CN200971950Y - 行星齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种行星齿轮传动机构，包括由两颗马达分别带动的同轴太阳齿轮及主齿轮。主齿轮环设于太阳齿轮外部，二者之间啮合至少一行星齿轮。行星齿轮及太阳齿轮的齿轮轴分别与一行星梁架的两连接部连接，该行星梁架转动的角速度大小等于行星齿轮绕太阳齿轮轴转动的角速度，通过调整两颗马达的相对转速，即可使行星梁架获得任意的速度，从而使与行星梁架连接的传动皮带以任意速度运转，进而使由传动皮带带动的扫描装置获得任意分辨率。此外，本实用新型比传统采用一颗正马达加变速箱的传动机构的体积要小，故而结构紧凑，可以满足薄型化的设计需求。

Description

行星齿轮传动机构

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮传动机构，尤其涉及一种可任意调整分辨率的行星齿轮传动机构。

背景技术

随着科技日新月异，对于影像质量的要求愈来愈高，不仅要求扫描的分辨率要高，同时也要求满足薄型化设计。

为了提高扫描的分辨率，传统的齿轮传动机构是采用一个正齿轮再加上变速箱的方式，该变速箱主要是通过配置一个齿轮变速组件来实现的，所述齿轮变速组件是由具有不同齿数的齿轮构成，在使用时要想得到高低不同的分辨率，只有通过选择具有不同齿数的齿轮，使该齿轮与皮带齿轮啮合，通过皮带齿轮带动传动皮带运转，进而使安置在传动皮带上的扫描组件以相对应的速度移动以进行扫描，从而得到高低不同的分辨率。

此种齿轮传动机构在使用时要想得到高低不同的分辨率，须通过选择不同的变速比来实现，由于同一变速箱中可选择的变速比是有限的，故所得的分辨率也就非常有限，尤其是在需要较高分辨率时，由于齿轮自身的低负荷限制而无法达到对应的低速运行，从而无法达成较高分辨率的要求。同时，此种齿轮传动机构由于具有较多的齿轮，因而其体积很大，结构也很复杂，导致其稳定性也很差，影响了影像质量。

发明内容

本实用新型的主要目的是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种结构简单、可任意调整分辨率的行星齿轮传动机构。

为实现上述目的，本实用新型所提供的行星齿轮传动机构包括两马达齿轮，分别由一马达带动转动，且该两马达齿轮具有转速差；一惰齿轮，位于所述两马达齿轮之间，并与其中一马达齿轮啮合；一太阳齿轮，位于所述惰齿轮与另一马达齿轮之间，包括同步旋转的一上齿轮及一下齿轮，其中，该下齿轮与所述惰齿轮啮合；一主齿轮，与所述太阳齿轮同轴，环设于该太阳齿轮外部，具有外齿及内齿，该主齿轮的外齿与另一马达齿轮啮合；至少一行星齿轮，布设于所述主齿轮内，位于所述主齿轮的内齿与所述太阳齿轮之间，并分别与该主齿轮的内齿及所述太阳齿轮的上齿轮啮合；及一行星梁架，具有两连接部，其中一连接部与所述太阳齿轮的齿轮轴连接，另一连接部与所述行星齿轮的齿轮轴连接，且该行星齿轮转动线速度大小等于主齿轮转动线速度与太阳齿轮转动线速度差的一半。

作为本实用新型的改进，所提供的行星齿轮传动机构的行星梁架包括一圆形的基板，基板的底面向下凸伸而形成四个与基板垂直的作为一连接部的行星轴，每一行星轴分别向下对应收容于行星齿轮的收容孔内，从而与行星齿轮相套接。基板的上表面中央固接皮带转轮。传动皮带套接于该皮带转轮上，经由皮带转轮的运转而带动传动皮带一起运动，进而带动扫描装置移动从而进行扫描。

综上所述，本实用新型行星齿轮传动机构采用两颗马达来驱动，通过调整两颗马达的相对转速甚至停止其中一个马达的运转，使得行星梁架可以获得不同的速度，从而使与行星梁架连接并同步转动的传动皮带能以不同的速度运转，进而使得扫描装置可以获得不同的分辨率，即使是需要较高分辨率时，在马达负荷范围内，通过调整两颗马达的相对转速甚至停止其中一个马达的运转，如调整二者转动的线速度差为一较小值，即可使传动皮带获得较低的转速，从而达到较高分辨率的要求；如调整二者转动的线速度差为一较大值，即可使传动皮带获得较高的转速，从而达到较低分辨率但高速的要求。另外，在体积上也比传统的采用一颗正马达加变速箱的传动机构的体积小，使得该行星齿轮传动机构结构紧凑，进而满足薄型化设计的需求。

附图说明

在说明书附图中：

图1为本实用新型行星齿轮传动机构的立体组合图。

图2为本实用新型行星齿轮传动机构的立体分解图。

图3为本实用新型行星齿轮传动机构第一步进马达与第二步进马达转动方向相同时的作动原理示意图。

图4为本实用新型行星齿轮传动机构第一步进马达与第二步进马达转动方向相反时的作动原理示意图。

图中各元件的附图标记说明如下：

行星齿轮传动机构    1

基座                10        步进马达          20

第一步进马达        21        第一马达轴        211

第二步进马达        22        第二马达轴        221

螺钉                23        齿轮              30

行星梁架            40        基板              41

行星轴              42        皮带转轮          43

轴孔                44        附垫圈螺丝        45

第一马达齿轮        51        第二马达齿轮      52

惰齿轮              60        太阳齿轮          70

上齿轮              71        下齿轮            72

隔板                73        固定轴            74

主齿轮              80        外齿              81

内齿                82        行星齿轮          90

收容孔              91        传动皮带          2

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。

请参阅图1，本实用新型行星齿轮传动机构1包括一基座10，基座10的下方布设有一对步进马达20，基座10的上方布设有若干个相互啮合的齿轮30以及一行星梁架40。

请参阅图2，步进马达20包括第一步进马达21及第二步进马达22。第一步进马达21及第二步进马达22分别布设于基座10底部的左右两端。基座10上表面的前后两侧分别设有一对螺钉23，两螺钉23向下穿过基座10分别将第一步进马达21及第二步进马达22固定于基座10的下表面。第一步进马达21具有一第一马达轴211，第一马达轴211穿越基座10向上伸出。第二步进马达22具有一第二马达轴221，第二马达轴221穿越基座10向上伸出。

齿轮30包括马达齿轮、惰齿轮60、太阳齿轮70、主齿轮80以及四个行星齿轮90。所述马达齿轮包括第一马达齿轮51以及第二马达齿轮52。第一马达齿轮51以及第二马达齿轮52分别套设于第一马达轴211以及第二马达轴221上。太阳齿轮70由上齿轮71及下齿轮72组成，在上齿轮71与下齿轮72之间环绕并固接一隔板73。所述太阳齿轮70以及隔板73均套设于一从基座10的上表面中心竖直向上延伸而形成的空心固定轴74，该固定轴74并作为太阳齿轮70的齿轮轴。惰齿轮60布设于第一马达齿轮51与下齿轮72之间，分别与第一马达齿轮51及下齿轮72相啮合。主齿轮80与所述太阳齿轮70同轴，环设于该太阳齿轮70外部，套设于所述固定轴74上且置于隔板73上。主齿轮80上既设有外齿81又设有内齿82。四个行星齿轮90均置于隔板73上而收容于主齿轮80内。每一行星齿轮90中部均开设有一呈圆柱状的作为所述齿轮轴的收容孔91。主齿轮80的外齿81与所述第二马达齿轮52相啮合，主齿轮80的内齿82与所述行星齿轮90相啮合，所述太阳齿轮70的上齿轮71也与所述行星齿轮90相啮合。

行星梁架40包括一圆形的基板41，基板41的底面向下凸伸而形成四个与基板41垂直的作为一连接部的行星轴42，所述行星轴42分别对称布设于基板41的两条相互垂直的直径两端，每一行星轴42分别向下对应收容于行星齿轮90的收容孔91内，从而与行星齿轮90相套接。基板41的上表面中央固接皮带转轮43。皮带转轮43的中央开设一贯穿的轴孔44。附垫圈螺丝45向下穿过轴孔44锁附固定轴74内。传动皮带2套接于该皮带转轮43上，通过皮带转轮43的运转而带动传动皮带2一起运动，进而带动扫描装置(图中未示)移动从而进行扫描。

请参阅图3及图4，本实用新型行星齿轮传动机构1的作动原理如下，方便起见，图中仅显示一个行星齿轮90：

(1)第一马达齿轮51与第二马达齿轮52旋转方向相同时

请参阅图3，当第一马达齿轮51在第一步进马达21的驱动下沿D1方向旋转时，由于惰齿轮60与第一马达齿轮51相外啮合，因此惰齿轮60沿与D1相反的方向旋转。太阳齿轮70的下齿轮72与惰齿轮60也相外啮合，所以下齿轮72的旋转方向与惰齿轮60的旋转方向相反，即也为D1方向。

与此同时，第二马达齿轮52在第二步进马达22的驱动下也沿D1方向旋转，由于主齿轮80的外齿81与第二马达齿轮52相外啮合，因此主齿轮80沿D2方向旋转(与D1相反)。由于太阳齿轮70的上齿轮71与下齿轮72以相同的方向D1旋转，且各行星齿轮90与上齿轮71相外啮合，与主齿轮80的内齿82相内啮合，因此各行星齿轮90沿与D1方向相反的方向旋转。

太阳齿轮70的上齿轮71在第一步进马达21的驱动下以V1的线速度运转，主齿轮80在第二步进马达22的驱动下其内齿82以V2的线速度(与V1方向相反)运转，此时，行星齿轮90在V1、V2两个不同的速度带动下，行星齿轮90以|V1-V2|/2的速度V3绕固定轴74运转，从而带动行星梁架40以转动角速度大小等于行星齿轮90绕固定轴74转动的角速度的转速转动。

(2)第一马达齿轮51与第二马达齿轮52旋转方向相反时

请参阅图3，当第一马达齿轮51在第一步进马达21的驱动下沿D1方向旋转时，由于惰齿轮60与第一马达齿轮51相外啮合，因此惰齿轮60沿与D1相反方向旋转。太阳齿轮70的下齿轮72与惰齿轮60也相外啮合，所以下齿轮72的旋转方向与惰齿轮60的旋转方向相反，即为D1方向。

请参阅图4，与此同时，第二马达齿轮52在第二步进马达22的驱动下沿D2方向(与D1方向相反)旋转，由于主齿轮80的外齿81与第二马达齿轮52相外啮合，因此主齿轮80的旋转方向与D2相反(即为D1方向)。由于太阳齿轮70的上齿轮71与下齿轮72以相同的方向D1旋转，且各行星齿轮90与上齿轮71相外啮合，与主齿轮80的内齿82相内啮合，因此各行星齿轮90以太阳齿轮70与主齿轮80旋转速度差的速度旋转。

太阳齿轮70的上齿轮71在第一步进马达21的驱动下以V1的线速度运转，主齿轮80在第二步进马达22的驱动下其内齿82以V2的线速度(与V1方向相同)运转，此时，行星齿轮90在V1、V2两个不同的速度带动下，行星齿轮90以|V1-V2|/2的线速度V3绕固定轴74运转，并带动行星梁架40以转动角速度大小等于行星齿轮90绕固定轴74转动的角速度的转速转动。

由上述可知，本实用新型行星齿轮传动机构1采用两颗同方向但不同转速的步进马达20来驱动，通过调整两颗马达的相对转速甚至停止其中一个马达的运转(此即先前技术)，使行星齿轮90以不同的线速度绕固定轴74转动，使得行星梁架40可以获得不同的速度，从而使传动皮带2能以不同的速度运转，进而使得扫描装置可以获得不同的分辨率，达到了可任意调整分辨率的功效，即使是需要较高分辨率时，在马达负荷范围内，通过调整两颗马达的相对转速甚至停止其中一个马达的运转，如调整二者的速度差为一较小值，即可使传动皮带2获得较低的转速，从而达到较高分辨率的要求；如调整二者的速度差为一较大值，即可使传动皮带2获得较高的转速，从而达到较低分辨率但高速的要求。另外，在体积上也比传统的采用一颗正马达加变速箱的传动机构的体积小，使得该行星齿轮传动机构1结构紧凑，进而满足薄型化设计的需求。

Claims (8)

1、一种行星齿轮传动机构，包括：

马达齿轮，由马达带动而转动；

一惰齿轮，位于所述两马达齿轮之间，并与其中一马达齿轮啮合；

一太阳齿轮，位于所述惰齿轮与另一马达齿轮之间，包括同步旋转的一上齿轮及一下齿轮，其中，该下齿轮与所述惰齿轮啮合；

一主齿轮，与所述太阳齿轮同轴，环设于该太阳齿轮外部，具有外齿及内齿，该主齿轮的外齿与另一马达齿轮啮合；

至少一行星齿轮，布设于所述主齿轮内，位于所述主齿轮的内齿与所述太阳齿轮之间，并分别与该主齿轮的内齿及所述太阳齿轮的上齿轮啮合；及

一行星梁架，具有两连接部，其中一连接部与所述太阳齿轮的齿轮轴连接，另一连接部与所述行星齿轮的齿轮轴连接，且该行星梁架转动的角速度大小等于行星齿轮绕所述太阳齿轮的齿轮轴转动的角速度。

其特征是：所述马达齿轮有两个，各由一马达带动而可同方向转动或不同方向转动，甚至其中一个马达停止转动，使得两个马达齿轮具有转速差。

2、根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的马达为步进马达，该两步进马达分别具有一马达轴，所述马达齿轮分别套设于该马达轴上。

3、根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的太阳齿轮的齿轮轴为一固定轴，该太阳齿轮还包括一隔板，所述上齿轮及下齿轮分居于隔板的上下两侧，所述主齿轮位于该隔板上，且该太阳齿轮、隔板及主齿轮均套设于所述固定轴上。

4、根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的行星齿轮为三个或四个，每一行星齿轮中部均开设有一作为所述齿轮轴的收容孔，所述行星梁架包括一基板，基板的底面向下凸伸形成四个与基板垂直的作为一连接部的行星轴，所述行星轴分别对称布设于基板的两条相互垂直的直径两端，每一行星轴分别对应收容于所述行星齿轮的收容孔内。

5、根据权利要求4所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的行星梁架的基板上表面中央固接有皮带转轮，皮带转轮的中央开设一贯穿的轴孔，所述太阳齿轮的齿轮轴为一固定轴，该太阳齿轮及主齿轮均套设于该固定轴上，该固定轴并向上嵌固于该轴孔内。

6、根据权利要求1或5所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的行星齿轮传动机构还进一步包括基座，所述基座的上表面竖直向上延伸形成一作为所述太阳齿轮的齿轮轴的固定轴。

7、根据权利要求6所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的两马达分别布设于基座底部两端，所述两马达齿轮分别对应连接于所述马达上方并位于所述基座上。

8、根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征是：所述的行星齿轮传动机构还包括由两颗步进马达分别带动的同轴太阳齿轮及主齿轮，该主齿轮环设于该太阳齿轮外部，二者之间啮合至少一行星齿轮，该行星齿轮绕固定轴转动且转动线速度大小等于主齿轮转动线速度与太阳齿轮转动线速度差值的一半，该行星齿轮的齿轮轴与所述太阳齿轮的齿轮轴分别与一行星梁架的两连接部连接，该行星梁架可与一外部扫描装置的传动皮带连接并同步运转，该行星梁架转动的角速度大小等于行星齿轮绕固定轴转动的角速度。

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