CN116877673A - 重载翻转传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传动机构领域，提供一种重载翻转传动机构，主要通过在太阳轮上啮合行星轮，行星轮的外侧啮合活动内齿圈和固定内齿圈；将太阳轮、活动内齿圈和固定内齿圈同轴安装；固定内齿圈与扭簧定子连接，扭簧的一端固定在扭簧定子上，扭簧的另一端固定在动子外壳上；利用活动内齿圈和固定内齿圈的齿距差实现了活动内齿圈的降速输出，活动内齿圈带动动子外壳转动时，扭簧提供与电机转矩方向相同的补偿力矩。本发明结构机构简单，具有极大减速比的同时还具有自锁功能，自锁可靠性高、转动过程的噪声小，而且电机输入和外壳动子的输出沿同一轴向，极大地节省了布置空间。此外，扭簧的设计提供了补偿力矩，降低了对电机输入力矩的要求。

Description

重载翻转传动机构

技术领域

本发明涉及传动机构领域，具体提供一种高精度的重载翻转传动机构。

背景技术

为了适应公路车载运输，大型阵面结构通常需要将阵面设计成三部分，一个中部的主阵面和两侧的副阵面，两侧副阵面可以收拢和展开。因此，需要一种可以实现展开和收拢动作的传动机构，由于两侧的负载较大，要求传动机构具有较大的驱动力，且要求展开后具有较高的复位精度，保证主阵面和两侧的副阵面具有较高的平整度，同时要保证展开到位后传动机构具备高效率的自锁功能。

在现有技术中，可翻转的大型阵面结构通常采用T型丝杆实现展开和收拢，电机输入轴通过齿轮箱实现大减速比，且丝杆可以依靠摩擦力实现自锁，但自锁效率较低、机构稳定性差、收拢和展开时的噪音较大。此外，复杂的减速机构导致电机的尺寸需要增大，布置空间受限，而且需要电机能够输出极大的力矩，对电机要求极高。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种重载翻转传动机构，主要通过行星齿轮组满足高减速比的同时具备自锁功能，且加装了一组扭簧用于提供补偿力矩，进一步降低所需电机输入的转矩，且传动效率较高，输入输出沿同一轴向，减小了装置的布置空间。

本发明提供的重载翻转传动机构，包括：电机、太阳轮、行星轮、扭簧、活动内齿圈和固定内齿圈；

电机通过输入轴输入力矩，输入轴与太阳轮实现传动；

太阳轮上啮合有至少三个行星轮，行星轮的外侧啮合有活动内齿圈和固定内齿圈；太阳轮、活动内齿圈和固定内齿圈同轴安装，活动内齿圈和固定内齿圈的内径尺寸相同、齿距不同；

行星轮转动时，利用活动内齿圈和固定内齿圈的齿距差带动活动内齿圈降速转动；

固定内齿圈与扭簧定子连接，扭簧的一端固定在扭簧定子上，扭簧的另一端固定在动子外壳上；

活动内齿圈与动子外壳连接，动子外壳的形状为底面开口的圆柱，动子外壳的侧面开有矩形孔，矩形孔的一边上设置有与动子外壳连接的限位撞块；在矩形孔的另一边位置上设置有与扭簧定子连接的压力传感器。

优选的，输入轴与太阳轮的轴心平行，输入轴上固定有小链轮，太阳轮的一端固定有大链轮，小链轮通过链条带动大链轮转动。

优选的，小链轮和大链轮之间还设置有张紧轮，张紧轮与张紧调节摆臂连接，通过调节顶丝使张紧调节摆臂位移，张紧调节摆臂带动张紧轮对链条进行张紧。

优选的，太阳轮为输入力矩时，太阳轮带动行星轮转动，行星轮通过活动内齿圈和固定内齿圈的齿距差带动活动内齿圈转动，活动内齿圈带动动子外壳转动，动子外壳转动时扭簧提供与电机转矩方向相同的补偿力矩。

优选的，动子外壳转动时，限位撞块随动子外壳转动，限位撞块与压力传感器由分离至接触，当限位撞块与压力传感器间的压力达到设定数值时，压力传感器控制电机停止输入。

优选的，动子外壳输入力矩时，活动内齿圈将力矩传递给行星轮，行星轮被固定内齿圈锁死，无法带动太阳轮进行输出，实现自锁。

优选的，太阳轮套在主梁套筒上，通过主梁套筒内侧的锁紧抱箍固定在翻转机构上。

优选的，还包括设置在两侧的前端盖和后端盖。

优选的，动子外壳与翻转机构的摇臂连接，动子外壳带动摇臂进行转动。

与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

本发明结构机构简单，机械可靠性高，同时具有极大的减速比，可以满足大型重载翻机构的减速需求；行星轮、活动内齿圈和固定内齿圈的设计实现了高效率的自锁，相比于现有的蜗轮蜗杆结构依靠摩擦力的自锁方式，本发明自锁可靠性高、转动过程的噪声小，而且电机输入和外壳动子的输出沿同一轴向，电机可与重载翻转传动机构并排安装，极大地节省了布置空间。

本发明中卷簧的设计，提供了与电极同向的补偿力矩，降低了对电机输入力矩的要求。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的轴侧图；

图2是根据本发明实施例提供的输入轴部分的传动结构图；

图3是根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的侧视图；

图4是根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构内部的齿轮传动图；

图5是根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的截面图；

图6是根据本发明实施例提供的扭簧的结构图；

图7是根据本发明实施例提供的大链轮的结构图；

图8是根据本发明实施例提供的动子外壳的结构图；

图9是根据本发明实施例提供的主梁套筒的结构图；

图10是根据本发明实施例提供的扭簧定子的结构图；

图11是根据本发明实施例提供的前端盖的结构图；

图12是根据本发明实施例提供的后端盖的结构图。

其中的附图标记包括：

输入轴1、小链轮2、大链轮3、张紧轮4、张紧调节摆臂41、调节顶丝42、链条5、太阳轮6、主梁套筒61、锁紧抱箍62、行星轮7、活动内齿圈8、固定内齿圈9、扭簧10、扭簧定子101、链条口102、动子外壳11、压力传感器111、限位撞块112、前端盖12、后端盖13。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

图1示出了根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的轴侧结构。

图2示出了根据本发明实施例提供的输入轴部分的传动结构。

图3示出了根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的侧视结构。

图4示出了根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构内部的齿轮传动结构。

图5示出了根据本发明实施例提供的重载翻转传动机构的截面结构。

如图1~图5所示，本发明实施例提供的重载翻转传动机构，其中：

重载翻转传动机构用于大型翻转机构上，翻转机构主要包括一个固定的主阵面和两侧可进行翻转的副阵面，副阵面通过摇臂连接在重载翻转传动机上，重载翻转传动机通过摇臂带动副阵面展开或收拢。

重载翻转传动机构的输入轴1用于与外部电机连接，输入轴1与太阳轮6的轴心平行设置，在输入轴1上设置有一个固定的小链轮2，小链轮2通过链条5、张紧轮4与大链轮3连接。张紧轮4设置在小链轮2和大链轮3之间，张紧轮4与张紧调节摆臂41连接，张紧轮4与张紧调节摆臂41之间设有一固定轴，通过旋转调节顶丝42，调节顶丝42迫使张紧调节摆臂41绕轴转动，张紧调节摆臂41带动张紧轮4的轴心位置发生改变，对链条5产生作用力，即可调整链条5的张紧情况。

如图7即为大链轮3的结构，大链轮3套紧在太阳轮6的一端，大链轮3与太阳轮6相对固定，太阳轮6套在主梁套筒61上，如图9即为主梁套筒61的结构，通过主梁套筒61内侧的锁紧抱箍62固定在翻转机构的支撑梁上，锁紧抱箍62设置在主梁套筒61内侧的两端位置。太阳轮6为外齿轮，其上啮合有四个行星轮7，行星轮7的外侧啮合有活动内齿圈8和固定内齿圈9，太阳轮6、活动内齿圈8和固定内齿圈9为同轴安装，且活动内齿圈8和固定内齿圈9的内径尺寸相同、齿距不同，即活动内齿圈8和固定内齿圈9的齿数也不同。

固定内齿圈9与扭簧定子101连接，并且在输入轴1转动过程中，固定内齿圈9与扭簧定子101均不发生转动。如图10即为扭簧定子101的结构，扭簧定子101设置在固定内齿圈9的后侧，扭簧定子101的侧面开有链条口102，便于链条5通过。在扭簧定子101的后侧还设置有一个如图6所示的扭簧10，当发生较小行程时，扭簧10及可提供一个较大转矩。扭簧10的内圈端通过柱销固定在扭簧定子101上，扭簧10的外圈端为一勾状结构，该外圈端固定在动子外壳11上的开口位置。

活动内齿圈8与动子外壳11固定连接，并且在输入轴1转动过程中，动子外壳11随活动内齿圈8旋转。如图8即为动子外壳11的结构，动子外壳11的形状为两个底面开口的圆柱，动子外壳11的侧面开有矩形孔，矩形孔的一边上设置有与动子外壳11连接的限位撞块112，限位撞块112是固定在矩形孔的边上的，随动子外壳11转动；在矩形孔的另一边位置设置有与扭簧定子101连接的压力传感器111。此外，在装置的两侧还设置有前端盖12和后端盖13，用于避免较大块状物进入内部，对传动过程造成影响，避免齿牙受损或电机烧坏，前端盖12和后端盖13的结构如图11和图12所示。

结合上述重载翻转传动机构的结构，描述副阵面展开或收拢过程中重载翻转传动机构的传动过程如下：

副阵面展开过程：电机开始工作通过输入轴1输入力矩，输入轴1带动小链轮2转动，小链轮2通过链条5和张紧轮4带动大链轮3实现一级减速。太阳轮6随大链轮3一起转动，太阳轮6带动行星轮7进行转动，由于固定内齿圈9和扭簧定子101是相对固定不进行转动，所以行星轮7自转的同时，围绕太阳轮6进行公转，由于固定内齿圈9与活动内齿圈8内径尺寸相同、齿距不同，所以行星轮7转动过程中会带动活动内齿圈8进行低速转动，实现二级减速，并且该过程的减速比极大，完全可满足副阵面展开过程对于减速比的需求。由于活动内齿圈8与动子外壳11连接，所以活动内齿圈8会带动动子外壳11进行转动，动子外壳11带动摇臂以及副阵面进行向上进行水平展开。在动子外壳11转动过程中，扭簧10的内圈定子端与扭簧定子101固定，不进行转动，而扭簧10的外圈动子端则随动子外壳11转动，转动过程中，扭簧10会提供一个与电机转矩方向一致的补偿力矩，降低对于电机输出力矩的需求；并且转动时限位撞块112随动子外壳11转动，限位撞块112与压力传感器111逐渐由分离状态至接触，当限位撞块112与压力传感器111间的压力达到设定数值时，说明已经转动到位，副阵面已与主阵面水平，压力传感器111则将信号输出控制电机停止输入。

副阵面展开后：由于副阵面受到重力作用，因此动子外壳11与活动内齿圈8会产生一个反向旋转的力矩，活动内齿圈8会将该力矩传递给行星轮7，但此时行星轮7被固定内齿圈9啮合锁死无法将力矩进行输出，进而无法带动太阳轮6进行转动输出，重载翻转传动机构实现高效率的自锁。在现有的翻转机构中，通常采用蜗轮蜗杆形式的自锁，但蜗轮蜗杆形式的自锁形式会出现微量回转之后才能自锁完成，会导致副阵面与主阵面形成的阵面不水平。

副阵面收拢过程：电机进行反转，传动过程与副阵面展开过程相同，不同之处在于，扭簧10会受到压缩，扭簧10会提供一个与电机转矩方向相反的力矩，抵抗副阵面所受重力，避免重力影响副阵面收拢。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种重载翻转传动机构，其特征在于，包括：电机、太阳轮、行星轮、扭簧、活动内齿圈和固定内齿圈；

电机通过输入轴输入力矩，输入轴与太阳轮实现传动；

所述太阳轮上啮合有至少三个行星轮，所述行星轮的外侧啮合有活动内齿圈和固定内齿圈；所述太阳轮、所述活动内齿圈和所述固定内齿圈同轴安装，所述活动内齿圈和所述固定内齿圈的内径尺寸相同、齿距不同；

所述行星轮转动时，利用所述活动内齿圈和所述固定内齿圈的齿距差带动所述活动内齿圈降速转动；

所述固定内齿圈与扭簧定子连接，扭簧的一端固定在扭簧定子上，扭簧的另一端固定在动子外壳上；

所述活动内齿圈与所述动子外壳连接，所述动子外壳的形状为底面开口的圆柱，所述动子外壳的侧面开有矩形孔，矩形孔的一边上设置有与动子外壳连接的限位撞块；在矩形孔的另一边位置上设置有与扭簧定子连接的压力传感器。

2.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述输入轴与所述太阳轮的轴心平行，所述输入轴上固定有小链轮，所述太阳轮的一端固定有大链轮，小链轮通过链条带动大链轮转动。

3.如权利要求2所述的重载翻转传动机构，其特征在于，小链轮和大链轮之间还设置有张紧轮，张紧轮与张紧调节摆臂连接，通过调节顶丝使张紧调节摆臂位移，张紧调节摆臂带动张紧轮对链条进行张紧。

4.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述太阳轮为输入力矩时，所述太阳轮带动所述行星轮转动，所述行星轮通过所述活动内齿圈和所述固定内齿圈的齿距差带动所述活动内齿圈转动，所述活动内齿圈带动所述动子外壳转动，所述动子外壳转动时扭簧提供与电机转矩方向相同的补偿力矩。

5.如权利要求4所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述动子外壳转动时，限位撞块随所述动子外壳转动，限位撞块与压力传感器由分离至接触，当限位撞块与压力传感器间的压力达到设定数值时，压力传感器控制电机停止输入。

6.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述动子外壳输入力矩时，所述活动内齿圈将力矩传递给所述行星轮，所述行星轮被所述固定内齿圈锁死，无法带动所述太阳轮进行输出，实现自锁。

7.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述太阳轮套在主梁套筒上，通过主梁套筒内侧的锁紧抱箍固定在翻转机构上。

8.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，还包括设置在两侧的前端盖和后端盖。

9.如权利要求1所述的重载翻转传动机构，其特征在于，所述动子外壳与翻转机构的摇臂连接，所述动子外壳带动摇臂进行转动。