱动传动模块传动连接的输出轴11、与转接件12固定连接的离合器座13、与离合器座13配合实现离合的拨叉14、与拨叉14相对转动连接的固定环15、固定安装于固定环15上的拨杆17、与拨杆17配合实现轴向运动的配合轮18及与配合轮18固定连接的从动齿轮19，离合器座13、拨叉14、固定环15、配合轮18及从动齿轮19均为中空结构，且均套设于输出轴11外。

其中，转接件12上设有中空的安装法兰121，输出轴11通过轴承122穿设于安装法兰121的中空结构内，并与驱动传动模块传动连接。

如图2、3所示，离合器座13通过螺栓与转接件12的安装法兰121固定连接，更具体地，离合器座13通过其自身法兰与转接件12的安装法兰121通过螺栓固定连接；输出轴11同轴穿设于离合器座13的中空结构内，且与其侧壁之间形成滚子136的滚动通道；在离合器座13端面上沿周向上设置有至少两个离合块131，每一离合块131内壁中部沿径向向内延伸形成有凸起1311，且该凸起1311与输出轴11轴壁之间的距离小于滚子136的直径，从而使得该凸起1311两侧的滚动通道形成锁定槽1312，而且滚动通道的其他位置则为自由槽1313；在每一锁定槽1312内均设有一直径小于或等于滚动通道宽度的滚子136；在每一离合块131外均套设有一离合弹性片134，且该离合弹性片134的两端均设置于滚动通道内，且在自然状态下其两端分别将滚子136限制于锁定槽1312内，从而形成离合滚子对。

本发明中，各离合块131外侧壁位于同一圆周上，其两端向内倾斜，对应地，如图4所示，离合弹性片134设计为中部对应的弧形段1341及其两端的夹持段1342，弧形段1341与离合块131的外侧壁贴合，夹持段1342伸入滚动通道内，且在自然状态下分别将滚子136限制于锁定槽1312内，从而形成离合滚子对。

本发明中，离合弹性片134也可采用其他弹性体元件替代，如圆柱弹簧或者弹性钢丝替换。

本发明中，在离合座13上每两个离合块131之间设有一限制块132，用于限制离合弹性片134形变时夹持段1342的位置从而限制形变范围。

进一步地，在在离合座13上每一离合块131两侧均设有限制块132。

更进一步地，限位块132的外侧与离合块131的外侧壁位于同一圆周上，其两端向内倾斜。

本发明中，离合块131为三个，且沿周向均匀间隔设置于离合器座13的端面上。

在每一离合块131上均固定有一轴向的导向销133，在离合器座13上位于离合块131端面处设有离合垫片137，用以限制滚子136轴向脱出；更具体地，可以将离合垫片137上开设与导向销133对应的孔，通过其孔与穿过导向销133，并安装至离合块131端面；本发明中，也可以将导向销133均匀间隔固定安装于离合器座13的法兰上。

在离合器座13外还套设有限位环135，以限制离合弹性片134，防止其径向弹出。

本发明中，滚子136采用滚柱，也可以采用滚珠。

如图2、4所示，拨叉14包括法兰141及在法兰141周向上与前述离合滚子对中间位置的对应位置处沿轴向延伸形成的拨叉杆142，拨叉杆142数量与离合块131的数量对应，且该拨叉杆142的末端设计为锥形结构。在拨叉14的法兰141上与导向销133对应位置处开设有导向孔，拨叉14通过其法兰141上的导向孔与导向销133配合安装，且在拨叉14的法兰141端面与离合器座13的法兰端面之间设有套设于限位环135外的弹簧138，且该弹簧138在自然状态下时拨叉14的拨叉杆142正好完全离开前述离合滚子对中间位置，如图6所示，此时离合弹性片134向内挤压滚子136，使得两滚子136均处于锁定槽1312内，不管往哪个方向旋转，两滚子136中均会有会一个与离合块131的凸起1311接触，并被其遮挡，从而限制其运动，进而实现锁定。而一般本发明的机械传动离合装置处于解锁状态，那么此时弹簧是处于压缩状态，对应的拨叉14的拨叉杆142插入前述离合滚子对中间位置，进而克服离合弹性片134的弹力将滚子136推入自由槽1313内。

如图2所示，在拨叉14的法兰141外套设有由两C形环16配合形成的环形槽内，且可相对于该环形槽内转动；两C形环16分别通过螺栓固定于固定环15上；拨杆17固定安装于固定环15上，且沿径向向外延伸处固定环15的外臂；配合轮18与拨杆17相对的端面设计为螺旋面或倾斜平面，且在弹簧138处于自然状态下时，也即机械传动离合装置处于锁定状态时，配合轮18内端面与拨杆17接触，如图8所示；而当机械传动离合装置处于解锁状态时，配合轮18外端面与拨杆17接触，如图7所示。

图9是驱动传动模块总装图，如图9所示，本发明的离合装置1安装于驱动传动模块上，驱动传动模块包括驱动电机总成2、前述离合装置1、设置于前述离合装置1与驱动电机总成2之间用于传递驱动电机总成2至前述离合装置1的传动组件3、用于控制前述离合装置1的控制组件4、前述离合装置1的输出轴11配合连接的输出组件5与及固定架6，前述离合装置1、控制组件4及输出组件5均固定安装于固定支架6上；其中，传动组件3采用常规齿轮啮合配合，在此不再赘述；控制组件4包括与前述离合装置1的从动齿轮19啮合的驱动齿轮41、与驱动齿轮41固定连接的旋钮轴42、固定于旋钮轴42末端用于旋转旋钮轴42的旋钮43及用于限制前述离合装置1的拨杆17转动的限制件44；驱动齿轮41固定于固定支架6上，限制件44固定于固定支架6上，具体为两根平行于前述离合装置1轴向固定的刚性限制杆，且二者之间的距离与前述离合装置1的拨杆17的宽度一致；在前述离合装置1安装时，其拨杆17设置于两根限制杆之间，并在离合装置1旋转时限制拨杆17的旋转。输出组件5采用同步带轮，该同步带轮一端的带轮与前述离合装置1的输出轴11固定连接，另一端的带轮用于连接负载端。驱动传动模块通过其驱动电机总成2提供动力，通过传动组件3转矩传递至前述离合装置1的转接件12内的输出轴11将转矩输出，此时旋钮43反向扭至极限位置，此时前述离合装置1的配合轮18在弹簧的作用下向着离合器座13运动，从而使得前述离合装置1上的拨叉14插入前述离合装置1的离合器座13中设置的成对滚子136之间，从而将每对滚子136分开，并将其推至离合器座13内设置的自由槽1313内，此时输出轴11与离合器座13分离，输出轴11可自由转动；在需要中断传动时，通过正向旋动旋钮44，此时前述离合装置1的配合轮18在转动过程中通过与拨杆17的配合背向着离合器座13运动，从而使得前述机械传动离合装置1上的拨叉14离开前述机械传动离合装置1的离合器座13，从而使得每对滚子136在离合弹性片134的弹性作用下向内汇聚，运动至离合器座13内设置的锁定槽1312内，此时输出轴11与离合器座13之间均与滚子136接触，且每对滚子136均被限制于锁定槽1312内，无法运动，从而实现输出轴11与离合器座13之间转动限制。

在本发明中，限制件45也可以设计为固定于固定支架45上且套设于前述离合装置1的拨杆17外的结构。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换（如数量、形状、位置等），这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种机械传动离合装置，其特征在于：包括：

输出轴，用于动力传输；

滚子；

离合器座，同轴套设于所述输出轴外，并与所述输出轴之间形成所述滚子的滚动通道；

在所述离合器座端面上沿周向上设置有至少两离合块；

在所述滚动通道内设有限位组件将所述滚动通道分为滚子限位空间和滚子活动空间，所述限位组件包括固定限位端和弹性限位端；

所述固定限位端为设置于每一所述离合块内壁中部沿径向向内延伸形成的凸起，所述弹性限位端为套设在所述离合块上的离合弹性片，所述离合弹性片的两端均设置于所述滚动通道内，且在自然状态下其两端分别将所述滚子限制于所述滚子限位空间内形成离合滚子对；

离合件，用于克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

2.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：各所述离合块的外侧壁位于同一圆周上，其两端向内倾斜；对应地，所述离合弹性片设计为中部对应的弧形段及其两端的夹持段，所述夹持段设置于所述滚动通道内，且在自然状态下分别将所述滚子限制于所述滚子限位空间内。

3.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：在每一所述离合块两侧均设有用于限制所述离合弹性片形变时其两端位置的限制块。

4.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：每两个所述离合块之间设有一用于限制所述离合弹性片形变时其两端位置的限制块。

5.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：在所述离合器座外还套设有用于限制所述离合弹性片径向弹出的限位环。

6.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：所述离合块为三个，且沿周向均匀间隔设置于所述离合器座的端面上。

7.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：在所述离合器座上位于所述离合块端面处设有用以限制所述滚子轴向脱出的离合垫片。

8.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：所述离合件为拨叉，所述拨叉设有与所述限位处对应位置处沿轴向延伸形成的拨叉杆。

9.根据权利要求8所述的机械传动离合装置，其特征在于：所述拨叉杆的末端设计为锥形结构。

10.根据权利要求8所述的机械传动离合装置，其特征在于：在所述离合器座上设有若干导向销，在所述拨叉上设有与其对应的导向孔，所述拨叉通过其导向孔与所述导向销配合。

11.根据权利要求8所述的机械传动离合装置，其特征在于：还包括控制件，所述控制件控制所述拨叉轴向运动，克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

12.根据权利要求11所述的机械传动离合装置，其特征在于：所述控制件包括相对所述拨叉转动的固定件、与所述固定件固定连接的拨杆及与所述拨杆配合的配合轮，所述配合轮与所述拨杆相对的端面设计为螺旋面或倾斜平面，且在所述机械传动离合装置处于锁定状态时，所述配合轮内端面与所述拨杆接触；在所述机械传动离合装置处于解锁状态时，所述配合轮外端面与所述拨杆接触。

13.根据权利要求1所述的机械传动离合装置，其特征在于：所述滚子采用直径小于或等于滚动通道的滚柱或滚珠。

14.一种应用权利要求1~13任一所述的机械传动离合装置的驱动传动机构，其特征在于：包括驱动电机、传动组件及所述机械传动离合装置；所述机械传动离合装置的所述离合器座固定连接有转接件，所述输出轴通过转轴设置于所述转接件内并与所述驱动电机通过传动组件连接。

15.根据权利要求14所述的驱动传动机构，其特征在于：还包括控制组件，所述控制组件通过传动件与所述机械传动离合装置的所述离合件配合连接，以带动所述离合件克服所述弹性限位端的阻力将所述滚子从所述滚子限位空间推入所述滚子活动空间。

16.根据权利要求15所述的驱动传动机构，其特征在于：所述控制组件为旋钮轴及与所述旋钮轴固连的旋钮；所述传动件为相互啮合的齿轮，其中之一与所述离合件配合连接，另一与所述旋钮轴固连。