CN204775435U - 一种不完全齿轮周期啮合转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种齿数可调节的不完全齿轮周期啮合转向装置，属于机械创新技术领域，其包括转向轮、前车叉、摇杆Ⅰ、摇杆Ⅱ、滑块、轴Ⅰ、曲柄、销钉、圆柱齿轮Ⅳ、连杆、限位件、车底盘、轴承座Ⅲ、轴承座Ⅳ、轴承座Ⅴ、轴承座Ⅵ、导向杆、轴Ⅳ、可变齿数不完全齿轮机构；由曲柄、连杆、摇杆Ⅰ、摇杆Ⅱ、限位件组成的连杆机构作为平面曲柄摇杆机构；由不完全齿轮Ⅰ、不完全齿轮Ⅱ、摩擦垫圈、轴承、单向平面推力轴承构成可变齿数不完全齿轮机构；可变齿数不完全齿轮机构与一完全齿轮组成周期调节机构；本实用新型的可变齿数不完全齿轮机构带有自锁功能，极大地减弱由震动引起的偏差，并且通过和其他辅助机构配合能够任意分配左右摆动角度的幅度及左右摆角所占周期比例。

Description

一种不完全齿轮周期啮合转向装置

技术领域

本实用新型涉及一种带有不完全齿周期啮合转向装置，特别是齿数可调节的不完全齿轮周期啮合转向装置，属于机械技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展与进步，越来越多的创新机构被应用在各行各业，产生了各种各样的机械机构，特别是能实现特定功能的机械机构。

在人们日常生活、工业生产以及一些危险坏境下的自动工作场合都有广泛的应用，例如在一个排爆现场，存在一些特定规律的障碍时，一种能够恰好绕过障碍将自动拆除设备运送到指定位置实施排爆任务。

然而传统的曲柄连杆转向机构由于结构的限制，曲柄、连杆、摇杆等结构参数一旦确定转向的角度和摆角的周期便不能再改动。适用范围有限，一台设备不能适用多种不同形状轨迹，本转向机构旨在解决上述问题。

发明内容

本实用新型提供了一种不完全齿轮周期啮合转向装置，以用于解决传统的连杆转向机构自身的运动参数无法调节或调节范围有限等问题。

本不完全齿轮周期啮合转向装置包括转向轮1、前车叉2、摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5、轴Ⅰ10、曲柄17、销钉18、圆柱齿轮Ⅳ19、连杆20、限位件21、车底盘22、轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24、轴承座Ⅴ25、轴承座Ⅵ26、导向杆27、轴Ⅳ31、可变齿数不完全齿轮机构33；转向轮1通过铰销轴与前车叉2连接，前车叉2安装于车底盘22前端与车底盘22构成转动副，摇杆Ⅰ3与前车叉2固定连接，滑块5可根据要求固定连接在摇杆Ⅰ3槽上的不同位置，摇杆Ⅱ4上装有两个导向杆27，两个导向杆27与两个限位件21连接构成移动副，限位件21固定在车底盘22上；摇杆Ⅱ4的一端与连杆20一端连接，摇杆Ⅱ4通过滑块5与摇杆Ⅰ3形成移动副，摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5构成平面摇杆机构；圆柱齿轮Ⅳ19通过过盈配合与轴Ⅳ31连接固定，轴Ⅳ31一端通过轴承设置在轴承座Ⅵ26上，另一端设置在轴承座Ⅴ25上，曲柄17固定在轴Ⅳ31上，销钉18可根据要求通过安装孔固定在曲柄17不同的位置上，连杆20的另一端与销钉18连接，轴Ⅰ10两端分别通过轴承设置在轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24上，可变齿数不完全齿轮机构固定在轴Ⅰ10上，轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24固定在车底盘22上，圆柱齿轮Ⅳ19与可变齿数不完全齿轮机构33相配合。

所述可变齿数不完全齿轮机构33包括不完全齿轮Ⅰ28、一个以上的不完全齿轮Ⅱ30、单向平面推力轴承32、轴承34，不完全齿轮Ⅰ28固定在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅱ30通过轴承34设置在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间通过单向平面推力轴承32连接在一起，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间设置有摩擦垫圈29。

所述不完全齿轮Ⅰ28的一侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅰ35和单向平面推力轴承安装槽Ⅰ36，不完全齿轮Ⅰ28中心孔与轴Ⅰ10间隙配合。

所述不完全齿轮Ⅱ30一侧或两侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅱ37和单向平面推力轴承安装槽Ⅱ38，不完全齿轮Ⅱ30中心孔与轴承34过盈配合，不完全齿轮Ⅱ30只能在外力作用下顺时针绕轴Ⅰ10旋转。

所述可变齿数不完全齿轮机构33中不完全齿轮Ⅱ30的数量与可变齿数不完全齿轮机构齿区设置相匹配，相邻齿区间中线夹角为360°范围内等角度分配，齿区设置与角度变换的频率及大小相关。

所述可变齿数不完全齿轮机构33可实现转向轮1转向范围为-45°～45°。

可变齿数不完全齿轮机构带有自锁功能：不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间通过单向平面推力轴承32连接在一起，由于不完全齿轮间连接采用的单向平面推力轴承32只能顺时针旋转，不能反向旋转，并且不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间设置的摩擦垫圈29阻碍了由于震动导致不完全齿轮间相对转动，所以可变齿数不完全齿轮机构带有自锁功能。

所述不完全齿轮Ⅰ28、不完全齿轮Ⅱ30上的齿轮区占圆周的十分之一。

本实用新型的工作过程：本装置使用时，可以转动可变齿数不完全齿轮机构33中的不完全齿轮Ⅱ30，调节可变齿数不完全齿轮机构的总的齿数及不同齿区的齿数和不同齿区间的间隔夹角。可变齿数不完全齿轮机构33通过与圆柱齿轮Ⅳ19间隙啮合，改变圆柱齿轮Ⅳ19的运动周期和转动角度的幅度，圆柱齿轮Ⅳ19与轴Ⅳ31可同轴转动，固定在轴Ⅳ31上的曲柄17将圆柱齿轮Ⅳ19的运动周期和转动角度的幅度通过销钉18、连杆20、摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5转变为转向轮1的左右摆动角度的周期，可根据要求通过调节滑块5固定连接在摇杆Ⅰ3槽上的不同位置、销钉18固定在曲柄17上的不同位置及可变齿数不完全齿轮机构不同齿区的齿数，可实现调节转向轮1左右摆动角度的幅度。通过计算、设定可变齿数不完全齿轮机构的总的齿区数及不同齿区间的夹角可实现对转向轮1左右摆动角度的周期及频率。通过计算可以设定滑块5固定连接在摇杆Ⅰ3槽上的不同位置、销钉18固定在曲柄17不同的位置、可变齿数不完全齿轮机构不同齿区的齿数、可变齿数不完全齿轮机构的总的齿区数，及滑块5在摇杆Ⅰ3上的相对位置，使得转向轮1完成设定参数的左右摆动运动。

本实用新型的有益效果是：

1.可变齿数不完全齿轮机构带有自锁功能，可变齿数不完全齿轮机构的总的齿数及不同齿区的齿数和不同齿区间的夹角参数确定后可固定不变，极大地减弱由震动引起的偏差。

2.通过调节可变齿数不完全齿轮机构的总的齿数及不同齿区的齿数和不同齿区间的夹角，能够任意分配前轮左右角度所占周期。

3.通过计算、设定可变齿数不完全齿轮机构的总的齿区数及不同齿区的齿数和不同齿区间的夹角、滑块5在摇杆Ⅰ3上的相对位置可任意调节转向轮1左右摆动角度的周期和幅度。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

图2为本实用新型可变齿数不完全齿轮机构及相关部件结构示意图；

图3为可变齿数不完全齿轮机构结构示意图；

图4为本实用新型中不完全齿轮机构Ⅰ的结构示意图；

图5为本实用新型中不完全齿轮Ⅱ的结构示意图；

图6本实用新型使用状态示意图；

图中：1为转向轮、2为前车叉、3为摇杆Ⅰ、4为摇杆Ⅱ、5为滑块、6为圆柱齿轮Ⅰ、7为电动机、8为圆柱齿轮Ⅱ、9为主动轮、10为轴Ⅰ、11为圆柱齿轮Ⅲ、12为轴Ⅱ、13为轴承座Ⅰ、14为轴承座Ⅱ、15为轴Ⅲ、16为从动轮、17为曲柄、18销钉、19为圆柱齿轮Ⅳ、20为连杆、21为限位件、22为车底盘、23为轴承座Ⅲ、24为轴承座Ⅳ、25为轴承座Ⅴ、26为轴承座Ⅵ、27为导向杆、28为不完全齿轮Ⅰ、29为摩擦垫圈、30为不完全齿轮Ⅱ、31为轴Ⅳ、32为单向平面推力轴承，33为可变齿数不完全齿轮机构，34为轴承，35为摩擦垫圈安装槽Ⅰ、36为单向平面推力轴承安装槽Ⅰ、37为摩擦垫圈安装槽Ⅱ、38为单向平面推力轴承安装槽Ⅱ。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。

实施例1：如图1-5所示，本不完全齿轮周期啮合转向装置包括转向轮1、前车叉2、摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5、轴Ⅰ10、曲柄17、销钉18、圆柱齿轮Ⅳ19、连杆20、限位件21、车底盘22、轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24、轴承座Ⅴ25、轴承座Ⅵ26、导向杆27、轴Ⅳ31、可变齿数不完全齿轮机构33；转向轮1通过铰销轴与前车叉2连接，前车叉2安装于车底盘22前端与车底盘22构成转动副，摇杆Ⅰ3与前车叉2固定连接，滑块5可根据要求固定连接在摇杆Ⅰ3槽上的不同位置，摇杆Ⅱ4上装有两个导向杆27，两个导向杆27与两个限位件21连接构成移动副，限位件21固定在车底盘22上；摇杆Ⅱ4的一端与连杆20一端连接，摇杆Ⅱ4通过滑块5与摇杆Ⅰ3形成移动副，摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5构成平面摇杆机构；圆柱齿轮Ⅳ19通过过盈配合与轴Ⅳ31连接固定，轴Ⅳ31一端通过轴承设置在轴承座Ⅵ26上，另一端设置在轴承座Ⅴ25上，曲柄17固定在轴Ⅳ31上，销钉18可根据要求通过安装孔固定在曲柄17不同的位置上，连杆20的另一端与销钉18连接，轴Ⅰ10两端分别通过轴承设置在轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24上，可变齿数不完全齿轮机构固定在轴Ⅰ10上，轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24固定在车底盘22上，圆柱齿轮Ⅳ19与可变齿数不完全齿轮机构33相配合。

所述可变齿数不完全齿轮机构33包括不完全齿轮Ⅰ28、3个的不完全齿轮Ⅱ30、单向平面推力轴承32、轴承34，不完全齿轮Ⅰ28固定在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅱ30通过轴承34设置在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间通过单向平面推力轴承32连接在一起，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间设置有摩擦垫圈29。

所述不完全齿轮Ⅰ28的一侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅰ35和单向平面推力轴承安装槽Ⅰ36，不完全齿轮Ⅰ28中心孔与轴Ⅰ10间隙配合。

所述不完全齿轮Ⅱ30一侧或两侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅱ37和单向平面推力轴承安装槽Ⅱ38，不完全齿轮Ⅱ30中心孔与轴承34过盈配合，不完全齿轮Ⅱ30只能在外力作用下顺时针绕轴Ⅰ10旋转。

所述可变齿数不完全齿轮机构中每个不完全齿轮的齿数为7个，转动可变齿数不完全齿轮机构右侧的不完全齿轮Ⅱ30，使得可变齿数不完全齿轮机构分成五个齿区，每个齿区齿数为7个齿，相邻齿区间中线夹角为72度，通过此可变齿数不完全齿轮机构33可实现转向轮1转向范围为-20°（左向）、20°（右向）之间变化。

实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于所述可变齿数不完全齿轮机构中每个不完全齿轮的齿数为7个，转动可变齿数不完全齿轮机构右侧的不完全齿轮Ⅱ30，使得可变齿数不完全齿轮机构分成2个齿区，每个齿区齿数为14个齿，相邻齿区间中线夹角为180度，通过此可变齿数不完全齿轮机构33可实现转向轮1转向范围为-45°（左向）、45°（右向）之间变化。

实施例3：如图6所示，本不完全齿轮周期啮合转向装置包括转向轮1、前车叉2、摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5、圆柱齿轮Ⅰ6、电动机7、圆柱齿轮Ⅱ8、主动轮9、轴Ⅰ10、圆柱齿轮Ⅲ11、轴Ⅱ12、轴承座Ⅰ13、轴承座Ⅱ14、轴Ⅲ15、从动轮16、曲柄17、销钉18、圆柱齿轮Ⅳ19、连杆20、限位件21、车底盘22、轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24、轴承座Ⅴ25、轴承座Ⅵ26、导向杆27、轴Ⅳ31、可变齿数不完全齿轮机构33；转向轮1通过铰销轴与前车叉2连接，前车叉2安装于车底盘22前端与车底盘22构成转动副，摇杆Ⅰ3与前车叉2固定连接，滑块5可根据要求固定连接在摇杆Ⅰ3槽上的不同位置，摇杆Ⅱ4上装有两个导向杆27，两个导向杆27与两个限位件21连接构成移动副，限位件21固定在车底盘22上；摇杆Ⅱ4的一端与连杆20一端连接，摇杆Ⅱ4通过滑块5与摇杆Ⅰ3形成移动副，摇杆Ⅰ3、摇杆Ⅱ4、滑块5构成平面摇杆机构；圆柱齿轮Ⅳ19通过过盈配合与轴Ⅳ31连接固定，轴Ⅳ31一端通过轴承设置在轴承座Ⅵ26上，另一端设置在轴承座Ⅴ25上，曲柄17固定在轴Ⅳ31上，销钉18可根据要求通过安装孔固定在曲柄17不同的位置上，连杆20的另一端与销钉18连接，轴Ⅰ10两端分别通过轴承设置在轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24上，可变齿数不完全齿轮机构固定在轴Ⅰ10上，轴承座Ⅲ23、轴承座Ⅳ24固定在车底盘22上，圆柱齿轮Ⅳ19与可变齿数不完全齿轮机构33相配合；电动机7固定在车底盘22上，圆柱齿轮Ⅰ6安装在电动机7上，圆柱齿轮Ⅱ8固定在轴Ⅰ10上，圆柱齿轮Ⅰ6与圆柱齿轮Ⅱ8相配合，轴承座Ⅰ13、轴承座Ⅱ14固定在车底盘22上，轴Ⅱ12两端分别通过轴承设置在两个轴承座Ⅰ13上，圆柱齿轮Ⅲ11通过过盈配合与轴Ⅱ12连接固定，主动轮9安装在轴Ⅱ12上并位于圆柱齿轮Ⅲ11一侧，圆柱齿轮Ⅲ11与圆柱齿轮Ⅱ8相配合，轴Ⅲ15两端分别通过轴承设置在两个轴承座Ⅱ14上，从动轮16固定在轴Ⅲ15上；

所述可变齿数不完全齿轮机构33包括不完全齿轮Ⅰ28、4个的不完全齿轮Ⅱ30、单向平面推力轴承32、轴承34，不完全齿轮Ⅰ28固定在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅱ30通过轴承34设置在轴Ⅰ10上，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间通过单向平面推力轴承32连接在一起，不完全齿轮Ⅰ28与不完全齿轮Ⅱ30之间以及不完全齿轮Ⅱ30之间设置有摩擦垫圈29；

所述不完全齿轮Ⅰ28的一侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅰ35和单向平面推力轴承安装槽Ⅰ36，不完全齿轮Ⅰ28中心孔与轴Ⅰ10间隙配合。

所述不完全齿轮Ⅱ30一侧或两侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅱ37和单向平面推力轴承安装槽Ⅱ38，不完全齿轮Ⅱ30中心孔与轴承34过盈配合，不完全齿轮Ⅱ30只能在外力作用下顺时针绕轴Ⅰ10旋转。

所述可变齿数不完全齿轮机构中每个不完全齿轮的齿数为7个，转动可变齿数不完全齿轮机构右侧的不完全齿轮Ⅱ30，使得可变齿数不完全齿轮机构分成2个齿区，每个齿区齿数为14个齿，相邻齿区间中线夹角为180度，通过此可变齿数不完全齿轮机构33可实现转向轮1转向范围为-45°（左向）、45°（右向）之间变化。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种不完全齿轮周期啮合转向装置，其特征在于：包括转向轮（1）、前车叉（2）、摇杆Ⅰ（3）、摇杆Ⅱ（4）、滑块（5）、轴Ⅰ（10）、曲柄（17）、销钉（18）、圆柱齿轮Ⅳ（19）、连杆（20）、限位件（21）、车底盘（22）、轴承座Ⅲ（23）、轴承座Ⅳ（24）、轴承座Ⅴ（25）、轴承座Ⅵ（26）、导向杆（27）、轴Ⅳ（31）、可变齿数不完全齿轮机构（33）；转向轮（1）通过铰销轴与前车叉（2）连接，前车叉（2）安装于车底盘（22）前端与车底盘（22）构成转动副，摇杆Ⅰ（3）与前车叉（2）固定连接，滑块（5）固定连接在摇杆Ⅰ（3）的槽内，摇杆Ⅱ（4）上装有两个导向杆（27），两个导向杆（27）与两个限位件（21）连接构成移动副，限位件（21）固定在车底盘（22）上；摇杆Ⅱ（4）的一端与连杆（20）的一端连接，摇杆Ⅱ（4）通过滑块（5）与摇杆Ⅰ（3）形成移动副，摇杆Ⅰ（3）、摇杆Ⅱ（4）、滑块（5）构成平面摇杆机构；圆柱齿轮Ⅳ（19）通过过盈配合与轴Ⅳ（31）连接固定，轴Ⅳ（31）一端通过轴承设置在轴承座Ⅵ（26）上，另一端设置在轴承座Ⅴ（25）上，曲柄（17）固定在轴Ⅳ（31）上，销钉（18）通过安装孔固定在曲柄（17）上，连杆（20）的另一端与销钉（18）连接，轴Ⅰ（10）两端分别通过轴承设置在轴承座Ⅲ（23）、轴承座Ⅳ（24）上，可变齿数不完全齿轮机构（33）固定在轴Ⅰ（10）上，轴承座Ⅲ（23）、轴承座Ⅳ（24）固定在车底盘（22）上，圆柱齿轮Ⅳ（19）与可变齿数不完全齿轮机构（33）相配合。

2.根据权利要求1所述的不完全齿轮周期啮合转向装置，其特征在于：所述可变齿数不完全齿轮机构（33）包括不完全齿轮Ⅰ（28）、一个以上的不完全齿轮Ⅱ（30）、单向平面推力轴承（32）、轴承（34），不完全齿轮Ⅰ（28）固定在轴Ⅰ（10）上，不完全齿轮Ⅱ（30）通过轴承（34）设置在轴Ⅰ（10）上，不完全齿轮Ⅰ（28）与不完全齿轮Ⅱ（30）之间以及不完全齿轮Ⅱ（30）之间通过单向平面推力轴承（32）连接在一起，不完全齿轮Ⅰ（28）与不完全齿轮Ⅱ（30）之间以及不完全齿轮Ⅱ（30）之间设置有摩擦垫圈（29）。

3.根据权利要求2所述的不完全齿轮周期啮合转向装置，其特征在于：不完全齿轮Ⅰ（28）的一侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅰ（35）和单向平面推力轴承安装槽Ⅰ（36），不完全齿轮Ⅰ（28）中心孔与轴Ⅰ（10）间隙配合。

4.根据权利要求2所述的不完全齿轮周期啮合转向装置，其特征在于：不完全齿轮Ⅱ（30）一侧或两侧设置有摩擦垫圈安装槽Ⅱ（37）和单向平面推力轴承安装槽Ⅱ（38），不完全齿轮Ⅱ（30）中心孔与轴承（34）过盈配合。