CN114526294A - 一种分度式单向传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分度式单向传动装置，包括壳体、第一转轴件、第二转轴件和至少一个单向锁定组件，第一转轴件和第二转轴件依次同轴转动连接于壳体内；第一转轴件和第二转轴件上分别设有相互配合的传动部和传动配合部、同时两者的圆周外壁上分别向外凸出设有活舌和锁舌；单向锁定组件以第一转轴件的转轴为中心圆周布置且沿其径向滑动连接于壳体内，单向锁定组件的两侧分别为滑动部和锁定部，滑动部滑动连接于第一转轴件的圆周外壁以及活舌的外壁，锁定部位于第二转轴件圆周外壁的上方且位于锁舌的转动路径上，且单向锁定组件包括设置在其与壳体之间的弹性件；该单向传动装置可有效减小输入和输出端的回差。

Description

一种分度式单向传动装置

技术领域

本发明属于传动机械技术领域，尤其涉及一种分度式单向传动装置。

背景技术

单向传动装置是对机构输入和输出两方向运动传递的广义定义，具体包括输入端正向转动，或反向转动，输出端保持同一方向转动的单向传动装置，以及输入端转动，输出端随之转动，输入端反向转动，输出端保持不动的单向传动装置。

公开号为CN202901197U的专利提供了一种正反传动中的单向传动装置，包括电机、主机墙板、五个带轮、两根传动带、两个支座和一根传动轴，所述电机支座与张紧支座均固定于主机墙板上，电机输出轴上有带轮，两根传动带分别绕过五个带轮和张紧带轮，支座之间装有一根传动轴，传动轴上装有三个带轮，张紧支座上有一张紧带轮；传动带穿过带轮及张紧带轮；传动带穿过带轮，带轮装于工作轴上；带轮里面分别装有单向轴承。其通过带轮组合的方式实现输入端不论是正转还是反转，输出端均保持同一方向转动。

输入端转动，输出端随之转动，输入端反向转动，输出端保持不动的单向传动装置包括单向轴承等，公开号为CN102506095A的一种单向传动结构及单向传动方法一改传统单向轴承刚性连接的结构，采用柔性连接的方式传递单向运动，在降低机构磨损方面有所增益，机理仍然是输入端反向转动不被传递的单向传动形式。

对于输入端正向转动和反向转动，输出端能随动保持，但输出端反向传动输入端不随动的单向传递运动形式，输入和输出端存在较大回差，且回差不可灵活调整。随着需求的提高，保证单向传递运动关系的同时又减少装置回差，提高传动精度方面，亟需有效的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种分度式单向传动装置，该单向传动装置可有效减小输入和输出端的回差。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种分度式单向传动装置，包括壳体、第一转轴件、第二转轴件和至少一个单向锁定组件，所述第一转轴件和所述第二转轴件依次同轴转动连接于所述壳体内；

所述第一转轴件和所述第二转轴件上分别设有相互配合的传动部和传动配合部、同时两者的圆周外壁上分别向外凸出设有活舌和锁舌，所述传动部可随着所述第一转轴件的转动在所述传动配合部上相对其转动，且转动至极限行程位时可带动所述传动配合部和所述第二转轴件转动；

所述单向锁定组件以所述第一转轴件的转轴为中心圆周布置且沿其径向滑动连接于所述壳体内，所述单向锁定组件的两侧分别为滑动部和锁定部，所述滑动部滑动连接于所述第一转轴件的圆周外壁以及所述活舌的外壁，所述锁定部位于所述第二转轴件圆周外壁的上方且位于所述锁舌的转动路径上，且所述单向锁定组件包括设置在其与所述壳体之间的弹性件；

所述第一转轴件主动转动时，带动所述活舌转动至所述滑动部上，所述活舌推动所述单向锁定组件克服所述弹性件的弹性力远离所述第一转轴件和所述第二转轴件滑动，以带动所述锁定部移动至所述锁舌的转动路径外；同时所述传动部被带动至在所述传动配合部上相对转动至极限行程位，以带动所述第二转轴件转动；

所述第二转轴件主动转动时，带动所述锁舌转动至抵靠于所述锁定部，所述锁舌被阻挡而使所述第二转轴件卡死。

根据本发明一实施例，所述单向锁定组件包括沿所述第一转轴件的径向滑动连接于所述壳体的滑动件，所述弹性件呈压缩状态设置在所述滑动件远离所述第一转轴件和所述第二转轴件的一端，且两头分别连接所述滑动件和所述壳体；

所述滑动部包括顶杆和滚轮，所述顶杆连接于所述滑动件朝向所述第一转轴件的一端，所述滚轮连接于所述顶杆的末端且设于所述第一转轴件的圆周外壁和所述活舌的外壁上；

所述锁定部包括挡杆，所述挡杆连接于所述滑动件朝向所述第二转轴件的一端，所述挡杆的末端位于所述第二转轴件圆周外壁的上方且位于所述锁舌的转动路径上。

根据本发明一实施例，所述传动部和传动配合部分别为设置在所述第一转轴件和所述第二转轴件相邻端端面的圆弧槽和圆弧凸台，所述圆弧槽和所述圆弧凸台均以所述第一转轴件的转轴为中心且半径相等，所述圆弧凸台设于所述圆弧槽内且其弧长小于所述圆弧槽。

根据本发明一实施例，所述活舌为弧形凸起。

根据本发明一实施例，所述单向锁定组件圆周均布设置。

根据本发明一实施例，所述第一转轴件和所述第二转轴件均通过轴承转动连接于所述壳体。

根据本发明一实施例，所述弹性件为压簧。

根据本发明一实施例，还包括固连于所述壳体内的限位柱，所述限位柱朝向所述滑动件设置，所述滑动件在对应所述限位柱的位置设有让位孔，所述压簧套设于所述限位柱。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明设置第一转轴件、第二转轴件和至少一个单向锁定组件，实现了第一转轴件和第二转轴件之间的单向传动，当第一转轴件主动转动时，可带动第二转轴件转动，而当第二转轴件主动转动时，其不可带动第一转轴件转动。

本发明将单向锁定组件以第一转轴件的转轴为中心圆周布置，实现了分度式的设置，可通过灵活调整单向锁定组件的数量，调整分度大小，以满足对第一转轴件和第二转轴件不同的回差需求。且单向锁定组件的数量越多，第一转轴件和第二转轴件的回差越小，可通过设置多个单向锁定组件实现第一转轴件和第二转轴件的高精度传动。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本发明的整体示意图；

图2为本发明第一转轴件和第二转轴件连接示意图；

图3为本发明第一转轴件示意图；

图4为本发明第二转轴件示意图；

图5为本发明工作原理图；

图6为图1的局部放大图。

附图标记说明：

1：壳体；2：第一转轴件；3：第二转轴件；4：单向锁定组件；5：活舌；6：锁舌；7：圆弧槽；8：圆弧凸台；9：轴承；10：挡圈；11：限位柱；12：让位孔；13：滑动件；14：顶杆；15：滚轮；16：挡杆；17：压簧。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

参看图1至6，本发明的核心是提供一种分度式单向传动装置，包括壳体1、第一转轴件2、第二转轴件3和至少一个单向锁定组件4，第一转轴件2和第二转轴件3依次同轴转动连接于壳体1内。

第一转轴件2的第一端直径小于第二端，且第一转轴件2的第一端朝向壳体1外侧。第二转轴件3的第一端直径大于第二端，且第二转轴件3的第二端朝向壳体1外侧。第一转轴件2的第二端与第二转轴件3的第一端相邻。第一转轴件2的第一端和第二转轴件3的第二端均与壳体1之间设有轴承9，通过轴承9转动连接于壳体1，轴承9通过挡圈10固定。

本实施例中，第一转轴件2作为输入轴，第二转轴件3作为输出轴。在其它实施例中也可互换，此处不作限制。且第一转轴件2的第一端设有对外接口，可用于连接电机等动力源。第二转轴件3的第二端也设有对外接口，可用于连接其他机构执行组件。

第一转轴件2和第二转轴件3上分别设有相互配合的传动部和传动配合部、同时两者的圆周外壁上分别向外凸出设有活舌5和锁舌6，传动部可随着第一转轴件2的转动在传动配合部上相对其转动，且转动至极限行程位时可带动传动配合部和第二转轴件3转动。

具体的，传动部为设置在第一转轴件2第二端端面的圆弧槽7，传动配合部为设置在第二转轴件3第一端端面的圆弧凸台8，圆弧槽7和圆弧凸台8均以第一转轴件2的转轴为中心设置且半径相等，圆弧凸台8设于圆弧槽7内且其弧长小于圆弧槽7。本实施例中圆弧槽7对应的弧度比圆弧凸台8大β度，圆弧凸台8可在圆弧槽7内相对其转动的最大角度为β，也就是说圆弧凸台8与圆弧槽7之间的回差为β。

活舌5设于第一转轴件2第二端的圆周外壁上，且活舌5为弧形凸起。锁舌6设于第二转轴件3第一端的圆周外壁上，锁舌6为楔形凸起，锁舌6的大小角度根据外载荷条件下活舌5强度校核决定。且本实施例中，第一转轴件2的第二端和第二转轴件3的第一端半径相等。活舌5有部分高于锁舌6。

单向锁定组件4以第一转轴件2的转轴为中心圆周均布设置在第一转轴件2和第二转轴件3的圆周外侧，且单向锁定组件4沿第一转轴件2的径向滑动连接于壳体1内，具体滑动连接在壳体1上对应设置的容置槽中。

单向锁定组件4的两侧分别为滑动部和锁定部，滑动部滑动连接于第一转轴件2第二端的圆周外壁以及活舌5的外壁，锁定部位于第二转轴件3第一端圆周外壁的上方且位于锁舌6的转动路径上。

具体的，单向锁定组件4还包括滑动件13和弹性件。滑动件13沿第一转轴件2的径向滑动连接于壳体1，弹性件呈压缩状态设置在滑动件13远离第一转轴件2和第二转轴件3的一端，且两头分别连接滑动件13和壳体1，弹性件施加给滑动件13朝向第一转轴件2和第二转轴件3的弹性力。本实施例中弹性件为压簧17。还包括固连于壳体1内的限位柱11，限位柱11朝向滑动件13设置，滑动件13在对应限位柱11的位置设有让位孔12，压簧17套设于限位柱11，滑动件13滑动时，限位柱11在让位孔12中往复滑动。

滑动部包括顶杆14和滚轮15，顶杆14连接于滑动件13朝向第一转轴件2的一端，滚轮15连接于顶杆14的末端且设于第一转轴件2第二端的圆周外壁和活舌5的外壁上，滚轮15可沿着第一转轴件2的圆周外壁和活舌5外壁上滚动。锁定部包括挡杆16，挡杆16连接于滑动件13朝向第二转轴件3的一端，挡杆16的末端位于第二转轴件3第一端圆周外壁的上方且位于锁舌6的转动路径上。

第一转轴件2主动转动时，带动活舌5转动至滑动部上，活舌5推动单向锁定组件4克服弹性件的弹性力远离第一转轴件2和第二转轴件3滑动，以带动锁定部移动至锁舌6的转动路径外；同时传动部被带动至在传动配合部上相对转动至极限行程位，以带动第二转轴件3转动。

第二转轴件3主动转动时，带动锁舌6转动至抵靠于锁定部，锁舌6被阻挡而使第二转轴件3卡死。

也就是说当第一转轴件2主动转动时，可带动第二转轴件3转动，而当第二转轴件3主动转动时，其不可带动第一转轴件2转动，实现了第一转轴件2和第二转轴件3之间的单向传动。

下面结合图5对本发明的原理作进一步说明：

为方便理解，图5中将圆弧凸台8设为理想点。单向锁定组件4的数量设为N，相邻单向锁定组件4之间的角度为γ，锁舌6对应的弧度为α，圆弧凸台8可在圆弧槽7中滑动的角度为β，且三个角度满足以下关系：

β>α；

γ＝α+β；

参看图5中右侧虚线所示的锁舌6和单向锁定组件4，当第一转轴件2顺时针主动转动时，其同时带动活舌5和圆弧槽7顺时针转动，活舌5在前首先接触并推动抬升滚轮15，滚轮15在活舌5上逐渐升高，带动顶杆14、滑动件13和挡杆16上升，压簧17被进一步压缩。当转动至图5所示位置时，挡杆16被抬升至高于锁舌6的位置，锁舌6不被挡杆16阻挡，且此时圆弧凸台8在圆弧槽7中相对转动至左极限行程位，第一转轴件2再进一步顺时针转动时，可通过圆弧凸台8和圆弧槽7的配合带动第二转轴件3和锁舌6转动。转过当前位置后，滚轮15离开活舌5，滑动件13和挡杆16在压簧17弹性力作用下回到初始位置。

参看图5中左侧实线所示的锁舌6和单向锁定组件4，当第二转轴件3逆时针主动转动时，其同时带动锁舌6和圆弧凸台8逆时针转动，当圆弧凸台8在圆弧槽7中相对转动至左极限行程位时，锁舌6在前先转动至抵靠于挡杆16，锁舌6被挡杆16阻挡，而使第二转轴件3无法进一步转动，也就无法带动第一转轴件2转动。

也就是说，由于圆弧凸台8与圆弧槽7之间的回差β的存在，当第一转轴件2主动转动时，活舌5比锁舌6先转动，活舌5与滚轮15接触的时间早于锁舌6与挡杆16接触的时间，以致于可以抬升挡杆16，使挡杆16解除对锁舌6的限位。当第二转轴件3主动转动时，锁舌6比活舌5先转动，锁舌6与挡杆16接触的时间早于活舌5与滚轮15接触的时间，使锁舌6被挡杆16阻挡而使第二转轴件3被卡死。以此实现单向传动。

单向锁定组件4以第一转轴件2的转轴为中心圆周布置，实现了分度式的设置，可通过灵活调整单向锁定组件4的数量，调整分度大小，以满足对第一转轴件2和第二转轴件3不同的回差需求。且单向锁定组件4的数量越多，第一转轴件2和第二转轴件3的回差越小，可通过设置多个单向锁定组件4实现第一转轴件2和第二转轴件3的高精度传动。相邻单向锁定组件4之间的角度γ即为本装置的回差分度，由于单向锁定组件4数量为N，

下面对本发明的分度式单向传动装置分为4个过程作具体说明：

1、第一转轴件2顺时针转动，第二转轴件3顺时针随动。

第一转轴件2顺时针转动，转过不大于β角度之后，圆弧凸台8在圆弧槽7内转动，且沿顺时针方向，活舌5在前、锁舌6在后，第一转轴件2带动活舌5顺时针转动，活舌5圆弧面与邻近单向锁定组件4的滚轮15接触，随即顶杆14被活舌5顶起，沿壳体1向外滑动，压簧17进一步被压缩，顶杆14带动滑动件13和挡杆16同步运动。挡杆16被顶起时，与锁舌6形成径向错位，不干涉第二转轴件3随第一转轴件2顺时针随动。故完成从第一转轴件2到第二转轴件3的传动。

2、第一转轴件2逆时针转动，第二转轴件3逆时针随动。

过程2为过程1的逆过程，原理相同。

3、第二转轴件3顺时针转动，第一转轴件2制动。

第二转轴件3顺时针转动，转过不大于2β角度之后，圆弧凸台8在圆弧槽7内转动，且沿顺时针方向，锁舌6在前、活舌5在后。锁舌6与挡杆16相接触，锁舌6运动受限于挡杆16，所以第二转轴件3的顺时针转动无法传递给第一转轴件2，第一转轴件2实现制动。

4、第二转轴件3逆时针转动，第一转轴件2制动。

过程4为过程3的逆过程，原理相同。

第二转轴件3的回差角度为γ。当单向锁定组件4数量N足够多，回差角度γ将细分到最小，满足输入输出高精度的要求。

本发明第一转轴件2和第二转轴件3通过圆弧槽7和圆弧凸台8的连接方式，不含中间构件，装置可靠性高。且通过单向锁定组件4细分回差角度，可有效减少第一转轴件2和第二转轴件3的回差。本装置应用在减速器组件高速级端，搭配合理的传动级数可满足机构高精度输出的要求，实现机构可由输入端正向和反向带动输出端转动，而输出端转动装置制动的功能。装置功能有效，结构接凑，较传统单传装置大幅度提高了输出精度，弥补现有单向传动装置不能同时满足单向传递运动和保证传动精度的空白，除适用于航天领域，也可广泛应用到工业机械或农机产品。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种分度式单向传动装置，其特征在于，包括壳体、第一转轴件、第二转轴件和至少一个单向锁定组件，所述第一转轴件和所述第二转轴件依次同轴转动连接于所述壳体内；

所述第一转轴件和所述第二转轴件上分别设有相互配合的传动部和传动配合部、同时两者的圆周外壁上分别向外凸出设有活舌和锁舌，所述传动部可随着所述第一转轴件的转动在所述传动配合部上相对其转动，且转动至极限行程位时可带动所述传动配合部和所述第二转轴件转动；

所述单向锁定组件以所述第一转轴件的转轴为中心圆周布置且沿其径向滑动连接于所述壳体内，所述单向锁定组件的两侧分别为滑动部和锁定部，所述滑动部滑动连接于所述第一转轴件的圆周外壁以及所述活舌的外壁，所述锁定部位于所述第二转轴件圆周外壁的上方且位于所述锁舌的转动路径上，且所述单向锁定组件包括设置在其与所述壳体之间的弹性件；

所述第一转轴件主动转动时，带动所述活舌转动至所述滑动部上，所述活舌推动所述单向锁定组件克服所述弹性件的弹性力远离所述第一转轴件和所述第二转轴件滑动，以带动所述锁定部移动至所述锁舌的转动路径外；同时所述传动部被带动至在所述传动配合部上相对转动至极限行程位，以带动所述第二转轴件转动；

所述第二转轴件主动转动时，带动所述锁舌转动至抵靠于所述锁定部，所述锁舌被阻挡而使所述第二转轴件卡死。

2.根据权利要求1所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述单向锁定组件包括沿所述第一转轴件的径向滑动连接于所述壳体的滑动件，所述弹性件呈压缩状态设置在所述滑动件远离所述第一转轴件和所述第二转轴件的一端，且两头分别连接所述滑动件和所述壳体；

所述滑动部包括顶杆和滚轮，所述顶杆连接于所述滑动件朝向所述第一转轴件的一端，所述滚轮连接于所述顶杆的末端且设于所述第一转轴件的圆周外壁和所述活舌的外壁上；

所述锁定部包括挡杆，所述挡杆连接于所述滑动件朝向所述第二转轴件的一端，所述挡杆的末端位于所述第二转轴件圆周外壁的上方且位于所述锁舌的转动路径上。

3.根据权利要求1所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述传动部和传动配合部分别为设置在所述第一转轴件和所述第二转轴件相邻端端面的圆弧槽和圆弧凸台，所述圆弧槽和所述圆弧凸台均以所述第一转轴件的转轴为中心且半径相等，所述圆弧凸台设于所述圆弧槽内且其弧长小于所述圆弧槽。

4.根据权利要求1所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述活舌为弧形凸起。

5.根据权利要求1所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述单向锁定组件圆周均布设置。

6.根据权利要求1所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述第一转轴件和所述第二转轴件均通过轴承转动连接于所述壳体。

7.根据权利要求2所述的分度式单向传动装置，其特征在于，所述弹性件为压簧。

8.根据权利要求7所述的分度式单向传动装置，其特征在于，还包括固连于所述壳体内的限位柱，所述限位柱朝向所述滑动件设置，所述滑动件在对应所述限位柱的位置设有让位孔，所述压簧套设于所述限位柱。

Images