CN203359590U - 抗扰动间歇式传动装置及剪纸机送纸系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种抗扰动间歇式传动装置及剪纸机送纸系统，传动装置包括主动轮、从动轮及推动机构；从动轮包括本体，本体上形成多个槽口；推动机构设置在主动轮上，并可在主动轮转动过程中滑入或滑出槽口，驱动从动轮间歇转动；多个槽口呈放射状等分从动轮本体；从动轮本体上位于两槽口之间的扇叶外侧端面呈内凹弧型；主动轮上形成防转结构；当推动机构从槽口滑出时，防转结构与外侧端面配合防止从动轮转动。该传动装置能适用高速启停的各种装置，并在维持变频调速电机等执行电机匀速运转情况下达到末端执行机构高速启停要求。在整个运行过程中即使从动轮在推动机构未进入槽口的时间段内遇到轻微扰动而趋于运动，防转结构都可阻碍这种运动趋势。

Description

抗扰动间歇式传动装置及剪纸机送纸系统

技术领域

本实用新型涉及传动技术领域，特别涉及一种抗扰动间歇式传动装置及剪纸机送纸系统。

背景技术

蜂窝纸是一种高效，环保的材料。蜂窝纸的高速剪切对蜂窝纸剪纸机送纸系统具有较高的要求：在剪切过程中，从刀具向前进入剪纸区时要求停止送纸，而在刀具后退出剪纸区时则要求送纸。现有的蜂窝纸送纸系统主要由步进电机带动送纸辊，推动蜂窝纸向前运动至剪切刀具，通过计算机软件控制每秒钟的脉冲数来控制送纸速度和精度。然而，现有的蜂窝纸送纸系统存在以下的不足之处：

当剪纸速度达到800刀/秒以上后，要在极短的周期内准确完成给定长度的送纸，需要步进电机提供极大的加减速，造成电机成本过高。同时由于送纸轴长达1.6m，所以送纸过程中惯性较大，对步进电机带来较大的冲击，从而缩短步进电机的寿命。

上述不足导致现有的蜂窝纸送纸系统对步进电机的要求非常高，因此，会给用户带来较高的成本，且运行过程中频繁启停造成的惯性冲击缩短了电机寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种适用于高速启停且对提供动力的电机要求较小的抗扰动间歇式传动装置。

本实用新型还提供一种采用该间歇式传动装置的剪纸机送纸系统。

本实用新型是这样实现的，提供一种抗扰动间歇式传动装置，包括用于与提供动力的电机连接的主动轮、用于与执行机构连接的从动轮以及推动机构；所述从动轮包括本体，本体上形成有多个槽口；所述推动机构设置在所述主动轮上，并可在所述主动轮转动过程中滑入到所述槽口中或从所述槽口中滑出，驱动所述从动轮间歇地转动；所述多个槽口呈放射状等分从动轮本体；从动轮本体上位于两个槽口之间的扇叶的外侧端面呈内凹弧型；所述间歇式传动装置进一步包括形成在所述主动轮上的防转结构；当所述推动机构从所述槽口中滑出时，所述防转结构与所述外侧端面配合防止所述从动轮转动。

进一步地，所述多个槽口呈放射状均匀等分360度分布在所述从动轮的本体上。

进一步地，所述主动轮具有转动轴线O₁；所述从动轮具有转动轴线O₂，所述主动轮的转动轴线O₁与所述从动轮的转动轴线O₂之间的距离D满足：

$D=\frac{d}{\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}},$

其中，d为所述槽口的外端与所述从动轮的转动轴线O₂之间的距离；θ为相邻的两个所述槽口中心线之间的夹角。

进一步地，所述推动机构具有转轴轴线O₃，所述转轴轴线O₃与所述主动轮的转动轴线O₁之间的距离d₁满足：

$d_1=d\×\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}.$

进一步地，所述外侧端面为弧半径为d₂的内凹圆弧面；所述防转结构呈柱状；在所述防转结构的周向方向上，所述防转结构具有缺口部和弧形周面；当所述推动机构从所述槽口中滑出时，所述弧形周面与所述外侧端面配合防止所述从动轮转动；所述弧形周面的弧半径为d₃，且d₃满足：

d₂>d₃。

进一步地，所述缺口部呈扇形且具有夹角θ₁，θ₁满足：θ₁=π-θ。

进一步地，所述推动机构位于所述缺口部的对角线上。

进一步地，两个相邻的所述槽口的对角线与所述外侧端面之间的交点为P，且所述点P到所述从动轮的转动轴线O₂的距离为d₄，且d₄满足：

d₄=D-d₃-X，其中，X为余量，是所述从动轮与所述主动轮之间连接的间隙。

进一步地，所述主动轮包括基体和第一连接轴；所述基体可以所述主动轮的转动轴线O₁为中心自转；所述第一连接轴设置在所述基体上，用于与提供动力的电机连接。

进一步地，所述推动机构包括转子、螺杆和螺母；所述螺杆垂直地穿过所述主动轮的基体，且底端用螺母旋紧，使得所述螺杆固定于所述主动轮的基体上；所述转子套设在所述螺杆上；所述螺母安装在所述螺杆顶端。

进一步地，所述从动轮包括本体和第二连接轴；所述多个槽口分布在所述本体上；所述第二连接轴设置在所述本体上。

本实用新型还提供一种剪纸机送纸系统，包括变频调速电机、减速装置、上述抗扰动间歇式传动装置，以及纸辊送纸机构；所述变频调速电机与所述减速装置连接；所述减速装置与所述间歇式传动装置的主动轮传动连接；所述纸辊送纸机构与所述间歇式传动装置的从动轮传动连接。

进一步地，所述纸辊送纸机构包括主动送纸辊、主动轴、可转动的从动压紧轮套筒、从动压紧轮、凸轮、棘轮、棘爪和弹簧；所述主动送纸辊安装在所述主动轴上；所述主动轴与所述间歇式传动装置的从动轮连接；所述从动压紧轮通过轴套和轴安装在所述从动压紧轮套筒上；所述凸轮和所述棘轮共轴地组装在一起；所述棘爪在所述弹簧的作用下与所述棘轮配合。

在本实用新型一实施例的抗扰动间歇式传动装置及采用该传动装置的剪纸机送纸系统中，当推动机构进入从动轮中的槽口时，从动轮才可以被推动机构带动转动，而当推动机构从槽口中滑出时，从动轮停止运转即静止，这样，在主动轮的一个运动周期中，从动轮可完成一次启动到停止运动，从动轮的高速启停运动可传至执行机构。因此，本实用新型一实施例的间歇式传动装置能够适用于高速启停的各种装置，并可以在维持变频调速电机等执行电机匀速运转的情况下，达到纸辊送纸机构等末端执行机构的高速启停的要求；对提供动力的变频调速电机等执行电机的要求较小；由于纸辊送纸机构的转动惯量比较大，采用间歇式传动装置可以减少对变频调速电机的冲击，不会对变频调速电机的寿命产生较坏的影响。此外，在整个运行过程中即使从动轮在推动机构未进入槽口的时间段内遇到一些轻微的扰动而趋于运动，防转结构都可以阻碍这种运动趋势，从而让推动机构能在下一个周期内正常进入槽口内。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中抗扰动间歇式传动装置的示意图。

图2为图1中传动装置的局部放大示意图。

图3为本实用新型一实施例中可采用图1中传动装置的剪纸机送纸系统的示意图。

图4为本实用新型一实施例中可用于图3中剪纸机送纸系统的纸辊送纸机构的示意图。

图5为图3中剪纸机送纸系统的速度仿真图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，是本实用新型中抗扰动间歇式传动装置的一较佳实施例，该抗扰动间歇式传动装置130包括主动轮131、从动轮132和推动机构135。其中，主动轮131用于与提供动力的电机等动力提供元件连接；从动轮132用于与执行机构连接；推动机构135设置在主动轮131上，并可在主动轮131带动下驱动从动轮132间歇地转动。

具体地，如图1所示，主动轮131包括基体1311和第一连接轴1312。在图1所示的实施例中，基体1311大致呈圆盘型。在其它实施例中，基体1311还可以采用其它形状。基体1311具有转动轴线O₁，且基体1311可以以转动轴线O₁为中心自转。第一连接轴1312设置在基体1311上。第一连接轴1312可通过键连接等方式与提供动力的电机等动力提供元件连接，以便驱动基体1311以转动轴线O₁为中心自转。从动轮132包括本体1321和第二连接轴1322。在图1所示的实施例中，本体1321大致呈六边型。在其它实施例中，本体1321还可以采用其它形状。本体1321具有转动轴线O₂和多个槽口1325。在图1所示的实施例中，多个槽口1325大致呈放射状分布在本体1321上并绕转动轴线O₂间隔设置，而且多个槽口1325将本体1321均匀地划分成多个大致呈扇形的结构1326。在一实施例中，多个槽口1325呈放射状均匀等分本体1321，按照360度分布在从动轮132的本体1321上。

在一实施例中，槽口1325的外端与转动轴线O₂之间的距离为d，相邻的两个槽口1325中心线之间的夹角为θ（也即扇叶结构1326的夹角），转动轴线O₁与转动轴线O₂之间的距离D满足公式（1）：

$D=\frac{d}{\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}}\·\·\·\left(1\right)$

从动轮132本体1321上位于两个槽口1325之间的扇叶1326的外侧端面1327大致呈内凹弧型。在一实施例中，外侧端面1327可以为弧半径为d₂的内凹圆弧面。如图1所示，两个相邻槽口1325的对角线与外侧端面1327之间的交点为P，且点P到从动轮132的转动轴线O₂的距离为d₄。此外，为了方便推动机构135可以平滑地进入槽口1325中，可在槽口1325的外端处设置槽口倒圆角1328。槽口倒圆角1328还可以增大推动机构135进入槽口1325的机率。

第二连接轴1322设置在本体1321上，并可通过键连接等方式与执行机构连接。

如图1和图2所示，推动机构135设置在主动轮131的基体1311上。推动机构135包括转子1351、螺杆1352和螺母1353。螺杆1352大致垂直地穿过主动轮131的基体1311，且底端用螺母旋紧，使得螺杆1352固定于主动轮131的基体1311上。转子1351套设在螺杆1352上，并可以绕螺杆1352的转轴轴线O₃相对于基体1311转动。螺母1353安装在螺杆1352顶端。在一实施例中，螺杆1352的两端分别形成有螺纹段，并可通过螺纹连接方式可拆卸地安装在基体1311上。螺杆1352具有转轴轴线O₃，且螺杆1352的转轴轴线O₃与转动轴线O₁之间的距离d₁满足公式（2）：

$d_1=d\×\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}\·\·\·\left(2\right)$

转子1351大致呈筒状。转子1351可套设在螺杆1352上，并可以螺杆1352的转轴轴线O₃为转轴相对于基体1311转动。螺母1353安装在螺杆1352上之后，可将转子1351限制在螺母1353与基体1311之间，防止转子1351沿着螺杆1352的转轴轴线O₃运动。在使用过程中，将螺母1353从螺杆1352上拆卸下来即可将转子1351从螺杆1352取下来，以便维修或更换转子1351。此外，通过调整转子1351的壁厚可以调整转子1351的尺寸，进而可以适用于不同尺寸的槽口1325，或补偿槽口1325的摩损从而可以确保转子1351与槽口1325之间精密配合。

此外，主动轮131还包括形成在基体1311上的防转结构137。防转结构137可以与外侧端面1327配合。防转结构137大致呈柱状，且大致垂直地设置在主动轮131上。在防转结构137的周向方向上，防转结构137具有缺口部1372和弧形周面1371。缺口部1372大致呈扇形且具有夹角θ₁，θ₁满足公式（3）：

θ₁=π-θ………………………………（3）

在一实施例中，推动机构135位于缺口部1372的对角线上。

弧形周面1371的弧半径为d₃，且d₃满足不等式（4）

d₂>d₃……………………………（4）

此外，点P到从动轮132的转动轴线O₂的距离为d₄满足公式（5）

d₄=D-d₃-X…………………………（5）

其中，X为一微小的余量，是从动轮132与主动轮131之间连接的间隙。

上述为本实用新型一实施例中的间歇式传动装置130的具体结构，下面简述其使用方法。

在使用过程中，当主动轮131在电机等动力提供元件驱动下开始以转动轴线O₁为转轴匀速自转时，主动轮131带动推动机构135以转动轴线O₁为转轴转动，而从动轮132处于静止状态。在此过程中，弧形周面1371与外侧端面1327接触，可防止从动轮132转动。

当推动机构135转动至槽口1325的外端时，推动机构135可在槽口倒圆角1328导引下平滑地进入槽口1325中，并带动从动轮132开始以转动轴线O₂为转轴转动。在此过程中，弧形周面1371刚好与外侧端面1327分离即缺口部1372朝向外侧端面1327，因此，在推动机构135进入槽口1325中时，防转结构137不妨碍从动轮132的转动。

在主动轮131通过推动机构135带动从动轮132转动的过程中，推动机构135先从槽口1325的外端朝向槽口1325的内端滑动，然后再从槽口1325的内端朝向槽口1325的外端滑动。当推动机构135从槽口1325中滑出时，从动轮132停止转动，而且弧形周面1371刚好再次与外侧端面1327接触，可防止从动轮132转动，而主动轮131继续匀速转动。在整个运行过程中即使从动轮132在转子1351未进入槽口1325的时间段内遇到一些轻微的扰动而趋于运动，防转结构137则可以阻碍这种运动趋势，从而让下一次转子1351能在下一个周期内正常进入槽口1325内。防转结构137的夹角大小需满足公式（3），否则会阻碍主动轮131的运动。

在上述过程中，推动机构135可在主动轮131转动过程中滑入到槽口1325中或从槽口1325中滑出，当推动机构135滑入从动轮132的槽口1325中时，从动轮132才可以被推动机构135带动转动，而当推动机构135从槽口1325中滑出时，从动轮132停止运转即静止，这样，在主动轮131的一个运动周期中，从动轮132可完成一次启动到停止运动，主动轮131可驱动从动轮132间歇地转动。从动轮132的高速启停运动可通过键连接等方式传至执行机构。

图3所示为本实用新型一实施例中可采用图1中的抗扰动间歇式传动装置130的剪纸机送纸系统100的示意图。如图3所示，剪纸机送纸系统100包括变频调速电机110、减速装置120、抗扰动间歇式传动装置130和纸辊送纸机构150。其中，变频调速电机110通过键连接等方式与减速装置120连接；减速装置120与抗扰动间歇式传动装置130通过键连接等方式与主动轮131传动连接；纸辊送纸机构150与抗扰动间歇式传动装置130通过键连接等方式与从动轮132传动连接。当然，剪纸机送纸系统的各机构之间的连接顺序并不限于图3所示的实施方式，也可以是其他现有的连接方式或上述连接方式其他顺序的排列组合方式。

图4所示为本实用新型一实施例中可用于图3中剪纸机送纸系统100的纸辊送纸机构150的示意图。如图4所示，纸辊送纸机构150包括主动送纸辊151、主动轴152、从动压紧轮套筒153、从动压紧轮154、凸轮156、棘轮157、棘爪158和弹簧159。

其中，主动送纸辊151安装在主动轴152上。主动轴152可通过键连接等方式与抗扰动间歇式传动装置130的从动轮132直接或者间接连接。从动压紧轮套筒153可通过转轴1531可转动地安装在周围元件如机架等上。从动压紧轮154可通过轴套1541和轴1542可转动地安装在从动压紧轮套筒153上。凸轮156和棘轮157共轴地组装在一起。棘爪158在弹簧159的作用下与棘轮157配合，防止凸轮156回转。

在剪纸机送纸系统100使用过程中，变频调速电机110启动并可匀速转动；变频调速电机110可按照上述方式驱动抗扰动间歇式传动装置130运行，实现从动轮132的高速启停运动。由于从动轮132与主动轴152连接，因此，从动轮132的高速启停运动可传至主动送纸辊151使得主动送纸辊151按照运动-停止-运动地方式运行，这样，每隔一段微小的时间，主动送纸辊151和从动压紧轮1544会将两者之间的纸300往下送一定的距离。

此外，当需要调节主动送纸辊151和从动压紧轮154之间的压力时，通过手动调整等方式将凸轮156调整到相应位置后，通过棘轮157与棘爪158之间的配合将凸轮156锁定。在此过程中，当凸轮156旋转一定角度时，从动压紧轮套筒153在凸轮156推动力的作用下带动从动压紧轮154绕转轴1531转过一定的角度，使得从动压紧轮154对纸300有一定的压紧力，从而达到压紧纸300的目的。

图5所示为图3中剪纸机送纸系统100的速度仿真图。从图5中曲线可见，纸辊送纸机构150启动平稳、停止平稳、启动时速度为零，且主动轮131的推动机构135离开从动轮132上的槽口1325时，从动轮132的速度也为零；纸辊送纸机构150速度具有良好的平滑特性与二次样条特性，可减少对变频调速电机110的冲击。

本实用新型一实施例中的抗扰动间歇式传动装置130及采用该传动装置130的剪纸机送纸系统100可具有下述优点：

1、能够适用于高速启停的各种装置，且可以在维持变频调速电机110等动力提供元件匀速运转的情况下达到纸辊送纸机构等末端执行元件的高速启停的要求；

2、对提供动力的变频调速电机110等动力提供元件的要求较小；由于纸辊送纸机构150的转动惯量比较大，采用抗扰动间歇式传动装置130可以减少对变频调速电机110的冲击，不会对变频调速电机110的寿命产生较坏的影响；

3、在需要剪切的纸张长度较小时，可以通过改变减速装置120的传动比、调整转动轴线O₂与转动轴线O₁之间的距离D、调整转动轴线O₃与转动轴线O₁之间的距离d₁以及改变从动轮132的半径d（即槽口1325的外端与从动轮132的转动轴线O₂之间的距离）或改变从动轮132扇叶的个数得到提供给纸辊送纸机构150转动的较小步距角。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，包括用于与提供动力的电机连接的主动轮、用于与执行机构连接的从动轮以及推动机构；所述从动轮包括本体，于所述本体上形成有多个槽口；所述推动机构设置在所述主动轮上，并可在所述主动轮转动过程中滑入到所述槽口中或从所述槽口中滑出，驱动所述从动轮间歇地转动；

所述多个槽口在所述从动轮上呈放射状等分在所述从动轮本体上；所述从动轮本体上位于两个槽口之间的扇叶的外侧端面呈内凹弧型；所述间歇式传动装置进一步包括形成在所述主动轮上的防转结构；当所述推动机构从所述槽口中滑出时，所述防转结构与所述外侧端面配合防止所述从动轮转动。

2.根据权利要求1所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述多个槽口呈放射状均匀等分360度分布在所述从动轮本体上。

3.根据权利要求2所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述主动轮具有转动轴线O₁；所述从动轮具有转动轴线O₂，所述主动轮的转动轴线O₁与所述从动轮的转动轴线O₂之间的距离D满足：

$D=\frac{d}{\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}},$

其中，d为所述槽口的外端与所述从动轮的转动轴线O₂之间的距离；θ为相邻的两个所述槽口中心线之间的夹角。

4.根据权利要求3所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述推动机构具有转轴轴线O₃，所述转轴轴线O₃与所述主动轮的转动轴线O₁之间的距离d₁满足：

$d_1=d\×\tan \frac{\mathrm{\θ}}{2}.$

5.根据权利要求4所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述外侧端面为弧半径为d₂的内凹圆弧面；

所述防转结构呈柱状；在所述防转结构的周向方向上，所述防转结构具有缺口部和弧形周面；当所述推动机构从所述槽口中滑出时，所述弧形周面与所述外侧端面配合防止所述从动轮转动；所述弧形周面的弧半径为d₃，且d₃满足：

d₂>d₃。

6.根据权利要求5所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，

所述缺口部呈扇形且具有夹角θ₁，θ₁满足：θ₁=π-θ。

7.根据权利要求6所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述推动机构位于所述缺口部的对角线上。

8.根据权利要求5所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，两个相邻的所述槽口的对角线与所述外侧端面之间的交点为P，且所述点P到所述从动轮的转动轴线O₂的距离为d₄，且d₄满足：

d₄=D-d₃-X，其中，X为余量，是所述从动轮与所述主动轮之间连接的间隙。

9.根据权利要求3所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述主动轮包括基体和第一连接轴；所述基体可以所述主动轮的转动轴线O₁为中心自转；所述第一连接轴设置在所述基体上，用于与提供动力的电机连接。

10.根据权利要求4所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述推动机构包括转子、螺杆和螺母；所述螺杆垂直地穿过所述主动轮的基体，且底端用螺母旋紧，使得所述螺杆固定于所述主动轮的基体上；所述转子套设在所述螺杆上；所述螺母安装在所述螺杆顶端。

11.根据权利要求10所述的抗扰动间歇式传动装置，其特征在于，所述从动轮包括本体和第二连接轴；所述多个槽口分布在所述本体上；所述第二连接轴设置在所述本体上。

12.一种剪纸机送纸系统，其特征在于，包括变频调速电机、减速装置、如权利要求1至11中任何一项所述的抗扰动间歇式传动装置，以及纸辊送纸机构；所述变频调速电机与所述减速装置连接；所述减速装置与所述间歇式传动装置的主动轮传动连接；所述纸辊送纸机构与所述间歇式传动装置的从动轮传动连接。

13.根据权利要求12所述的剪纸机送纸系统，其特征在于，所述纸辊送纸机构包括主动送纸辊、主动轴、可转动的从动压紧轮套筒、从动压紧轮、凸轮、棘轮、棘爪和弹簧；所述主动送纸辊安装在所述主动轴上；所述主动轴与所述间歇式传动装置的从动轮连接；所述从动压紧轮通过轴套和轴安装在所述从动压紧轮套筒上；所述凸轮和所述棘轮共轴地组装在一起；所述棘爪在所述弹簧的作用下与所述棘轮配合。

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